線路保護裝置ZW20-12/630-20智能零序真空斷路器

一、概述
10KV架空配電線路T接支線路或末端用戶內(nèi)部發(fā)生故障時，因其進線開關保護動作時限與變電站出線開關保護時限配合無法合理整定時，將會造成變電站出線開關跳閘。如果故障性質是*性的，變電站重合將不成功，則一個中壓用戶界內(nèi)的局部事故將使整條10KV配電線路停電。 如若在T接處或用戶端（責任分界點）安裝一臺用戶分界開關（俗稱看門狗），經(jīng)過判斷確認用戶界內(nèi)發(fā)生故障（過流、短路、單相接地等故障），自動將故障隔離，則可以確保非故障區(qū)用戶正常用電。 ZW20A-12F型戶外用戶分界真空斷路器是我公司自主研發(fā)的一種用戶分界開關。它主要由ZW20A-12型戶外柱上真空斷路器本體和FDR-02故障檢測控制器以及外置電壓互感器三大部分組成，三者通過航空插座及戶外密封控制電纜進行電氣連接。具有故障檢測功能、保護控制功能和通訊功能，能可靠判斷、檢測界內(nèi)與界外的毫安級零序電流及相間短路故障電流，實現(xiàn)自動切除單相接地故障和相間短路故障。 ZW20A-12F型戶外柱上真空斷路器為額定電壓為12KV，三相交流50Hz的戶外配電設備。它采用真空滅弧和SF6氣體作為絕緣介質，箱體采用了引進日本東芝公司VSP5的氣體密封、防爆、絕緣結構技術，進出線套管也進行了密封性能改進，整體密封性能優(yōu)良，內(nèi)部充入的SF6氣體不泄漏，不受外界環(huán)境影響；其彈簧操作機構進行了小型化設計和可靠性、穩(wěn)定性優(yōu)化，采用直動鏈條主傳動和多級脫扣系統(tǒng)，動作可靠性和穩(wěn)定性比國內(nèi)傳統(tǒng)的彈簧操作機構提高了好幾倍；主回路的軸與套之間的接觸采用了內(nèi)收外張式表鏈結構，主回路的接觸電阻小，溫升低。 ZW20A-12F型戶外柱上用戶高壓真空分界斷路器是一種免維護產(chǎn)品，是戶外高壓真空分界斷路器中的精品，是本公司綜合國內(nèi)外柱上開關的優(yōu)缺點，自行研制出來的新產(chǎn)品。 
本產(chǎn)品主要符合以下國家標準： 
開關部分： GB1984 
《高壓交流斷路器》 GB/T11022-1999 
《高壓開關設備控制和設備標準的共同技術條件》 控制終端部分： GB/T726-2000 《繼電器及裝置基本試驗方法》 GB/T17626-1998 
《電磁兼容試驗和測量技術 電快速瞬變脈沖群搞擾度試驗》 
二、使用環(huán)境條件
1、 周圍空氣溫度：-40℃~+40℃；日溫差：日溫變化不大于25℃； 根據(jù)SF6氣體物質性質，當環(huán)境溫度在-40℃時，如箱體內(nèi)部氣壓為0.05Mpa，此時SF6仍為氣態(tài)，保證產(chǎn)品正常工作。（當環(huán)境溫度-40℃，表壓為0.05Mpa時，SF6液化點為-55℃；零表壓，SF6液化點不會超過-60℃）。 
2、 風速不大于35m/s； 
3、 無易燃、爆炸危險、強烈化學腐蝕物（如各種酸、堿或濃煙等）和劇烈振動的場所。 
4、 海拔：≯1000m； 
5、 覆蓋厚度：10mm； 
6、 空氣污穢程度：IV級； 
7、 地震烈度：≯8度； 
8、 電網(wǎng)中性點接地方式：中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地、中性點經(jīng)低電阻接地。
四、主要技術參數(shù)
4.1斷路器的額定參數(shù)見表1

