高壓開關(guān)主要參數(shù)及術(shù)語

高壓斷路器主要參數(shù)及術(shù)語

一、額定電壓(UN)額定電壓：是指斷路器長期工作的標(biāo)稱電壓。對于三極斷路器，是指正常工作的線電壓。它是標(biāo)志斷路器絕緣水平的一個重要參數(shù)。我國采用的額定電壓等級有3,6,10,20,35,110,220,330,500,750,1000kV。最高工作電壓：考慮到輸電線路的首、末端運(yùn)行電壓不同及電力系統(tǒng)調(diào)壓要求，高壓斷路器又規(guī)定了與額定電壓對應(yīng)的最高工作電壓Ualm。當(dāng)UN<220kV時，Ualm=1.15UN；當(dāng)UN>220kV時，Ualm=1.1UN。高壓斷路器應(yīng)能長期在此電壓下正常工作。實(shí)際上，高壓斷路器的絕緣試驗(yàn)電壓及斷流試驗(yàn)是由最高工作電壓決定的，選用斷路器只需按額定電壓選擇。

額定電壓與斷路器的結(jié)構(gòu)：額定電壓的高低影響斷路器的外形尺寸和絕緣水平，電壓越高，要求絕緣水平越高，外形尺寸越大。對于額定電壓在35kV及以下的高壓電器，為了減輕其工作條件從而降低其造價，多制成戶內(nèi)式且是三極式的；對于額定電壓在110kV及以上的高壓電器，由于其外形尺寸和相間距離較大，多制成戶外式并且是單極式的。但是，對于封閉式組合電器，即使額定電壓為110kV甚至220kV，也多制成戶內(nèi)式并且是三極式的。

