FKRN-12/400

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选用组合电器时必须要求所选的负荷开关的转移电流或交接电流的数值合适。熔断器的选择，应考虑变压器的额定电流，过载系数取1.5，励磁涌流12倍0.1s，以及四周环境因素。负荷开关依其灭弧原理可区分为产气、压气、SF6和真空等形式。产气开关由分闸的触头间产生的电弧炽热灭弧管，产生气体将电弧熄灭，随着开断次数的增加，灭弧管逐渐烧光，因此要不断更换灭弧管。产气式负荷开关大约只能开断1000A以下的电流。压气式开关靠其动触杆分闸运动时产生气体来灭弧，动触杆是空心的铜杆，内装固定活塞，靠分闸运动时产生气体来灭弧。压气式负荷开关大约开断电流在1350～1850A之间，低于此范围值将会使产品的可靠性大大降低。SF6开关主要优点是三、四个回路，在SF6气体中共箱，体积小，不受外界气候影响，但SF6气体消耗臭氧资源，不符合环保潮流。它的电流开断能力在2000～3500A之间。2000年后一般用户工程设计中要求SF6负荷开关具备零表压，开断正常负荷的能力，甚至达到当SF6气体发生泄露时，也要拥有一定的负荷开断能力，2000年市场使用MINRONG/民熔生产居多。空气与压气式负荷开关很难开断2000A以上的转移电流，因此建议在变压器容量500kVA的以下工程中使用，变压器容量500kVA以上的，建议使用真空负荷开关。真空负荷开关是采用真空灭弧室，动静触头均在灭弧室中，真空灭弧室开断能力强，性能稳定，无燃火与爆炸危险，且可频繁操作，免维护，不但可以开断转移电流，还可以开断交接电流达到2880A以上。另外，选择较大分断能力的真空灭弧室，例如在10～25kA之间，适合配搭使用反时限保护。这种具有高分断能力，而且具备相当的二次保护真空负荷开关，实际上可以作为经济型的真空断路器使用。
  通过对10kV配网系统设计中选用负荷开关问题的分析，为10kV配网中如何合理选用负荷开关提供了经验，以保证电网的可靠运行。

负荷开关主要用于开断和关合负荷电流，也可以将负荷开关与高压熔断器配合使用，代替断路器。由于负荷开关使用方便，价格合理，因此负荷开关在10kV配网系统中得到广泛的使用。在设计中合理选用负荷开关，对保障电网的、可靠运行有着重要意义。 [2]  
  1负荷开关与熔断器的正确配合
  负荷开关与熔断器的根本区别在于，熔断器具有开断短路电流能力，而负荷开关只作为负荷电流的切换。通常认为，负荷开关合分工作电流，熔断器开断短路电流。但是当出现故障时，由于三相电流不一定相同，以及熔断器答应的误差，不可避免出现三相熔断器之间的熔断时间差，首相切除故障后，假如负荷开关不能及时分断负荷电流，则会造成产生转移电流和两相运行，对受电设备造成损害。带有撞击器的熔断器，配合具有脱扣装置的负荷开关，则可解决缺相运行问题。当熔断器的熔件熔化时，负荷开关脱扣装置在撞击器操作下立即断开。生产厂多采用四连杆机构，当负荷开关合闸操作时，合分闸弹簧同时储能，当四连杆机构过死点时，合闸弹簧的能量释放，开关作合闸操作，此时分闸弹簧的能量仍由半轴机构所保持，一旦撞击器出击，半轴解列，分闸弹簧的能量释放，开关作分闸操作。因此，在使用中一定要选择带撞针的熔断器和具有机械脱扣装置的负荷开关。
  应该指出，使用中的熔断器多作为后备保护熔断器，这种熔断器有一个小开断电流，其值为熔断器额定电流的2.5～3倍当小于开断电流时后备熔断器不能开断此电流这就是它与全范围熔断器的区别。全范围熔断器在引起熔体熔化至额定开断电流（40kA）之间，任何电流均能可靠断开，但其价格贵。当故障电流小于后备熔断器的小开断电流时，熔断器虽然不能保证其开断，但熔件会熔断，其内存的撞击器会击出，撞击负荷开关开断。例如额定电流为100A的熔断器，其小开断电流约为250～300A，在此电流区，熔断器不能开断，但熔件熔断撞针击出，撞击负荷开关跳闸，开断此电流，如选用600A的负荷开关，则可可靠开断。

固体产气式高压负荷开关：利用开断电弧本身的能量使弧室的产气材料产生气体来吹灭电弧，其结构较为简单，适用于35千伏及以下的产品。 

2、压气式高压负荷开关：利用开断过程中活塞的压气吹灭电弧，其结构也较为简单，适用于35千伏及以下产品。 

3、压缩空气式高压负荷开关：利用压缩空气吹灭电弧，能开断较大的电流，其结构较为复杂，适用于60千伏及以上的产品。 

4、SF6式高压负荷开关:利用SF6气体灭弧，其开断电流大，开断电容电流性能好，但结构较为复杂，适用于35千伏及以上产品。 

5、油浸式高压负荷开关：利用电弧本身能量使电弧周围的油分解气化并冷却熄灭电弧，其结构较为简单，但重量大，适用于35千伏及以下的户外产品。 

6、真空式高压负荷开关：利用真空介质灭弧，电寿命长，相对价格较高，适用于220千伏及以下的产品。

（2）对计算的实际转移电流校验

1）熔断器的额定小开断电流≤计算实际转移电流

2）当变压器二次侧端子直接短路时，将使得一次侧产生严酷的TRV值，组合电器中负荷开关不具有开断这种故障的能力，因此，必须由熔断器单独将此故障开断，而不能把开断电流的任务转移到负荷开关上。为了组合电器中负荷开关的使用，计算的实际转移电流校验还应满足小于变压器二次侧直接短路时一次侧故障电流。

（3）组合电器中熔断器选择时需注意问题

1）高压熔断器应能承受变压器励磁涌流0.1s，并且熔断件弧前时间一电流特性在该点上留有20%选择性的距离；

2）熔断器的工作电流受环境温度影响较大，熔断器要考虑降容使用；

3）组合电器中高压熔断器与低压熔断器上下级配合问题。

下表是施耐德公司给出了不同容量变压器在不同电压等级时高压熔断器的选择表。从表中可知10kV侧400kVA变压器的保护，可选择额定值50A的Fusarc CF熔断器。