一般装有简单的灭弧装置,但其结构比较简单。图为一种压气式高压负荷开关,其工作过程是:分闸时,在分闸弹簧的作用下,主轴顺时针旋转,一方面通过曲柄滑块机构使活塞向上移动,将气体压缩;另一方面通过两套四连杆机构组成的传动系统,使主闸刀先打开,然后推动灭弧闸刀使弧触头打开,气缸中的压缩空气通过喷口吹灭电弧。负荷开关是介于断路器和隔离开关之间的一种开关电器,具有简单的灭弧装置,能切断额定负荷电流和一定的过载电流,但不能切断短路电流。
高压负荷开关操作机构按照的原则是:
操作机构应当按照在负荷开关的左侧,这样当人用右手操作时,其脸应当不是对准负荷开关,一旦有故障,人的脸不会受到电弧的灼伤。
有电源的进线(无论是上进线还是下进线)应当先与负荷开关的熔断器连接,如果发生故障,熔断器动作断开故障电流,后面的隔离开关不会受到很大的短路电流冲击。
高压负荷开关完全采用了真空开关管的灭弧优点以及相应的操作机构,由于高压负荷开关不具备开断短路电流的能力,故它在结构上较简单、适用于电流小、动作频繁的场合,常见高压负荷开关有户内型及户外柱上型两种。
高压负荷开关的种类很多,结构可分为油高压负荷开关,真空高压负荷开关,六氟化硫高压负荷开关,产气式高压负荷开关和压气型高压负荷开关等;按操作方式分为手动操作高压负荷开关和电动高压负荷开关两类,这些产品集中使用于配电网中,如环网柜中,目前较为流行的是真空高压负荷开关,高压负荷开关配用熔断器等设备随着我国城网改造工作的推进越来越受到重视,下面介绍两典型的高压负荷开关的结构特点与基本原理。
高压负荷开关可以断开短路电流吗?
可以分合负荷电流(高压负荷开关),不能分合短路电流(短路电流很大)高压负荷开关的灭弧能力没有高压熔断器强,它的灭弧能力有限,只装备有简单的灭弧装置,电路工作时用来切断或接通负荷电流,不能切断巨大的短路电流,负荷开关断开后有可见的断开点是其特点。
现在的高压负荷开关越来越象断路器,个别高压负荷开关加大了灭弧能力,增加了电动高压穿墙套管操作功能。
高压负荷开关可以断开/合上电路负荷电流,高压负荷开关可以断开短路电流(必须经过计算,选择合适的分断电流),高压负荷开关合上短路电流应该有问题,没有这样的设计,详细可以参考电研所的数据。
2撞击器操作与转移电流
熔断器通过的电流与熔断时间呈反时限特性,简称安-秒特性,当出现过电流时,熔断器依其安-秒特性熔断。所谓转移电流,是指三相熔断器中有一相首先开断,三相熔断器的熔断时间差为Dt。当首相动作后,撞击器击出,此时可能出现另外两相熔断器尚未灭弧开断,而撞击器击出形成负荷开关切断故障电流,原本应由熔断器承担的开断任务,现转移至负荷开关承担。熔断器与负荷开关转移开断时,对称电流就叫“转移电流”。显然,转移电流的数值与熔断器安-秒特性、负荷开关固定分断时间有关。转移电流值可以通过引用IEC-420标准确定。在熔断器安-秒特性时间轴,取0.9倍负荷开关固分时间,作一平行线,所对应的电流值就是转移电流。例如某真空负荷开关,其固有分断时间为28ms,配用100A熔断器,依法求出转移电流为1880A,负荷开关应能开断此电流。故障电流超过转移电流时,由熔断器开断。其实转移电流是一个电流区域,由于三相熔断器之间存在熔断时间差,相对有电流差,因此是一个很小的电流区域,该区域就是转移电流区域。由此可见,负荷开关与熔断器的良好配合是可以开断任何电流。显然,熔断器不同的额定电流有不同的安-秒特性,那么不同的额定电流配合同一个负荷开关,就有不同的转移电流,额定转移电流是指所能配用 熔断器的转移电流,选择负荷开关应注重。
3分励脱扣器操作电源与交接电流
随着变电所“少人值守”、“无人值守”的推广,为了满足运行单位远方操作的基本要求,选择负荷开关时,需要配置分励脱扣器供保护跳闸使用,即过载时通过继电保护的方式使负荷开关分闸,熔断器仅作短路保护。由分励脱扣器动作使组合电器中负荷开关分断,称为脱扣器操作。继电保护与熔断器的时间-电流曲线不会相同,配合使用必然出现交叉点。继电保护的动作特性与熔断器的安-秒特性相交点称为“交接电流”。工程上按IEC确定 交接电流的方法为:在熔断器 弧前安-秒特性的时间轴取负荷开关小分闸时间,加上20ms外部继电器保护的小动作时间,所对应电流值即为 交接电流。