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1概述
隔离开关是开关电器中使用最多的部件之一。隔离开关的主要作用是断开后,在电气设备与高压电源之间形成明显可视的断开点,并具有足够的绝缘距离,以保证其后的电气设备在检修或需不带电操作时的安全性。
真空隔离开关是随着近几年矿用电气产品的发展,新出现的一种隔离开关型式。根据现在的市场情况,真空隔离开关的应用在不断的增多,本文通过对真空隔离开关的特点及使用过程中存在的问题进行分析,探讨真空隔离开关的使用对矿用电器产品安全性的影响。
2真空隔离开关在矿用电器产品中的产生及应用
真空隔离开关在矿用产品中的大量应用有以下两个因素:(1)矿用电器产品的标准:根据煤炭行业标准的要求,低压开关电器所使用的隔离开关都需要具有一定的分断能力。(2)近几年矿用电器产品发展迅速,开关电器容量不断增大,市场上原有的隔离开关形式不能满足大容量开关电器的分断要求。
3真空隔离开关的特点
(1)真空隔离开关额定容量大:因目前市场上真空管应用广泛,容量可达800A/1140V,甚至更高。
(2)真空隔离开关分断能力大:真空隔离开关主要组成部件为真空管,真空管具有较好的灭弧能力,因此分断能力很大,可达到额定电流的6至8倍,甚至更高。
(3)真空隔离开关体积大:真空隔离开关主结构至少使用3个真空管构成(换向隔离一般使用6个真空管构成),真空管的自身体积及数量使得隔离开关体积比较大。
(4)真空隔离开关触头开距小:真空隔离开关的开距一般在10mm以下,比起空气式隔离开关的开距小2
至3倍以上。
(5)真空隔离开关一般不具有明显可视的断开点:真空管的非透明性、真空管真空度降低或真空管漏气及触头开距的过小,都增加了使用者肉眼辨别真空隔离开关是否断开的难度。这一特点也是使用真空隔离开关潜在危险性过大的原因。
(1)额定容量
空气式隔离开关额定容量一般在630A/1140V以下,可选择的有80A/660V、125A/660V、200A/660V、200A/1140V、400A/1140V等。
真空隔离开关额定容量相对较大,目前已有的等级包括300A/1140V、400A/1140V、630A/1140V、800A/1140V、630A/3300V、800A/3300V等。
(2)分断容量
分断容量的大小是真空隔离开关和空气式隔离开关的主要区别。
空气式隔离开关的分断容量普遍很低,如GHK系列、DH系列一般只能分断额定电流,GM系列(无换相功能)可分断6倍额定电流。
真空隔离开关的分断容量很大,每个真空隔离开关至少能分断6倍以上额定电流。
(3)灭弧能力
空气式隔离开关灭弧能力相对较弱,分断时燃弧会较长,当然这也有利于通过空气燃弧将分断时产生的反电势释放,减少对上级设备的冲击。
真空隔离开关因为使用真空管分断,所以灭弧能力很好,燃弧时间很短,同时,这也不利于分断时反电势的释放,因此真空隔离开关也不能使用在容量特别大的设备中。
因为灭弧方式的不同,真空隔离开关在分断后对触头影响较小,空气式隔离开关分断后对触头影响较大,所以相对于空气式,真空隔离开关易于维护,使用寿命更长。
针对真空隔离开关带来的不利因素,提出以下解决方案:
(1)使用真空与空气式隔离相结合的方法。该型隔离开关采用真空管分断电流,真空管分断后由空气式机械机构形成一个明显可视并具有安全绝缘距离的断开点,既解决了增大分断能力的需求,又能保障分断后线路上的安全,同时该型号隔离开关,通过机械结构可改变相序,见下图。
因为这种空气式断点机构一般不安装灭弧装置,为保证使用安全性,该型隔离开关需做到在机械上保障:合闸时空气式断点先于真空管合闸,分闸时真空管先于空气式断点断开,即保障空气式断点不带电合分闸。
(2)对使用真空隔离开关的开关电器,增加保护功能,该保护功能应至少具备以下特点:分闸后,判断隔离开关进出线端是否真正隔离为基础;具有闭锁功能,如真空隔离开关没有完全断开,前级回路断电;真空隔离开关的状态应在开关电器外部具有明显的指示或显示。
7结语
虽然提出了改进措施,但笔者认为真空隔离开关的选用还应慎重。其主要原因是,不具备明显可视断开点,严格意义上已失去隔离开关的本意。即使使用了保护方法来确认隔离开关的状态,但保护方法都是基于电子保护的。如因电磁干扰等其它因素,造成电子元件损坏或功能异常的情况下,并不能保证真空隔离开关在机械上的断开,对线路及设备的检修有很大的安全隐患。
