[浅谈5L压风机高压开关柜高压断路器及其控制改进] 10kv高压断路器型号
时间：2020-03-06 07:42:39 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】高压断路器是控制高压电路的重要电器设备。在正常工作条件下，用来接通和断开电路；在短路故障情况下，借助于保护装置自动、快速地断开电路，分断能力很强。高压断路器按使用地点不同，分为户内和户外两种形式；按灭弧原理可分为油断路器、空气断路器和真空断路器等。高压断路器的控制电路的组成与才采用的操作机构有关，操作机构又分为电磁式操作机构和弹簧操作机构。
【关键词】高压断路器;少油断路器;真空断路器;弹簧操作机构控制电路
0.序言
高压断路器是电力交流中最主要的控制设备，它的断流能力很强，不仅可在正常时接通和断开负荷电路，还可在发生短路故障时切断短路电流，因此，要求断路器工作可靠，具有足够的断流能力并具有尽可能短的开断时间。高压断流器按其天弧介质不同，可分为油断路器、压缩空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器等。高压断路器是通过操作机构的传动部件，改变力的方向和作用点来实现预设目的，其能量来源一般有电力和人力两种，除人力机构外，如电磁机构、气动机构、弹簧机构和液压机构均为依靠电力所做的功，依靠瞬间的能量释放来实现断路器的动作。
1.改造的原因
我厂5L压风机高压柜是1986年购买使用的，也经过多次改造，而在这次改进之前高压断路器选用的是少油断路器，我们从理论知识和工作经验中得出其缺点是燃弧时间长，动作较慢，检修周期短，维修工作量大，受单元断口的电压限制，发展特高压等级有困难等，最主要的是不能满足频繁操作（现有场合的需要）。根据近年来的实践和现场运行经验，在少油断路器的各种故障中，电磁操作机构故障占大部分（改进之前和少油断路器配套使用的）。电磁操作机构缺点是合闸线圈消耗的功率太大（17W至52W合闸线圈电流758-235A），因此配备了整流电源装置。由于合闸电流大，一般的辅助开关、中间继电器触点等很难投切这么大的电流，因此，必须另配直流接触器，利用直流接触器带消弧线圈的触点来控制合闸电流，从而控制合、分闸。而且结构笨重、零部件易损坏、合闸时间长（0.2-0.8S）只适用于110KV及以下的断路器。由于其使用年限较高，经常出现误动作，在突然断电后给电的情况下，会自动运行，这样非常危险。考虑到这些，我厂对5L压风机高压柜做出以下改进，高压断路器和操作机构的更换，在高压断路器的选取上，综合以上的问题，我们采用了ZN28-12型户内高压真空断路器。
2.选型及其特点
ZN28-12型户内高压真空断路器具有结构轻巧、触头开距小、操作功率小、动作快。燃弧时间短、且与开断电流大小无关。开断电流时触头烧损轻微、寿命长。体积小、重量轻、操作噪音小、防火防爆。并且适用于频繁操作等比较苛刻的工作环境，特别适于开断容性电流。维护简单、无污染等优点。之所以选用它的最大理由是其可以频繁操作，因为我们厂5L压风机每天最少开三次机。ZN28-12型户内高压真空断路器自身不带操作机构，我们厂选用的是CT19型弹簧操作机构与其配套使用。
CT19型弹簧操作机构主要由四个单元组成：驱动单元、储能单元、脱扣单元和电控单元。其特点是动作稳定可靠、易与断路器配接、具有防逆转和机械离合装置、其运动平稳、噪音小、效率高、稳定性好、结构简单、动作灵活可靠。不需要专门的操作电源储能电动机功率小，交直流两用，使用方便。合、分闸电流都不大，要求电源的容量也不大。既可远方电动储能，电动合、分闸，也可就地手动储能，手动合、分闸，动作快，且能快速自动重合闸。因此，在直流电源消失的情况下也可手动合、分操作，这点优于电磁操作机构。
