负荷开关简介

高压开关电器高压负荷开关教学内容本节教学内容一、负荷开关概述二、负荷开关的结构类型首页一、负荷开关概述负荷开关是一种带有简单灭弧装置，能开断和关合额定负荷电流的开关。负荷开关不能开断短路电流。首页例如：FZN21-12D（R）型：即指额定电压12kV、户内21型高压真空灭弧负荷开关-熔断器组合。F-负荷开关灭弧介质：K-空气S-少油L-六氟化硫Z-真空代表安装场所N—户内式；W—户外式。设计系列序号额定电压，kV补充工作特性R－带熔断器；G－改进型；D－带接地开关额定电流，A7234561一、负荷开关概述1．开断和关合作用2．替代作用负荷开关有一定的灭弧能力，可用来开断和关合负荷电流和小于一定倍数（通常为3～4倍）的过载电流；也可以用来开断和关合比隔离开关允许容量更大的空载变压器，更长的空载线路，有时也用来开断和关合大容量的电容器组。负荷开关与限流熔断器串联组合（负荷开关－熔断器组合电器）可以代替断路器使用，即由负荷开关承担开断和关合小于一定倍数的过载电流，而由限流熔断器承担开断较大的过载电流和短路电流。熔断器可以装在负荷开关的电源侧，也可以装在负荷开关的受电侧。户外真空负荷开关户外油浸式负荷开关压气式负荷开关六氟化硫负荷开关一、负荷开关概述3负荷开关在结构上应满足的要求负荷开关在分闸位置时要有明显可见的间隙。负荷开关要能经受尽可能多的开断次数，而无需检修触头和调换灭弧室装置的组成元件。负荷开关要能关合短路电流，并承受短路电流的动稳定性和热稳定性的要求（对负荷开关－熔断器组合电器无此要求）。现代负荷开关有两个明显的特点，一是具有三工位，即合闸－分闸－接地；二是灭弧与载流分开，灭弧系统不承受动热稳定电流，而载流系统不参与灭弧。二、负荷开关的结构类型负荷开关按其灭弧方式可分为油负荷开关、磁吹负荷开关、压气式负荷开关、产气式负荷开关、六氟化硫负荷开关和真空负荷开关。1.产气式负荷开关利用固体产气材料在电弧作用下产生气体来进行灭弧的负荷开关，它属于自能灭弧方式。在产气式灭弧室中，灭弧材料气化形成局部高压力，电弧受到强烈吹弧和冷却作用，产生去游离使电弧熄灭。当电流较小时，主要靠产气壁冷却效应或电动力驱使电弧运动，拉长并熄灭电弧。二、负荷开关的结构类型产气式负荷开关的灭弧室有管式和板式两种结构。（1）管式灭弧室结构1－开关主轴；2－绝缘拉杆；3－隔离闸刀；4－保持触头；5－随动弧刀；6－随动销；7－弹簧；8－灭弧室灭弧室本身不动，只有隔离闸刀和弧触刀运动。当主触头达到规定的开距后，保持触头处的随动弧刀脱扣，通过此间储能的弹簧就可以快速地加速运动到分闸位置。在保持触头和随动弧刀尖端产生的电弧在灭弧室中熄灭。当开断大电流时，采用气吹方法及通过对流原理，耗散电弧能量；开断小电流时，利用大面积的塑料壁冷却效应即电弧能量塑料最外层的分解热或吸收热。二、负荷开关的结构类型（2）板式灭弧室结构FN5－10RD型板式产气式负荷开关由负荷开关和熔断器组成。1）导电回路：包括动触头、静触头、灭弧管和熔断器等。2）绝缘支柱：9个，分别支撑着各相导电回路和熔断器。3）操动机构：底座旁边装有分、合闸机构，分闸弹簧装在底座中部，另外还设有脱扣装置和自动联锁装置。1－底架；2－绝缘支柱；3－熔管；4－脱扣装置；5－动触头；6－灭弧管；7－导向片；8－静触头；9－分合闸机构；10－CJ□型电动操动机构二、负荷开关的结构类型（2）板式灭弧室结构机械联锁可靠：负荷开关合闸位置，接地开关拒绝合闸；接地开关处于合闸状态，负荷开关拒绝合闸。采用电动操动机构时，接地开关处于合闸位置，控制系统自动断电，拒绝负荷开关合闸；接地开关处在分闸位置，控制系统自动通电，操作负荷开关合闸。二、负荷开关的结构类型2.压气式负荷开关利用活塞和气缸在开断过程中相对运动将空气压缩，再利用被压缩的空气而熄弧的负荷开关。分类：转动式结构和直动式结构。（1）转动式结构的负荷开关转动式结构的负荷开关是通过闸刀摆动完成关合和隔离。关合时，弧刀摆动插入压气室内；开断时，靠压气而熄弧。由于它的气缸出口为一狭缝，且动触刀为一宽度仅为20mm左右的刀片，触头分开后，电弧在一狭缝中燃烧，气压较集中，对熄弧有利，因而开断能力也较强。