線路保護裝置ZW20-12/630-20智能零序真空斷路器

注：當產(chǎn)品使用場地的海拔超過1000m時，絕緣耐壓應按GB/T11022-1999進行相應的修正。
4.2 斷路器裝配調整參數(shù)見表2

4.3 操作機構主要技術參數(shù) 
4.3.1 、儲能電機：采用直流串激電動機，其技術數(shù)據(jù)如表3

4.3.2 、手動儲能操作力：采用機構所配儲能手柄時zui大操作力小于25公斤。 
4.3.3 、合閘電磁鐵：采用螺管式電磁鐵，其線圈技術數(shù)據(jù)如表4。

4.3.4 分閘電磁鐵線圈技術參數(shù)，同合閘線圈。 
4.4 電流互感器 在斷路器的本體內(nèi)A、C相各配置1只電流互感器，變比600/1，用于相間保護。 
4.5 零序電流互感器 
在斷路器本體內(nèi)配置零序電流互感器1只，變比20/1，在零序電流0.1~5A區(qū)段，有著良好的線性關系，額定負載下（0.1VA）的變比誤差小于3%，當零序電流為400A時，二次輸出電流不小于5A。 
4.6 、操作電源 
4.6.1 斷路器工作時需要操作電源。操作電流可以外引交流或直流220V電源，但一般是在10KV線路上外置操作電源變壓器或電壓互感器，以獲得交流220V操作電源。 4.6.2 外置操作電源奕壓器或電壓互感器型號由用戶選配，建議選用戶外型帶熔斷器的產(chǎn)品，以方便安裝。如外置操作電源變壓器或電壓互感器不帶熔斷器，用戶還得另行加裝戶外式熔斷器，以保護外置式操作電源變電壓器或電壓互感器。 
4.6.3 操作電源的二次側熔斷器配置，詳見發(fā)貨隨機文件。 
4.7 控制器技術參數(shù)見表5

五、斷路器本體的基本結構
5.1 斷路器本體結構見圖1 
斷路器本體結構由導電回路、絕緣系統(tǒng)、密封件及殼體組成（如圖1），其外形如圖2。 導電回路由進出線導電桿、導電夾、軟連結與真空滅弧室連接而成。 本產(chǎn)品采用SF6氣體絕緣。進出線絕緣套管采用環(huán)氧樹脂和硅橡膠整體澆注，為減少開關體積，A、C兩相采用拐角套管，保證良好的外絕緣；內(nèi)部采用復合絕緣結構，在不充SF6氣體的情況下，也能達到相應的絕緣水平。 本產(chǎn)品采用成熟的密封結構。機構罩及殼體上蓋采用沖壓成型槽密封，輸出指針軸采用雙層“O”型圈密封，進出線套管整體澆注，保證良好的氣密性。 
5.2 操動機構 本產(chǎn)品操動機構為電動儲能，電動分合，同時具有手動儲能，手動分合，整個結構合閘彈簧、儲能系統(tǒng)、過流脫扣器、分合閘線圈、手動分合閘系統(tǒng)、輔助開頭及儲能指示等部件組成（如圖4、圖5） 
5.3 吊裝和防爆裝置 吊裝裝置供產(chǎn)品安裝、固定、搬運和吊裝用，并與防爆裝置相配合，使產(chǎn)品防爆性能提高，為了使檢查和巡視人員在桿下就能發(fā)現(xiàn)開關是否發(fā)生了爆炸，設有翻板式爆炸指示器。發(fā)生了爆炸，指示器的翻板由正常時的下垂翻成水平狀，并在可見翻板式防爆指示翻板下面“檢修”二字。


