高壓電器概述
高壓電器是電力系統(tǒng)中使用比較廣泛的一種設(shè)備，但在我國(guó)由于缺乏明確的標(biāo)準(zhǔn)化定義，因此各種場(chǎng)合使用的這一術(shù)語，其含義有一定的出入。這兒介紹的是高等教科書中介紹的并為多數(shù)人認(rèn)同的概念。
1、高壓電器定義
國(guó)際上公認(rèn)的高低壓電器的分界線交流是1kV（直流則為1500V）。為交流1kV以上為高壓電器，1kV及以下為低壓電器。高壓電器是在高壓線路中用來實(shí)現(xiàn)關(guān)合、開斷、保護(hù)、控制、調(diào)節(jié)、量測(cè)的設(shè)備。一般的高壓電器包括開關(guān)電器、量測(cè)電器和限流、限壓電器。但有時(shí)也把變壓器列入高壓電器（如電機(jī)工程學(xué)會(huì)中高壓電器分專委會(huì)）。
西安高壓電器研究所是1958年在規(guī)劃的西安開關(guān)整流器廠中央試驗(yàn)室基礎(chǔ)上由一機(jī)部批準(zhǔn)成立的，因該所當(dāng)時(shí)明確為西安建設(shè)中的開關(guān)、電瓷、電容、絕緣和變壓器廠開展研究開發(fā)、試驗(yàn)服務(wù)，涉及開關(guān)、變壓器、保護(hù)電器、量測(cè)電器等各專業(yè)，因此定名為高壓電器研究所，該名稱一直延續(xù)至今。
2、高壓電器分類及功能
2.1開關(guān)電器
主要用來關(guān)合與開斷正常電路和故障電路，或用來隔離電源、實(shí)現(xiàn)安全接地的一種高壓電器設(shè)備。
1）高壓斷路器：不僅能關(guān)合、開斷正常的負(fù)荷電流（包括空變、空線、空纜等），也用來開合故障電流，且當(dāng)發(fā)生短路故障（或其它異常運(yùn)行狀態(tài)、欠壓、過流等）時(shí)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分閘、自動(dòng)重合閘。因此高壓斷路器是一種多功能的自動(dòng)開關(guān)。
2）熔斷器：俗稱保險(xiǎn)。當(dāng)負(fù)荷電流過載到一定值，或出現(xiàn)故障電流時(shí)能自動(dòng)熔斷而開斷。分為限流熔斷器及噴射式熔斷器。
3）負(fù)荷開關(guān)：能開合負(fù)荷電流（含容性、感性負(fù)載電流），有時(shí)能關(guān)合短路電流但不能開斷短路電流。
4）接觸器：只有一個(gè)休止位置，非手動(dòng)操作就能關(guān)合、開斷及承載正常電流及規(guī)定的過載電流的開斷、關(guān)合位置。一般用來頻繁控制大型用電設(shè)備（如大電動(dòng)機(jī)等）。
5）隔離開關(guān)：用來隔離電路或電源，在閉合位置時(shí)能承載正常電流及規(guī)定的短路電流，有時(shí)能開斷很小的電容電流及容量不大的變壓器的空載電流，有時(shí)能開合母線轉(zhuǎn)換電流。
6）接地開關(guān)：用來對(duì)設(shè)備或被檢修線路實(shí)現(xiàn)保護(hù)接地。
﹡有時(shí)要求負(fù)荷開關(guān)、接觸器、接地開關(guān)關(guān)合短路電流。
7）重合器：能夠按照預(yù)定的順序，在導(dǎo)電回路中進(jìn)行開斷和重合操作，并在其后自動(dòng)復(fù)位、分閘閉鎖或合閘閉鎖的自具（不需外加能源）控制保護(hù)功能的開關(guān)設(shè)備。
8）分段器：一種能夠自動(dòng)判斷線路故障和記憶線路故障電流開斷的次數(shù)，并在達(dá)到整定的次數(shù)后在無電壓或無電流下自動(dòng)分閘的開關(guān)設(shè)備。
某些分段器可具有關(guān)合短路電流（自動(dòng)重關(guān)合功能）及開斷、關(guān)合負(fù)荷電流的能力，但無開斷短路電流的能力。
2.2量測(cè)電器
1）電流互感器：用來轉(zhuǎn)換和測(cè)量線路、母線的電流供計(jì)量與保護(hù)用。傳統(tǒng)的電流互感器是采用油紙絕緣電磁式，現(xiàn)在又有環(huán)氧澆注、SF6電流互感器，最新的有光電式電流互感器。為滿足機(jī)電一體化設(shè)備需要，現(xiàn)在已有線性功能的電流傳感器。