二、负荷开关的结构类型结构：隔离开关、熔断器绝缘部分：灭弧功能，支持绝缘子，装设有由操动机构主轴传动的活塞，上部装有绝缘喷嘴和弧静触头。当负荷开关分闸时，在闸刀一端的弧动触头与绝缘子上的弧静触头之间产生电弧，由于分闸时主轴转动而带动活塞，压缩气缸内空气而从喷嘴喷出，对电弧形成纵吹，使之迅速熄灭。1－框架；2－上绝缘子；3－下绝缘子；4－闸刀；5－下触座；6－灭弧动触头；7－工作静触头；8－绝缘拉杆；9－拐臂；10－接地螺栓；11－小拐臂；12－绝缘拉杆；13－熔断器二、负荷开关的结构类型（2）直动式结构的负荷开关特点：载流和灭弧分开，压缩空气由操动机构提供压缩功，导电杆上下直动而压气熄弧。基本结构：导电部分、绝缘部分和操动机构部分。其下半部分是熔断器，而上半部是负荷开关本身。动画链接二、负荷开关的结构类型（2）直动式结构的负荷开关1—框架；2—绝缘支持件；3—导电装置；4—熔断器；5—自动脱扣机构；6—接地开关；7—拐臂；8—合闸弹簧；9—操动机构；10—分闸弹簧动画链接二、负荷开关的结构类型3.真空负荷开关利用真空灭弧室作为灭弧装置的负荷开关，开断电流大，适宜于频繁操作。（1）联动式结构的负荷开关ZFN－□－RD型真空负荷开关采用联动式结构，将开断时的灭弧与绝缘功能分开。隔离刀承担绝缘功能。由一个操作手柄，通过特殊设计的传动系统同时操作真空灭弧室和串联的外隔离刀，以保证这两个断口按正确程序动作。二、负荷开关的结构类型为了减小负荷开关的高度，真空灭弧室2固定在隔离刀1上。主轴4可操动隔离操作轴3和真空灭弧室操作轴5。合闸时，轴3带动隔离刀先合，真空灭弧室在过中弹簧的作用下后合；分闸时，真空灭弧室在过中弹簧的作用下快速分闸后，隔离刀接着分开。1－隔离刀；2－真空灭弧室；3－隔离操作轴；4－机构主轴5－真空灭弧室操作轴二、负荷开关的结构类型（2）联锁式结构的负荷开关FZN21－12D（R）系列户内式真空负荷开关采用联锁式结构，将真空灭弧室与隔离刀两功能元件通过机械联锁保证两元件按正确程序动作。它主要由隔离刀1、真空灭弧室2、接地刀4组成。1－隔离刀（熔断器）；2真空灭弧室；3－弹簧机构；4－接地刀二、负荷开关的结构类型（2）联锁式结构的负荷开关真空灭弧室配装有电动和手动弹簧操动机构，整台真空负荷开关具有两个操作手柄，既可电动，也可手动。弹簧机构采用了电动弹簧过中合闸、电磁线圈分闸。1－隔离刀（熔断器）；2真空灭弧室；3－弹簧机构；4－接地刀二、负荷开关的结构类型（2）联锁式结构的负荷开关特点：隔离刀与熔断器结合在一起，使组合电器的高度尺寸大大减小，同时，也使负荷开关与组合电器在外形和安装尺寸上一致，便于组合拼柜。1－隔离刀（熔断器）；2真空灭弧室；3－弹簧机构；4－接地刀二、负荷开关的结构类型4.SF6负荷开关SF6负荷开关：利用SF6气体作为绝缘和灭弧介质的负荷开关。在城网和农网中已大量使用。按照灭弧原理可分为，灭弧栅式、吸气＋去离子栅式、永磁旋弧式、压气式等，其中压气式使用较多；按动作特点又分直动式和回转式。二、负荷开关的结构类型4.SF6负荷开关（1）灭弧栅式。常采用回转式结构，以灭弧栅熄灭电弧，以回转达到开断、隔离和接地三工位，结构紧凑。（2）吸气＋去离子栅式。灭弧室为单独的壳体，即灭弧介质和绝缘介质在设备内分开。其优点是即使外面的壳体被损坏，仍能保持全开断能力。二、负荷开关的结构类型4.SF6负荷开关（3）旋弧式。利用电流与永久磁铁结合，使电弧围绕静触头旋转，电弧被拉长和冷却，在电流过零时电弧熄灭。结构简单可靠，触头磨损少，电气寿命长。（4）上下直动压气式。将灭弧室装在充有SF6气体的密封壳体内，在金属壳体底部装有安全阀。动触头由快速操动机构操作，不受操作人员的影响，接地闸刀具有短路关合能力。二、负荷开关的结构类型4.SF6负荷开关（5）回转压气式。通过动触头回转压气形成双断口，完成开断、隔离，有的还完成接地功能。动触头回转形成双断口。思考习题思考习题负荷开关和隔离开关在结构和作用上有什么区别？负荷开关有哪几种结构类型？各有何特点？负荷开关在结构上应满足哪些要求？如何调整负荷开关以满足其要求？