3.改造过程中发现的问题及其改进
CT19型弹簧操作机构原电气控制电路原理图如图一，改进后的CT19型弹簧操作机构电气控制电路原理图如图二。
K--储能开关 ZJ1、ZJ2--中间继电器
CK--行程开关 DL--转换开关
D--电动机 KK--控制开关
HQ--合闸线圈 TQ--分闸线圈
图一
K--储能按钮 ZJ1、ZJ2--中间继电器
CK--行程开关 DL--转换开关
D--电动机 BH--保护回路开点
HQ--合闸线圈 TQ--分闸线圈
LD--绿灯 HD-- 红灯 BD--白灯
Q--合闸按钮 T--分闸按钮
图二
3.1分析
从图一我们可以看到，当机构处于分闸未储能状态时，行程开关CK常闭接点接通，此时合上开关K，中间继电器ZJ1的常开接点闭合，中间继电器ZJ2随之动作，ZJ2的常闭点打开，ZJ2的常开点闭合，电机与电源接通，合闸弹簧开始储能。储能完成后，行程开关CK的常闭接点被打开，中间继电器ZJ2断电动作，电动机断电停转，此时开关K一直合上的话，会反复出现以上的动作过程，永远不会停止，除非断电源。如果开关K是断开的话，麻烦一样存在，中间继电器ZJ1线圈无电，且ZJ1的常开接点始终常开，这样合闸和分闸都实现不了。并且没有在电气控制电路原理图中画出储能完毕、合闸后、分闸后的信号灯指示。这些可以证明此电路图漏洞百出，我们按图一的接法试验证明过，所以我们从新设计、从新改进。
3.2改进后的工作原理
如图二，此控制回路上电之后，信号灯LD亮，中间继电器ZJ2的常闭点打开，ZJ2的常开点闭合，并且失压保护回路此时进行充电。当机构处于分闸未储能状态时，行程开关CK常闭接点接通，此时按一下按钮K，中间继电器ZJ1线圈带点吸合，并且ZJ1的常开接点闭合（自锁），同时电动机与电源接通，合闸弹簧开始储能。如果合闸弹簧未储能到位，即行程开关CK的常闭接点未被打开，这时即使按合闸按钮Q，合闸脱扣线圈HQ也不会通电，这样可以避免误操作。储能完成后，行程开关CK的常闭接点被打开，行程开关CK的常开接点闭合，信号灯BD亮，证明储能完毕。中间继电器ZJ1断电动作，电动机断电停转，此时若按一下合闸按钮Q，合闸脱扣线圈HQ将通电使电磁铁动作，机构即进行合闸操作。
机构合闸后转换开关DL的常闭接点打开，合闸脱扣线圈HQ的电源被切断，常开接点闭合，信号灯HD亮，LD灭，此时若按一下分闸按钮T，机构分闸后，转换开关将通电使电磁铁动作，机构即进行分闸操作。机构分闸后，转换开关的常开接点打开，分闸脱扣线圈TQ的电源被切断,信号灯LD亮。
正常弹簧操作机构控制电路TQ跳闸线圈不会因为停电跳闸，所以在弹簧操作机构的控制回路中增加了一套失压保护，由于二极管正向导通，反向截止，通交阻直的特性，电阻限流阻止被击穿，电容器在通电时释放交流电，断电时释放直流电，加入这套装置后就可以达到失压保护（元件是经过计算之后选取的），由于充放电的特性，我们在电容C与分闸脱扣线圈TQ之间接入中间继电器ZJ2的常闭点。由于此高压柜的工作环境特殊，我们在分闸线圈前（转换开关DL的常开接点）与220V电源线一侧串入先导保护回路（断水、断油、超温、超压等）及中间继电器ZJ2的常开点（避免出现电气故障）。
４．结语
5L压风机高压柜采用这种改进后的电路，安全、省电、污染小、噪声低，实用性很强。声明：在我们单位改造后已使用一年半了，各方面运行一切正常。
【参考文献】
［１］刘相元，刘卫国编著.现代供电技术.北京机械工业出版社，2006．
［２］张学成主编.工矿企业供电.北京煤炭工业出版社.2005．
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