隔离开关是开关电器中使用最多的部件之一。隔离开关的主要作用是断开后,在电气设备与高压电源之间形成明显可视的断开点,并具有足够的绝缘距离,以保证其后的电气设备在检修或需不带电操作时的安全性。
真空隔离开关是随着近几年矿用电气产品的发展,新出现的一种隔离开关型式。根据现在的市场情况,真空隔离开关的应用在不断的增多,本文通过对真空隔离开关的特点及使用过程中存在的问题进行分析,探讨真空隔离开关的使用对矿用电器产品安全性的影响。
2真空隔离开关在矿用电器产品中的产生及应用
真空隔离开关在矿用产品中的大量应用有以下两个因素:(1)矿用电器产品的标准:根据煤炭行业标准的要求,低压开关电器所使用的隔离开关都需要具有一定的分断能力。(2)近几年矿用电器产品发展迅速,开关电器容量不断增大,市场上原有的隔离开关形式不能满足大容量开关电器的分断要求。
3真空隔离开关的特点
(1)真空隔离开关额定容量大:因目前市场上真空管应用广泛,容量可达800A/1140V,甚至更高。
(2)真空隔离开关分断能力大:真空隔离开关主要组成部件为真空管,真空管具有较好的灭弧能力,因此分断能力很大,可达到额定电流的6至8倍,甚至更高。
(3)真空隔离开关体积大:真空隔离开关主结构至少使用3个真空管构成(换向隔离一般使用6个真空管构成),真空管的自身体积及数量使得隔离开关体积比较大。
(4)真空隔离开关触头开距小:真空隔离开关的开距一般在10mm以下,比起空气式隔离开关的开距小2
至3倍以上。
(5)真空隔离开关一般不具有明显可视的断开点:真空管的非透明性、真空管真空度降低或真空管漏气及触头开距的过小,都增加了使用者肉眼辨别真空隔离开关是否断开的难度。这一特点也是使用真空隔离开关潜在危险性过大的原因。
(1)额定容量
空气式隔离开关额定容量一般在630A/1140V以下,可选择的有80A/660V、125A/660V、200A/660V、200A/1140V、400A/1140V等。
真空隔离开关额定容量相对较大,目前已有的等级包括300A/1140V、400A/1140V、630A/1140V、800A/1140V、630A/3300V、800A/3300V等。
(2)分断容量
分断容量的大小是真空隔离开关和空气式隔离开关的主要区别。
空气式隔离开关的分断容量普遍很低,如GHK系列、DH系列一般只能分断额定电流,GM系列(无换相功能)可分断6倍额定电流。
真空隔离开关的分断容量很大,每个真空隔离开关至少能分断6倍以上额定电流。
(3)灭弧能力
空气式隔离开关灭弧能力相对较弱,分断时燃弧会较长,当然这也有利于通过空气燃弧将分断时产生的反电势释放,减少对上级设备的冲击。
真空隔离开关因为使用真空管分断,所以灭弧能力很好,燃弧时间很短,同时,这也不利于分断时反电势的释放,因此真空隔离开关也不能使用在容量特别大的设备中。
因为灭弧方式的不同,真空隔离开关在分断后对触头影响较小,空气式隔离开关分断后对触头影响较大,所以相对于空气式,真空隔离开关易于维护,使用寿命更长。
针对真空隔离开关带来的不利因素,提出以下解决方案:
(1)使用真空与空气式隔离相结合的方法。该型隔离开关采用真空管分断电流,真空管分断后由空气式机械机构形成一个明显可视并具有安全绝缘距离的断开点,既解决了增大分断能力的需求,又能保障分断后线路上的安全,同时该型号隔离开关,通过机械结构可改变相序,见下图。
因为这种空气式断点机构一般不安装灭弧装置,为保证使用安全性,该型隔离开关需做到在机械上保障:合闸时空气式断点先于真空管合闸,分闸时真空管先于空气式断点断开,即保障空气式断点不带电合分闸。
(2)对使用真空隔离开关的开关电器,增加保护功能,该保护功能应至少具备以下特点:分闸后,判断隔离开关进出线端是否真正隔离为基础;具有闭锁功能,如真空隔离开关没有完全断开,前级回路断电;真空隔离开关的状态应在开关电器外部具有明显的指示或显示。
7结语
虽然提出了改进措施,但笔者认为真空隔离开关的选用还应慎重。其主要原因是,不具备明显可视断开点,严格意义上已失去隔离开关的本意。即使使用了保护方法来确认隔离开关的状态,但保护方法都是基于电子保护的。如因电磁干扰等其它因素,造成电子元件损坏或功能异常的情况下,并不能保证真空隔离开关在机械上的断开,对线路及设备的检修有很大的安全隐患。