線路保護(hù)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(shí)，因其進(jìn)線開關(guān)保護(hù)動(dòng)作時(shí)限與變電站出線開關(guān)保護(hù)時(shí)限配合無法合理整定時(shí)，將會(huì)造成變電站出線開關(guān)跳閘。如果故障性質(zhì)是*性的，變電站重合將不成功，則一個(gè)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(zé)任分界點(diǎn)）安裝一臺用戶分界開關(guān)（俗稱看門狗），經(jīng)過判斷確認(rèn)用戶界內(nèi)發(fā)生故障（過流、短路、單相接地等故障），自動(dòng)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(guān)。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(jìn)行電氣連接。具有故障檢測功能、保護(hù)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(shè)備。它采用真空滅弧和SF6氣體作為絕緣介質(zhì)，箱體采用了引進(jìn)日本東芝公司VSP5的氣體密封、防爆、絕緣結(jié)構(gòu)技術(shù)，進(jìn)出線套管也進(jìn)行了密封性能改進(jìn)，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(jī)構(gòu)進(jìn)行了小型化設(shè)計(jì)和可靠性、穩(wěn)定性優(yōu)化，采用直動(dòng)鏈條主傳動(dòng)和多級脫扣系統(tǒng)，動(dòng)作可靠性和穩(wěn)定性比國內(nèi)傳統(tǒng)的彈簧操作機(jī)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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(hù)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(guān)的優(yōu)缺點(diǎn)，自行研制出來的新產(chǎn)品。 
本產(chǎn)品主要符合以下國家標(biāo)準(zhǔn)： 
開關(guān)部分： GB1984 
《高壓交流斷路器》 GB/T11022-1999 
《高壓開關(guān)設(shè)備控制和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共同技術(shù)條件》 控制終端部分： GB/T726-2000 《繼電器及裝置基本試驗(yàn)方法》 GB/T17626-1998 
《電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù) 電快速瞬變脈沖群搞擾度試驗(yàn)》 
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(zhì)性質(zhì)，當(dāng)環(huán)境溫度在-40℃時(shí)，如箱體內(nèi)部氣壓為0.05Mpa，此時(shí)SF6仍為氣態(tài)，保證產(chǎn)品正常工作。（當(dāng)環(huán)境溫度-40℃，表壓為0.05Mpa時(shí)，SF6液化點(diǎn)為-55℃；零表壓，SF6液化點(diǎn)不會(huì)超過-60℃）。 
2、 風(fēng)速不大于35m/s； 
3、 無易燃、爆炸危險(xiǎn)、強(qiáng)烈化學(xué)腐蝕物（如各種酸、堿或濃煙等）和劇烈振動(dòng)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(diǎn)接地方式：中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地、中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地。
四、主要技術(shù)參數(shù)
4.1斷路器的額定參數(shù)見表1

線路保護(hù)裝置ZW20-12/630-20智能零序真空斷路器

注：當(dāng)產(chǎn)品使用場地的海拔超過1000m時(shí)，絕緣耐壓應(yīng)按GB/T11022-1999進(jìn)行相應(yīng)的修正。
4.2 斷路器裝配調(diào)整參數(shù)見表2

4.3 操作機(jī)構(gòu)主要技術(shù)參數(shù) 
4.3.1 、儲能電機(jī)：采用直流串激電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)如表3

4.3.2 、手動(dòng)儲能操作力：采用機(jī)構(gòu)所配儲能手柄時(shí)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(shù)數(shù)據(jù)如表4。

4.3.4 分閘電磁鐵線圈技術(shù)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(hù)。 
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(guān)系，額定負(fù)載下（0.1VA）的變比誤差小于3%，當(dāng)零序電流為400A時(shí)，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(shí)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(hù)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(cè)熔斷器配置，詳見發(fā)貨隨機(jī)文件。 
4.7 控制器技術(shù)參數(shù)見表5