圖2外形圖


六、斷路器本體的工作原理
6.1 儲能 
機構儲能如圖3所示，圖3（a）為合閘彈簧未儲能狀態(tài)，圖3（b）為合閘彈簧已儲能狀態(tài)。 
6.1.1電動儲能原理：電動機將輸出扭矩作用于機構的小齒輪，經(jīng)鏈條，傳動至主軸上的大鏈輪，從而帶動拐臂旋轉，使合閘彈簧儲能，當拐臂上的螺絲壓下行程開關時，切斷電動機電源、彈簧儲能完畢。 
6.1.2手動儲能原理：由手動儲能傳動機構輸出軸，通過輸出軸上的小齒輪將旋轉扭矩傳遞給小齒輪，充分嚙合的大齒輪（位于主軸上，并與大鏈輪鉚緊），從而帶動拐臂旋轉，使合閘彈簧儲能。 
6.2 合閘 圖4為機構合閘操作示意圖。 
6.2.1電動合閘：機構接到合閘信號以后，合閘電磁鐵的動鐵心向上運動，推動合閘脫扣桿向上運動，使合閘半軸逆時針方向旋轉，解除對合閘摯子的約束；與此同時，合閘摯子受滾子的壓迫而逆時針轉動，解除儲能維持，位于主軸上的凸輪因合閘彈簧的釋放產(chǎn)生沖擊力，撞上手動儲能軸（即輸出軸）上的搖臂，通過連桿傳動給開關，從而完成合閘操作。 
6.2.2手動操作：拉動合閘手動手柄，施加外力（約為80~120N）帶動合閘半軸上的拔插逆時針轉動時，帶動合閘半軸沿逆時針方向旋轉，從而產(chǎn)生與合閘電磁鐵操作同樣的效果。
6.2.3重合閘操作：機構釋放儲能彈簧的能量后，完成合閘操作；在合閘狀態(tài)下，機構再進行儲能操作，完成儲能操作，機構處于合閘已儲能狀態(tài)；在此狀態(tài)一旦接到正確的信號，機構便能實現(xiàn)一次自動重合閘操作。 
6.3 分閘 圖5為機構分閘操作示意圖 
6.3.1電動分閘：機構接到分閘信號后，分閘電磁鐵的動鐵心向上運動，推動分閘脫扣桿作向上運動，使分閘半軸逆時針方向旋轉，解除對分閘摯子的約束。與此同時，分閘摯子受滾子的壓迫而逆時針轉動，搖臂因受開關內(nèi)部分閘彈簧的推動而逆時針方向旋轉，從而完成合閘操作。 
6.3.2手動分閘：拉動分閘手動手柄，施加外力（約為80~120N）帶動分閘半軸上的拔插逆時針轉動時，帶動分閘半軸沿逆時針方向旋轉，從而產(chǎn)生與分閘電磁鐵操作同樣的效果。
6.3.3過流脫扣操作：當過流脫扣器中過流線圈通過規(guī)定的脫扣電流時，電磁鐵動作使推桿頂動脫扣桿，分閘半軸逆時針方向旋轉，解除對分閘摯子的約束從而產(chǎn)生與分閘電磁鐵操作相同的效果，完成斷路器過流脫扣操作。 
6.4 操動機構二次控制回路電氣原理圖 在圖6中，當機構處于末儲能狀態(tài)時，行程開關 WD常閉接點接通，電動機M帶動合閘彈簧開始儲能， 儲能完成后，行程開關WD常閉接點斷開，切斷電源， 電動機停轉。 合閘彈簧儲能結束后，機構如果處于分閘位置，輔 助開關常閉接點S1接通，只要有合閘信號，合閘電磁鐵HQ通電，機構進行電動合閘。電動合閘結束，輔助開關

常閉接點S1斷開，切斷合閘電磁鐵電源。WD常閉接點接通儲能電動機M電源，電機M帶動合閘彈簧儲能，直到儲能完畢，行程開關WD常閉接點再斷開。 
開關合閘之后，輔助開關常開接點S2閉合，只要有分閘信號，分閘電磁鐵線圈TQ就通電，機構進行分閘操作。分閘后，輔助開關常開接點S2打開，切斷分閘電磁鐵線圈電源。

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