2）電壓互感器：用來測(cè)量線路、母線電壓，以供計(jì)量和繼電保護(hù)用。傳統(tǒng)電壓互感器是油紙絕緣電磁式。目前在高壓、超高壓范圍內(nèi)則用重量輕、體積小的電容式電壓互感器，國(guó)際上已開發(fā)正在商品化的光電式互感器。
2.3限流與限壓電器
1）電抗器：是一個(gè)扼流線圈，用來限制故障電流，用包裹絕緣導(dǎo)線繞制。目前也有用環(huán)氧澆注法制做，其體積小，絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度比較高。
2）阻波器：也是一種電感線圈，主要用于載波通訊，限制高頻載波進(jìn)入變電所。
3）避雷器：用來限制過電壓，使電力系統(tǒng)中電器設(shè)備免受大氣過電壓和內(nèi)過電壓的危害，是一種泄能裝置。最簡(jiǎn)單的有保護(hù)間隙，還有管形避雷器、閥式避雷器、磁吹避雷器。最新的有保護(hù)特性比較好的氧化鋅避雷器。
注：限流熔斷器也是一種快速限流（幅值）的保護(hù)電器。
3高壓電器基本性能要求
處于電力系統(tǒng)中的各種戶內(nèi)、戶外高壓電器，應(yīng)能承受正常和異常電壓、電流作用，以及各種環(huán)境因素作用而不損壞。因而要求其具備各種性能如下。
3.1電氣性能方面要求
1）電壓
高壓電器絕緣應(yīng)能經(jīng)受規(guī)定的長(zhǎng)期最大工作電壓、短時(shí)過電壓、內(nèi)部過電壓和大氣過電壓作用而不損壞。標(biāo)志這些作用電壓的性能參數(shù)是：最大工作電壓、短時(shí)工頻試驗(yàn)電壓、操作波試驗(yàn)電壓和雷電沖擊波試驗(yàn)電壓。
2）電流
高壓電器應(yīng)能經(jīng)受長(zhǎng)期正常工作電流，溫升不超過規(guī)定值。在短時(shí)異常和故障電流作用下也不允許因電動(dòng)力、觸頭熔焊、電磁干擾等影響繼續(xù)工作的損害。
這方面標(biāo)志參數(shù)有：額定電流、額定短時(shí)耐受電流、額定峰值耐受電流，額定短路關(guān)合電流、電動(dòng)機(jī)和電容器關(guān)合涌流等。
3）其它要求
如高壓斷路器要求關(guān)合、開斷短路電流、自動(dòng)重合閘、開合空載線路充電電流（過電壓不超過規(guī)定值）和開合負(fù)荷電流以及連續(xù)開斷各種電流能力的電壽命等。
3.2自然環(huán)境因素
這些因素很多，例如：
1）海拔：影響外絕緣和額定電流。
外絕緣耐壓能力隨海拔提高而降低；電器的散熱能力隨海拔提高而困難（但環(huán)境溫度則隨海拔上升而降低）。
2）環(huán)境溫度：影響額定電流、機(jī)械可靠性和電氣可靠性。
3）濕度：影響絕緣及金屬零件銹蝕。
4）風(fēng)速：影響戶外產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度。
5）污穢：影響外絕緣的絕緣強(qiáng)度。
其它如雨、地震、濕熱、干熱等因素也影響絕緣強(qiáng)度和機(jī)械可靠性。
4、高壓電器發(fā)展趨勢(shì)
隨著科技進(jìn)步，高壓電器采用了高新技術(shù)，采用了新原理、新工藝、新介質(zhì)，正在醞釀新一代高壓電器，其發(fā)展趨勢(shì)如下：
4.1組合化、成套化
為滿足尺寸小、占地少、高性能、高可靠性需要，出現(xiàn)了各種各樣的組合電器和成套電器。除了開關(guān)柜、FC柜、多層柜外，出現(xiàn)了負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合電器、高壓接觸器—熔斷器組合電器（用于FC柜）、負(fù)荷開關(guān)、跌落熔斷器和避雷器組合，以及避雷器、隔離開關(guān)、電壓和電流互感器等各種組合，并已發(fā)展到高級(jí)型式的組合成套裝置，如充氣柜（C—GIS）、全封閉組合電器（GIS），以及全變電站組合如預(yù)裝式變電站（含變壓器和高低壓電器的箱變）。