五、斷路器本體的基本結(jié)構(gòu)
5.1 斷路器本體結(jié)構(gòu)見圖1 
斷路器本體結(jié)構(gòu)由導(dǎo)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(dǎo)電回路由進(jìn)出線導(dǎo)電桿、導(dǎo)電夾、軟連結(jié)與真空滅弧室連接而成。 本產(chǎn)品采用SF6氣體絕緣。進(jìn)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(guān)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(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)，在不充SF6氣體的情況下，也能達(dá)到相應(yīng)的絕緣水平。 本產(chǎn)品采用成熟的密封結(jié)構(gòu)。機(jī)構(gòu)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(jìn)出線套管整體澆注，保證良好的氣密性。 
5.2 操動(dòng)機(jī)構(gòu) 本產(chǎn)品操動(dòng)機(jī)構(gòu)為電動(dòng)儲能，電動(dòng)分合，同時(shí)具有手動(dòng)儲能，手動(dòng)分合，整個(gè)結(jié)構(gòu)合閘彈簧、儲能系統(tǒng)、過流脫扣器、分合閘線圈、手動(dòng)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(yùn)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(guān)是否發(fā)生了爆炸，設(shè)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(shí)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(jī)構(gòu)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(dòng)儲能原理：電動(dòng)機(jī)將輸出扭矩作用于機(jī)構(gòu)的小齒輪，經(jīng)鏈條，傳動(dòng)至主軸上的大鏈輪，從而帶動(dòng)拐臂旋轉(zhuǎn)，使合閘彈簧儲能，當(dāng)拐臂上的螺絲壓下行程開關(guān)時(shí)，切斷電動(dòng)機(jī)電源、彈簧儲能完畢。 
6.1.2手動(dòng)儲能原理：由手動(dòng)儲能傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出軸，通過輸出軸上的小齒輪將旋轉(zhuǎn)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(dòng)拐臂旋轉(zhuǎn)，使合閘彈簧儲能。 
6.2 合閘 圖4為機(jī)構(gòu)合閘操作示意圖。 
6.2.1電動(dòng)合閘：機(jī)構(gòu)接到合閘信號以后，合閘電磁鐵的動(dòng)鐵心向上運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)合閘脫扣桿向上運(yùn)動(dòng)，使合閘半軸逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，解除對合閘摯子的約束；與此同時(shí)，合閘摯子受滾子的壓迫而逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)儲能軸（即輸出軸）上的搖臂，通過連桿傳動(dòng)給開關(guān)，從而完成合閘操作。 
6.2.2手動(dòng)操作：拉動(dòng)合閘手動(dòng)手柄，施加外力（約為80~120N）帶動(dòng)合閘半軸上的拔插逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)合閘半軸沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，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(jī)構(gòu)釋放儲能彈簧的能量后，完成合閘操作；在合閘狀態(tài)下，機(jī)構(gòu)再進(jìn)行儲能操作，完成儲能操作，機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)便能實(shí)現(xiàn)一次自動(dòng)重合閘操作。 
6.3 分閘 圖5為機(jī)構(gòu)分閘操作示意圖 
6.3.1電動(dòng)分閘：機(jī)構(gòu)接到分閘信號后，分閘電磁鐵的動(dòng)鐵心向上運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)分閘脫扣桿作向上運(yùn)動(dòng)，使分閘半軸逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，解除對分閘摯子的約束。與此同時(shí)，分閘摯子受滾子的壓迫而逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，搖臂因受開關(guān)內(nèi)部分閘彈簧的推動(dòng)而逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，從而完成合閘操作。 
6.3.2手動(dòng)分閘：拉動(dòng)分閘手動(dòng)手柄，施加外力（約為80~120N）帶動(dòng)分閘半軸上的拔插逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)分閘半軸沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，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(dāng)過流脫扣器中過流線圈通過規(guī)定的脫扣電流時(shí)，電磁鐵動(dòng)作使推桿頂動(dòng)脫扣桿，分閘半軸逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，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(dòng)機(jī)構(gòu)二次控制回路電氣原理圖 在圖6中，當(dāng)機(jī)構(gòu)處于末儲能狀態(tài)時(shí)，行程開關(guān) WD常閉接點(diǎn)接通，電動(dòng)機(jī)M帶動(dòng)合閘彈簧開始儲能， 儲能完成后，行程開關(guān)WD常閉接點(diǎn)斷開，切斷電源， 電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 合閘彈簧儲能結(jié)束后，機(jī)構(gòu)如果處于分閘位置，輔 助開關(guān)常閉接點(diǎn)S1接通，只要有合閘信號，合閘電磁鐵HQ通電，機(jī)構(gòu)進(jìn)行電動(dòng)合閘。電動(dòng)合閘結(jié)束，輔助開關(guān)

常閉接點(diǎn)S1斷開，切斷合閘電磁鐵電源。WD常閉接點(diǎn)接通儲能電動(dòng)機(jī)M電源，電機(jī)M帶動(dòng)合閘彈簧儲能，直到儲能完畢，行程開關(guān)WD常閉接點(diǎn)再斷開。 
開關(guān)合閘之后，輔助開關(guān)常開接點(diǎn)S2閉合，只要有分閘信號，分閘電磁鐵線圈TQ就通電，機(jī)構(gòu)進(jìn)行分閘操作。分閘后，輔助開關(guān)常開接點(diǎn)S2打開，切斷分閘電磁鐵線圈電源。

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