高压开关设备设计原理及问题分析

2014-09-26，，

电气开关 2014年6期

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(辽宁朝阳当凯电力开关有限公司，辽宁朝阳 122000)

1 引言

随着国家经济的快速发展，工业用电和居民用电量的快速增长，10kV供电系统中金属铠装抽出式开关设备由于供电安全可靠，操作简单、检修方便等优点得到广泛应用。尽管金属铠装抽出式开关设备具备诸多优点，但要不断提高供电系统的安全性和可靠性，仍需运维人员掌握其工作原理和基本结构，定期检测、维护，才能根据出现问题分析出原因并找到解决方案。本文就金属铠装抽出式开关设备在结构和工作原理进行阐述，对常见问题进行分析并提出处理方案。

2 金属铠装抽出式开关设备结构和工作原理阐述

金属铠装抽出式开关设备主要由可抽出式断路器(见图1)、开关设备柜体(见图2)和二次保护三大部分组成。

可抽出式断路器由移动底盘车、弹簧操作机构、真空灭弧室、动触臂及动触头组成。底盘车作为可抽出式断路器的推进机构，可实现断路器在试验和工作位置之间的移动，轻便灵活；真空灭弧室和弹簧操作机构为一体式、纵向磁场触头结构，灭弧系统为杯状磁场触头结构，动静触头采用梅花式结构。真空断路器具有“防跳”功能，在一次合闸指令下只合闸一次，机械寿命大于20000次，使用寿命长，同时具有互换性，减少检修时间，有效地保证了供电的连续性。

图1

开关设备柜体采用进口敷铝锌板，表面采用预处理工艺，其板材的下料、冲孔、折弯全部使用数控设备加工而成；开关设备柜体为组装式结构，具有良好的密封性，防护等级为IP4X,开关设备柜体中额电流值和结构相同元件为标准件，具有互换性。

开关设备柜体分仪表室、断路器室、母线室和电缆室四室。其中仪表室分内外两层门，门上安装保护装置等二次设备，内、外门的开启便于二次设备接线和检修维护；开关设备的断路器室为中置式结构，内装抽出式断路器；母线室内安装母排类导电体；电缆室内安装电流互感器、接地开关、避雷器、连接负荷侧的电缆等电气设备，各室之间导电体通过绝缘件固定支撑、绝缘隔离，实现各室相互独立，有各自的泄压通道，保证设备故障时产生的压力排出时不伤害现场的操作人员，同时避免发生故障时殃及其它，将故障损失降到最小。

图2

保护部分的核心是微机保护装置，装置集成保护、控制、测量、监视、通讯功能于一体，带遥测、遥控、遥信、遥调功能。其通过接入的电流互感器，电压互感器等测量元件的信号对回路的状态进行监视，控制以及保护。根据整定值进行过流、速断、差动、定时限等动作，实现对变压器、电机和线路等电气设备的保护，控制断路器迅速切除故障的电气设备，控制故障影响范围。

为满足电力行业的“五防”要求，开关设备柜体、断路器本体以及开关柜和断路器之间进行了相应的“五防”设计：(1)断路器分合闸回路中串接电气五防锁，只有插入与之对应的钥匙时，断路器才能进行分、合闸操作，即实现“五防”中的防止误分、误合断路器；(2)断路器在合闸状态，其本体摇进摇出机构被锁定，断路器不能在工作和试验位置之间移动，即实现“五防”中的防止带负荷分、合隔离开关或隔离插头；(3)开关设备内的接地开关和断路器之间机械联锁，断路器在工作位置接地开关不能合闸，实现“五防”中的防止带电合接地刀(或挂接地线)；(4)接地开关在合位，断路器和轨道之间机械联锁，保证断路器不能从试验位置进入工作位置，实现“五防”中的防止带接地线合闸；(5)接地开关和开关设备柜体前后下门之间机械联锁，保证在带电状态下，接地刀闸在分闸分位，前后下门不能打开，反之当前后下门打开时，接地刀不能由合闸位置转为分闸位置，实现“五防”中的防止误入带电间隔。