二、額定電流(IN)額定電流：是指斷路器長期允許通過的最大工作電流。電器長期通過額定電流IN時，其發(fā)熱溫度不會超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。我國采用的額定電流等級有200,400,630,1000,1250,1600,2000,3150,4000,5000,6300,8000,10000、12500,16000,20000A等。額定電流與斷路器的結(jié)構(gòu)：額定電流的大小，決定斷路器導(dǎo)電部分和觸頭的尺寸及結(jié)構(gòu)，在相同的允許溫升下，電流越大，則要求導(dǎo)電部分和觸頭的截面越大，以便減小損耗和增大散熱面積。三、額定開斷電流(INbr)開斷電流：是指高壓斷路器在開斷操作時，首先起弧的某相電流。額定開斷電流：是指斷路器在額定電壓下能保證正常開斷的最大短路電流。它是標(biāo)志斷路器滅弧能力的一個重要參數(shù)。開斷電流和電壓有關(guān)。在低于額定電壓下，斷路器開斷電流可以提高，但由于滅弧裝置機(jī)械強(qiáng)度的限制，開斷電流仍有一極限值，此極限值稱為極限開斷電流。我國規(guī)定的高壓斷路器額定開斷電流為1.6,3.15,6.3,8,10,12.5,16,20,25,31.5,40,50,63,80,100kA等。首相開斷系數(shù)：開斷短路故障時，由于動作時間的不同期性，首相開斷的斷口觸頭點(diǎn)所受的工頻恢復(fù)電壓將要增高，增高的數(shù)值用首相開斷系數(shù)表示。首相開斷系數(shù)為當(dāng)兩相短路時，在斷路器安裝處的完好相對另兩相的工頻電壓與短路消除后同一處相電壓之比。四、額定斷流容量（ＳNbr）由于高壓斷路器的開斷能力不僅與其開斷電流有關(guān)，而且與開斷此電流時的電壓有關(guān)。因此，一般用額定開斷電流INbr和額定電壓UN的乘積表示高壓斷路器的額定斷流容量（用SNbr表示），即：對于一般斷路器如未特別注明，當(dāng)使用電壓U低于額定電壓UN時，其額定開斷電流不變，因而斷流容量（Sbr）就要相應(yīng)降低，其算式為：例如，額定電壓10kV的高壓斷路器的斷流容量為500MVA，當(dāng)使用電壓為6kV時，起斷流容量為:我國采用的高壓斷路器額定斷流容量為：15、30、50、100、150、200、250、300、350、400、500、750、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、5000、6000、7000、8000、10000、12000、15000、20000、25000MVA。額定斷流容量的大小決定了高壓斷路器滅弧裝置的結(jié)構(gòu)和尺寸。五、額定短路關(guān)合電流(Iclh)預(yù)伏故障：當(dāng)電力系統(tǒng)中存在短路故障時，斷路器一合閘就會有短路電流流過，這種故障稱為“預(yù)伏故障”。當(dāng)斷路器關(guān)合有預(yù)伏故障的設(shè)備或線路時，在動、靜觸頭接觸前幾毫米就發(fā)生預(yù)擊穿，隨之流過短路電流，給斷路器關(guān)合造成阻力，影響動觸頭合閘速度及觸頭的接觸壓力，甚至出現(xiàn)觸頭彈跳、熔化、焊接以損壞斷路器等事故，這比在合閘狀態(tài)下經(jīng)受極限通過電流更為嚴(yán)重。額定短路關(guān)合電流：保證斷路器能夠關(guān)合而不致發(fā)生觸頭熔焊或其他損傷的最大短路電流，稱為斷路器的額定短路關(guān)合電流。其數(shù)值以關(guān)合操作時瞬態(tài)電流第一個最大半波峰值來表示，制造部門對關(guān)合電流一般取額定開斷電流的1.8倍，即:注意：高壓斷路器關(guān)合短路電流的能力與斷路器操動機(jī)構(gòu)的功率、斷路器滅弧裝置性能等有關(guān)。因此，在選擇高壓斷路器的同時，應(yīng)選擇合適的操動機(jī)構(gòu)，方能保證足夠的關(guān)合能力。六、ts熱穩(wěn)定電流(Ith)斷路器的短時發(fā)熱：當(dāng)短路電流通過高壓斷路器時，不僅會產(chǎn)生很大的電動力，而且還要產(chǎn)生很多熱量。短路電流所產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，而熱量的散發(fā)與時間成反比。由于短路時電流很大，該電流在短時間內(nèi)產(chǎn)生的大量熱量不能及時散發(fā)，因而高壓斷路器的溫度將顯著上升，嚴(yán)重時會使高壓斷路器的觸頭焊住，損壞高壓斷路器，甚至引起高壓斷路器爆炸。ts熱穩(wěn)定電流：在ts(規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時間為2s，需要大于2s時可用4s)內(nèi)，通過斷路器使其各部分發(fā)熱不超過短時發(fā)熱允許溫度的最大短路電流。它是標(biāo)志斷路器承受短路電流熱效應(yīng)能力的一個重要參數(shù)。在銘牌上熱穩(wěn)定電流以額定短時耐受電流(短路電流有效值)表示。熱穩(wěn)定電流的換算：由于熱穩(wěn)定電流通過的時間很短，在計算時，一般不考慮散熱現(xiàn)象。因此，可利用發(fā)熱量相等的原則，對不同時間的熱穩(wěn)定電流進(jìn)行換算，計算式為:式中Ith—4s熱穩(wěn)定電流;Itht—時間ts的熱穩(wěn)定電流;t—通過Ith，電流時允許作用時間。七、動穩(wěn)定電流(Iem)動穩(wěn)定電流：亦稱極限通過電流，是指斷路器在合閘位置時，允許通過的短路電流最大峰值。它是標(biāo)志斷路器承受短路電流電動力效應(yīng)能力的一個重要參數(shù)，在通過這一電流后，斷路器不應(yīng)損壞而且能繼續(xù)正常工作。動穩(wěn)定電流以短路電流最大峰值，即短路電流的第一個半波最大峰值來表示。注意：動穩(wěn)定電流決定于導(dǎo)體部分及支持絕緣子部分的機(jī)械強(qiáng)度，并決定于觸頭的結(jié)構(gòu)形式。八、全開斷(分閘)時間(tkd)全開斷時間：是指斷路器接到分閘命令瞬間起到各相電弧完全熄滅為止的時間間隔，即：式中t1—斷路器固有分閘時間，即斷路器接到分閘命令瞬間到各相觸頭都分離的時間間隔;t2—燃弧時間，即斷路器觸頭從分離燃弧瞬間到各相電弧完全熄滅的時間間隔。全開斷時間tkd是表征斷路器開斷過程快慢的主要參數(shù)。斷路器開斷單相電路時，各個時間的關(guān)系示意圖如圖所示全開斷時間值：電力系統(tǒng)對開斷短路電流的要求來看，希望tkd愈小愈好，因?yàn)樗苯佑绊懝收显O(shè)備的損壞程度、故障范圍、傳輸容量和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。高速動作的斷路器tkd<0.08s;低速動作的斷路器，tkd>0.12s;中速動作的斷路器tkd=0.08~0.12s。九、合閘時間(thz)合閘時間：是指處于分閘位置的斷路器，從接到合閘命令瞬間起到各相的觸頭均接觸為止的時間間隔。注意：合閘時間決定于斷路器的操動機(jī)構(gòu)及中間傳動機(jī)構(gòu)。電力系統(tǒng)對合閘時間一般要求不高，但希望穩(wěn)定性能好。十、操作循環(huán)線路的故障特征：架空線路的短路故障大多為暫時性的，短路電流切除后，故障迅速消失。為了提高架空線路供電的可靠性和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，斷路器應(yīng)能承受一次或兩次以上的關(guān)合、開斷，或關(guān)合后立即開斷短路電流的能力。操作循環(huán)：按一定時間間隔進(jìn)行多次分、合的操作，稱為操作循環(huán)。它是表征斷路器操作性能的指標(biāo)。額定操作循環(huán)：

(1)自動重合閘操作循環(huán):

分—θ一合分—t—合分

(2)非自動重合閘操作循環(huán):

分—t—合分—t—合分其中

分—分閘操作;合分—合閘后立即分閘的動作;

θ——無電流間隔時間，標(biāo)準(zhǔn)值為0.3s或0.5s;t——強(qiáng)送電時間，標(biāo)準(zhǔn)時間為180s。自動重合閘操作循環(huán)示意：圖中t3為預(yù)擊穿時間，

t4為金屬斷路時間，

t5為燃弧時間。自動重合閘時間：斷路器的全分閘時間加上間隔無電流時間稱為自動重合閘時間。金屬短接時間：從斷路器重合操作觸頭閉合到第二次觸頭分開為止的時間，稱為金屬短接時間。