发电厂变电站电气设备第六章 高压开关电器第七节 负荷开关

第六章高压开关电器第七节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三、负荷开关的使用知识首页一、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。目前，国内外的环网供电单元和预装式变电站，广泛使用负荷开关＋熔断器的结构型式，用它保护变压器比用断路器更为有效，其切除故障时间更短，不易发生变压器爆炸事故。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。动画链接二、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。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。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.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－熔断器动画链接二、负荷开关关的结构类型型（2）直动式式结构的负荷荷开关特点：载流和和灭弧分开，，压缩空气由由操动机构提提供压缩功，，导电杆上下下直动而压气气熄弧。基基本本结构：导电电部分、绝缘缘部分和操动动机构部分。。其下半部分分是熔断器，，而上半部是是负荷开关本本身。1—框架；2—绝缘支持持件；3—导电装置置；4—熔断器；；5—自动脱扣扣机构；6—接地开关关；7—拐臂；8—合闸弹簧簧；9—操动机构构；10—分闸弹弹簧动画链接二、负荷开关关的结构类型型3.真空负荷荷开关利利用真空灭灭弧室作为灭灭弧装置的负负荷开关，开开断电流大，，适宜于频繁繁操作。（1）联动式式结构的负荷荷开关ZFN－□－－RD型真空空负荷开关采采用联动式结结构，将开断断时的灭弧与与绝缘功能分分开。隔离刀刀承担绝缘功功能。由一个个操作手柄，，通过特殊设设计的传动系系统同时操作作真空灭弧室室和串联的外外隔离刀，以以保证这两个个断口按正确确程序动作。。二、负荷开关关的结构类型型为了减小负荷荷开关的高度度，真空灭弧弧室2固定在在隔离刀1上上。主轴4可可操动隔离操操作轴3和真真空灭弧室操操作轴5。合合闸时，轴3带动隔离刀刀先合，真空空灭弧室在过过中弹簧的作作用下后合；；分闸时，真真空灭弧室在在过中弹簧的的作用下快速速分闸后，隔隔离刀接着分分开。1－隔离刀；；2－真空灭弧弧室；3－隔离操作作轴；4－机构主轴轴5－真空灭弧弧室操作轴动画链接二、负荷开关关的结构类型型（2）联锁式式结构的负荷荷开关FZN21－－12D（R）系列户内内式真空负荷荷开关采用联联锁式结构，，将真空灭弧弧室与隔离刀刀两功能元件件通过机械联联锁保证两元元件按正确程程序动作。它它主要由隔离离刀1、真空空灭弧室2、、接地刀4组组成。真空灭弧室配配装有电动和和手动弹簧操操动机构，整整台真空负荷荷开关具有两两个操作手柄柄，既可电动动，也可手动动。弹簧机构构采用了电动动弹簧过中合合闸、电磁线线圈分闸。特点：隔离刀刀与熔断器结结合在一起，，使组合电器器的高度尺寸寸大大减小，，同时，也使使负荷开关与与组合电器在在外形和安装装尺寸上一致致，便于组合合拼柜。1－隔离刀（（熔断器）；；2真空灭弧室室；3－弹簧机构构；4－接地刀二、负荷开关关的结构类型型4.SF6负负荷开关SF6负荷开开关：利用SF6气体作作为绝缘和灭灭弧介质的负负荷开关。在在城网和农网网中已大量使使用。按照灭弧原理理可分为，灭灭弧栅式、吸吸气＋去离子子栅式、永磁磁旋弧式、压压气式等，其其中压气式使使用较多；按按动作特点又又分直动式和和回转式。（1）灭弧栅栅式。常采用用回转式结构构，以灭弧栅栅熄灭电弧，，以回转达到到开断、隔离离和接地三工工位，结构紧紧凑。（2）吸气＋＋去离子栅式式。灭弧室为为单独的壳体体，即灭弧介介质和绝缘介介质在设备内内分开。其优优点是即使外外面的壳体被被损坏，仍能能保持全开断断能力。（3）旋弧式式。利用电流流与永久磁铁铁结合，使电电弧围绕静触触头旋转，电电弧被拉长和和冷却，在电电流过零时电电弧熄灭。结结构简单可靠靠，触头磨损损少，电气寿寿命长。（4）上下直直动压气式。。将灭弧室装装在充有SF6气体的密密封壳体内，，在金属壳体体底部装有安安全阀。动触触头由快速操操动机构操作作，不受操作作人员的影响响，接地闸刀刀具有短路关关合能力。（5）回转压压气式。通过过动触头回转转压气形成双双断口，完成成开断、隔离离，有的还完完成接地功能能。动触头回回转形成双断断口。三、负荷开关关的使用知识识（1）负荷开开关合闸时，，应使辅助刀刀闸先闭合，，主刀闸后闭闭合；分闸时时，应使主刀刀闸先断开，，辅助刀闸后后断开。（2）在负荷荷开关合闸时时，主固定触触头应可靠地地与主刀片接接触；分闸时时，三相灭弧弧刀片应同时时跳离固定灭灭弧触头。（3）灭弧筒筒内产生气体体的有机绝缘缘物应完整无无裂纹，灭弧弧触头与灭弧弧筒的间隙应应符合要求。。（4）三相触触头接触同期期性和分闸状状态时触头间间净距及拉开开角度应符合合产品的技术术规定。刀闸闸打开的角度度，可通过改改变操作杆的的长度和操作作杆在扇形板板上的位置来来达到。（5）合闸时时，在主刀闸闸上的小塞子子应正好插人人灭弧装置的的喷嘴内，不不应对喷嘴有有剧烈碰撞的的现象。思考习题思考习题负荷开关和隔隔离开关在结结构和作用上上有什么区别别？负