一二次融合柱上断路器已广泛应用于配电网架空线路中,安装在架空线路分支、分段、联络处,能快速隔离故障区段,并通过网络重构自动恢复非故障区段的供电,显著缩小停电范围,提升供电可靠性。主要分为共箱式和支柱式两种,目前支柱式应用较为广泛,按照配置互感器的原理分为电磁式互感器组合模式、电子式互感器组合模式和数字式互感器组合模式。
ZW32-12户外高压真空断路器本体采用三相支柱式结构,具有开断性能稳定可靠,无燃烧和爆炸危险、安全、免维护、体积小、重量轻和使用寿命长等特点。断路器本体安装采用座装安装方式。馈线自动化终端FTU安装在断路器下方,断路器通过航空插线与控制器连接。
断路器结构
断路器总体采用小型化设计,采用全封闭结构。弹簧操作机构密封布置在箱体的里面。本体主要由导体回路,传动系统,绝缘系统等组成。导电回路主要由进出线导电杆,导电支架,真空灭弧室等组成,真空灭弧室是断路器的主要部件,采用陶瓷外壳,杯状纵磁场触头结构,铜铬触头材料,具有良好的开断和关合短路电流能力,电寿命长。传动系统主要由三相主轴,绝缘拉杆,拐臂,触头弹簧及分闸弹簧等组成。
断路器配有电流互感器、电压传感器。操作机构由合闸弹簧、储能系统、过电流脱扣器,分合闸系统等组成,可分手动、电动操作两种。手动操动机构具有手动储能、手动分、合闸和过流等保护跳闸功能。
工作原理
储能过程:拉动机构手动储能拉环,或给机构电动储能信号,电动机带动储能拐臂给储能弹簧储能,通过储能保持环节保持此能量。
合闸过程:合闸时,拉动机构手动合闸拉环或给机构电动合闸信号,合闸弹簧能量释放,机构输出轴转动,通过拐臂,连杠带动灭弧室动触头向上运动,与静触头接触,并提供接触压力,同时为分闸弹簧储能,通过机构的合闸保持环节正常扣接使断路器保持合闸状态。
分闸过程:分闸时,拉动机构手动分闸拉环或给机构电动分闸信号,机构的合闸保持环节解扣,在触头压力弹簧和分闸弹簧的作用下,机构输出轴反向转动,通过连杠,拐臂带动灭弧室触头向下运动,动静触头分开,断路器分闸。
电压、电流互感器
供电及线测量 PT 为电磁感应原理,独立安装。测量/保护/零序 CT、零序 PT 分别为三相独立结构,且 CT 与零序 PT 为集成式结构,具体参数如下:
电流互感器采用电磁感应原理,可实现测量、保护和零序功能,具备相电流、零序电流采集功能。
一二次融合断路器与厂家进行技术交底时,需注意CT变比一致(与存量设备一致,方便运维)、统一“高进低处”(小电流接地研判),现场安装时也需遵循这个原则。航插线长度可选10米,可同时兼顾水泥杆和钢管塔安装使用。
馈线终端
标准化 FTU 终端采用罩式结构设计,由罩式结构终端和后备电源组成后备电源安装在独立设计的蓄电池盒内。罩式结构终端、后备电源和一次开关设备直接通过标准化航插及电缆连接。
配套弹操机构开关设备的操作电源储能额定电压选用DC24V,负载能力不小于 16A,持续时间大于等于100ms,在开关储能和分合闸过程中,应满足开关的操作电压要求,后备电源为铅酸电池时,电压波动范围应满足-10%~+15%,后备电源为超级电容时,电压波动范围应满足-10%~+25%
运行指示灯(RUN):绿色,当终端交流有电或后备电源供电时,终端正常运行时点亮。点灯频率:亮1s,间隔1s左右;
故障指示灯(ALARM):红色,当线路发生故障时,故障指示灯闪亮,亮1s,间隔1s 左右;闭锁分/合闸时,常亮。
总结
一二次融合断路器通过结构上的高度集成和功能上的深度协同,实现了配电网故障处理的“毫秒级”响应和运行管理的“全景化”透明,是建设安全、可靠、高效、智能的现代配电网不可或缺的基石。随着技术的不断进步,将来会为构建新型电力系统贡献更大力量。
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