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      電氣開關的定義

      分類:行業知識
      作者:admin
      來源:
      時間:2024-01-12
      人氣:348


      海南電氣開關   


               電氣專業中的開關,根據其用途和電壓等級,分為了斷路器,隔離開關,接地開關,行程開關等多種設備。

      根據GB 14048中對開關的定義,在正常條件電路條件下能接通、承載和分斷電流,也能在規定的非正常條件下承載電流一定時間的一種機電設備。而斷路器則是能關合、承載、開斷正?;芈窏l件下的電流;在規定的時間內承載規定的過電流,并能關合和開斷在異?;芈窏l件(如各種短路條件)下的電流的機械開關裝置??梢钥闯?,斷路器的運行條件和適用條件比普通的開關設備要更為苛刻和嚴酷。斷路器設備具有滅弧功能,開關設備則沒有滅弧功能,更直白的一點的解釋是斷路器的價格和功能要比開關設備的價格和功能更為“豐富”。開關不能主動地切斷短路電流,只能被動地承受短路電流的沖擊。因此,各類開關,特別是隔離開關,嚴禁在帶載情況下開斷線路,以免出現電弧傷及人身安全,而斷路器則可以分斷故障電流。國家標準對開關和斷路器的符號定義也有所不同。               

      電弧和斷路器的淵源

      電弧是和開關設備的開斷過程緊密聯系在一起的。在中國80年代的拉盒開關,如果打開蓋子,在通電情況下,可以發現拉動開關的過程中伴隨著火花的產生,這個就是電弧現象。



      在通電的狀態下,開關的帶電觸頭與非帶電觸頭分開時,如果通過的電流和電壓超過一定數值時,兩個觸頭的間隙中就會出現電弧。

      電弧的本質是觸頭間隙中的氣體在強電作用下的放電現象。電弧會產生高溫,并發出強光。電弧的出現使得電路繼續保持導通狀態(與我們預想的直接斷開的理想狀態相背離),其高溫燒蝕觸頭部分,降低開關的使用壽命,嚴重會引起金屬觸頭的熔焊,并引起電氣火災。因此,開關的選擇和設計中需要考慮采取措施迅速的熄滅電弧。而現在的翹板開關(圖1)中已經引入了具有滅弧功能的隔膜部件,隔膜部件可以在手柄和內部觸點之間避免空氣弧,進行防護作用,同時也保障了人身的安全。


      電氣開關和斷路器


      介紹完開關、斷路器和電弧的原理后,我們把電氣專業的開關或者斷路器按照電壓等級的劃分從低到高依次和大家介紹。

      1)   低壓開關設備

      低壓開關設備主要是指交流額定電壓不超過1000V或直流不超過1500V的電氣設備。低壓供電系統中的斷路器分為框架斷路器(Air   operated   Circuit   Breaker,以下簡稱ACB)、塑殼斷路器(Molded   Case   Circuit   Breaker,以下簡稱MCCB)、小型斷路器/微型斷路器(Micro Circuit Breaker,以下簡稱MCB),這些斷路器的額定電流所覆蓋的范圍不同、功能也不盡相同??蚣軘嗦菲饕卜Q為空氣斷路器或者萬能式斷路器,微型斷路器通俗的也叫空氣開關,只是因為滅弧的介質是采用空氣滅弧,所以稱為空氣開關。

      從斷路器的分段能力來看,ACB&gt;MCCB&gt;MCB。較大的額定電流一般具有較大的開斷能力。同一個企業的同一個系列產品,ACB的價格最貴,MCCB第二,MCB最便宜;同一個企業的同一個系列產品,ACB所占據的空間最大,MCCB第二,MCB最小。但是從費用、安全等技術方面來看并不是斷路器的額定電流選的越大越好,要根據斷路器的安裝條件、額定電流的大小以及綜合投資造價上綜合分析考慮。


      2)中壓開關設備

      中壓開關設備主要是指交流額定電壓在3kV~35kV的電氣設備。中壓斷路器是變配電系統中的主要設備之一,它具有完善的滅弧結構和較強的分斷短路電流的能力。中壓斷路器的運行原理與低壓斷路器很不一樣,低壓斷路器是把繼電保護融入到斷路器的脫扣器中,實現了斷路器的過載保護和短路保護,中壓斷路器則需要單獨的保護裝置實現相應的功能。由于電壓等級的升高,中壓斷路器的尺寸較低壓斷路器的尺寸增大許多,其更為結構也更為復雜,但是功能更加單一。中壓斷路器需要單獨的操作機構來帶動斷路器的動作,如彈簧操作機構或電動操作機構等。

      目前水利水電行業中常用的中壓斷路器根據其滅弧介質的不同,可分為SF6斷路器和真空斷路器。而中壓斷路器根據使用場合的不同,又可分為發電機斷路器和配電斷路器等。

      SF6中壓斷路器采用惰性氣體SF6來滅弧,并利用SF6具有很高的絕緣性能來增強觸點間的絕緣。中壓真空斷路器的觸點密封在高真空的滅弧室內,利用真空的高絕緣性能來滅弧。

      發電機斷路器除了具有普通配電斷路器的一般特點外,考慮了發電機在開斷過程中的直流分量和電弧的衰減特性等特殊原因。發電機斷路器比普通的配電斷路器在體積和價格上都要高上許多。普通的一臺真空斷路器大概在三到五萬元,而一臺發電機斷路器根據額定電流的不同,則多在100萬到700萬元甚至更高。


      3)高壓開關設備

      高壓開關設備主要是指交流額定電壓在110KV~750KV的電氣設備。高壓開關設備由于其電壓等級和短路電流較低壓開關設備和中壓開關設備有了質的改變,所以高壓系統的開關設備除了高壓斷路器外,一般要配合隔離開關、接地開關等共同組成配電裝置系統。

      根據其功能的不同,高壓開關設備可分為接地開關,隔離開關,快速接地開關,斷路器等(高壓斷路器在水利水電行業中多采用SF6絕緣)。根據設備布置的型式,又可分為AIS(Air Insolution System)、GIS(Gas Insolution System)、HGIS(Hybrid Gas Insolution System)等多種型式。

      AIS是所有的電氣設備(斷路器,接地開關,隔離開關,母線等)均敞開在空氣中布置,占地面積比較大。GIS則是所有的設備和母線均密封在SF6氣體(或者其他氣體)包裹的金屬套管中,由于不和外界空氣接觸,GIS中電氣設備絕緣性能比AIS穩定。HGIS除主母線采用敞開式母線外,其它均為SF6氣體絕緣全封閉組合電器(GIS)。GIS設備具有良好的可靠性、安全性和抗震性能、較小的占地面積、維護管理和檢修方便、安裝周期短、有利于保護環境等特點,目前在水利水電行業中得到了大量的應用。


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