中压负荷开关的选用注意事项.doc

论文赏析：中压负荷开关及其应用

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1引言
中压负荷开关作为一种结构简单、安装维护方便、安全可靠、经济技术指标比较合理的开关设备，在1O～35kV供电系统，尤其在城市配网中已得到广泛地应用。负荷开关可以作为独立的设备使用，如柱上负荷开关也可以作为主要元件安装使用于环网柜等设备中。负荷开关可以进行手动或电动操作，也可以进行智能化控制，用于开断额定电流，可关合、承载额定短路电流，其使用寿命与其开断电流值和灭弧介质或方式有关。
2负荷开关的技术参数要求
2．1额定电流
负荷开关的额定电流是指其负载功率因素cosk~"一0．7±0．05时的额定负载电流，表示负荷开关长期正常工作运行并能够开断的最大电流值，其单位为A。
2．2额定热稳定电流和额定峰值动稳定电流
额定热稳定电流即允许短时耐受电流，其单位为kA／3s(或kA／4s)；额定峰值动稳定电流值等于开关的额定短路关合电流值，其单位为kA。
2．3额定电缆充电开断电流
空载情况下的电缆回路充电电流属于容性电流，电缆越长，容性电流值就越大；电容回路电压不能突变，容易产生过电流，使开关断弧困难。国标规定负荷开关额定电缆充电开断电流值为10A；负荷开关额定电缆充电开断电流标称值越大，表明其允许开断电缆长度越长。
2．4额定空载变压器开断电流
对于3~35kV电压等级的负荷开关，国标规定开断额定容量为1250kVA配电变压器的空载电流，属于感性电流。电感回路电流不能突变，容易产生过电压，使开关断弧困难。
2．5额定单个电容器组开断电流
其数值等于负荷开关额定电流值的0．8倍。
3负荷开关的种类及其性能
按照灭弧介质或方式的不同，负荷开关主要分产气式、压气式、真空式和SF式，四种负荷开关的结构各不相同，性能也有差别。
3．1负荷开关的种类
3．1．1产气式负荷开关
产气式负荷开关有明显断开点，结构最为简单。此种开关使用一种特殊固体灭弧材料制作的灭弧罩。当开关分闸时，主触头先分离，位于灭弧罩内的并联辅助触头后分离而产生电弧，电弧加热灭弧罩内的固体灭弧材料并使其产生灭弧气体而熄灭电弧。
3．1．2压气式负荷开关
此种负荷开关有明显断开点，灭弧装置通常由压气装置和喷嘴组成，压气装置的外部为绝缘汽缸，内部为活塞。当开关分闸时，传动机构带动活塞在汽缸内运动，被压缩的空气由喷嘴喷出而吹灭电弧。
为了更好地提高灭弧效果，可以将产气式灭弧和压气式吹弧的原理相结合，使用固体灭弧材料制作喷嘴。当分闸燃弧时，压缩空气吹弧和材料产气灭弧共同作用(在开断小电流时以压缩空气吹弧为主，开断大电流时以产气灭弧为主)。
3．1．3真空式负荷开关
此种负荷开关的灭弧装置采用真空灭弧室。当开关分闸时，位于真空灭弧室内的主开关触头分开，电弧在真空介质中自行熄灭。开关没有明显断开点，但开关分、合状态可由机械联动装置准确指示。
3．1．4SF式负荷开关
此种负荷开关将触头安装在一个充满SF气体的密封的壳体内，当开关分闸时，利用SF气体进行灭弧。为了提高灭弧效果，SF式负荷开关通常也同时采用压气式原理(吹弧气体为SF)或增加离子栅将电弧分断。开关没有明显断开点，但开关分、合状态可由机械联动装置准确指示。
3．2负荷开关的性能
负荷开关通常都配有形式各异的弹簧机构，不论手动或电动操作，都要经过弹簧储能的过程，当储能到位时，即自动拉动开关触头进行分、合闸，使得手动或电动操作的速度与开关的分、合闸速度无关，确保了开关分、合闸速度的可靠和稳定。
产气式负荷开关由于产气材料在大电弧时容易烧毁，小电弧时由于热量不足而产气不足，使得灭弧性能相对不稳定，其灭弧效果与开断电流的关系如图1所示。压气式负荷开关主要依靠压缩空气进行吹弧，因此，其灭弧效果一般；通常吹气压力是一定的，因此，其灭弧效果比较稳定。其灭弧效果与开断电流的关系如图2所示。压气式负荷开关开断额定负荷电流的次数通常能达到数百次，但其最大开断电流不高。将产气式灭弧和压气式吹弧原理相结合的负荷开关灭弧效果与开断电流的关系如图3所示。
真空式负荷开关灭弧速度快，最大开断电流高，结构相对简单。但由于截流效应，真空式负荷开关操作时容易引起截流重燃过电压，尤其是开断5额定有功负载的小电流。同时，需要定期检测真空管的真空度，以保证开关的性能和安全。其开断性能如图4所示。
SF式负荷开关具有开断能力强、开断性能稳定、不产生操作过电压、容易实现自动化功能、体积小、安全可靠的特点，但制造技术难度较大，开关结构相对复杂，价格较贵。考虑到SF气体对SF式负荷开关开断性能的影响，必须保证其密封性能；因此，在SF负荷开关中必须有SF气压检测显示功能，且在低气压时闭锁开关操作，以保证开关操作安全。RL27型、SPG型10kV柱上SF负荷开关甚至在SF气体零表压下，也可以保证绝缘水平和开断能