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智能分界開關
概述
10KV架空配電線路T接支線路或末端用戶內部發生故障時，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），經過判斷確認用戶界內發生故障（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用戶正常用電。 ZW20A-12 型戶外用戶分界真空斷路器是我公司自主研發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、 檢測界內與界外的毫安級零序電流及相間短路故障電流，實現自動切除單相接地故障和相間短路故障。 ZW20A-12 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。 采用直動鏈條主傳動和多級脫扣系統，動作可靠性和穩定性比國內傳統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收外張式表鏈結構，主回路的接觸電阻小，溫升低。 ZW20A-12 型戶外柱上用戶高壓真空分界斷路器是一種免維護產品，是戶外高壓真空分界斷路器中的精品，是本公司綜合國內外柱上開關的優缺點，自行研 制出來的新產品。
本產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》
使用環境條件
1、 周圍空氣溫度：-40℃~+40℃；日溫差：日溫變化不大于25℃；
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、 電網中性點接地方式：中性點不接地、中性點經消弧線圈接地、中性點經低電阻接地。
主要技術參數
4.1斷路器的額定參數見表1
序 號 | 項 目 | 單 位 | 數 值 |
1 | 額定電壓 | KV | 12 |
2 | 額定頻率 | Hz | 50 |
3 | 額定電流 | A | 630 |
4 | 額定短路開斷電流 | KA | 20 |
5 | 額定峰值耐受電流（峰值） | KA | 50 |
6 | 額定短時耐受電流（4S） | KA | 20 |
7 | 額定短路關合電流（峰值） | KA | 50 |
8 | 機械壽命次數 | 次 | 10000 |
9 | 額定短時開斷電流開斷次數 | 次 | 30 |
10 | 工頻耐壓（1min）：干試（相間、對地/斷口） | KV | 42/48 |
11 | 雷電沖擊耐受電壓（峰值）相間、相對/斷口 | KV | 75/85 |
12 | 額定操作順序 | KV | 分-0.3s-合分-180s-合分 |
13 | 額定操作電壓輔助回路額定電壓 | Kg | 220 |
注：當產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裝配調整參數見表2
序 號 | 項 目 | 單 位 | 數 值 |
1 | 觸頭開距 | mm | 9+1-0.5 |
2 | 觸頭超行程 | mm | 3+1-0.5 |
3 | 平均分閘速度 | m/s | 1.2±0.2 |
4 | 平均合閘速度 | m/s | 0.6±0.2 |
5 | 觸頭合閘彈跳時間 | ms | ≤2 |
6 | 箱體內極間中心距離 | mm | 135 |
7 | 箱體外極間中心距離 | mm | 280 |
8 | 三相分閘同期性時差 | ms | ≤2 |
9 | 每極回路直流電阻 | μΩ | ≤200 |
10 | 合閘時間 | ms | ≤45 |
11 | 分閘時間 | ms | ≤45 |
12 | 動觸頭允許磨損厚度 | mm | 3 |
13 | 合閘時觸頭壓力 | N | 2000±200 |
14 | SF6氣體額定壓力（表壓） | MPa | “0” |
15 | 凈重 | Kg | 185 |
4.3操作機構主要技術參數
4.3.1 、儲能電機：采用直流串激電動機，其技術數據如表3
型號 | 額定電壓（V） | 額定功率（W） | 正常工作范圍 | 額定電壓下儲能時間（s） |
YJ220-5301BS | -220 | 20 | 85%~120%額定工作電壓 | ≥5 |
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，其線圈技術數據如表4。
額定電壓（V） | 額定電流（A） | 額定功率（W） | 20℃時線圈電阻（Ω） | 正常工作電壓范圍 |
-220 | 3．9 | 860 | 56 | 65%~110%額定工作電壓 |
4.3.4分閘電磁鐵線圈技術參數，同合閘線圈。
4.4 電流互感器 在斷路器的本體內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
在斷路器本體內配置零序電流互感器1只，變比20/1，在零序電流0.1~5A區段，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，詳見發貨隨機文件。
4.7 控制器技術參數見表5
序號 | 項 目 | 單 位 | 參 數 |
1 | 輸入工作電壓 | V | AC220 |
2 | 輸入工作電壓頻率 | HZ | 50 |
3 | 輸入工作電壓允許波動范圍 | % | ±20 |
4 | 整機功耗 | W | ＜10 |
5 | 采樣相電流一次輸入值 | A | 0~3600可調 |
6 | 采樣零序電流一次輸入值 | 0~20 | |
7 | 電量輸入值采樣誤差 | % | ±5 |
8 | 過流保護一次電流整定范圍（二次） | A | 0~1500可調 |
9 | 速斷保護一次電流整定范圍（二次） | 0~3600可調 | |
10 | 過流保護動作延時時間值 | ms | 0~5000可調 |
11 | 零序保護一次電流整定范圍 | A | 0~20可調 |
12 | 零序保護動作延時時間值 | S | 0~1200可調 |
13 | 重合閘次數 | 次 | 0~1 |
14 | *次重合時間 | S | 0~9.9 |
15 | 簡單遙控器距離 | 米 | 100 |
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、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。 進出線絕緣套管采用環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、過流脫扣器、分合閘線圈、手動分合閘系統、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 吊裝裝置供產品安裝、固定、搬運和吊裝用，并與防爆裝置相配合，使產品防爆性能提高，為了使檢查和巡查人員在桿下就能發現開關是否發生了爆炸，設有翻板式爆炸指示器。發生了爆炸，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1 ZW20-12斷路器內部結構示意圖
圖2 ZW20-12真空斷路器外形圖
圖3 ZW20-12真空斷路器彈簧狀態示意圖
圖4 ZW20-12真空斷路器分合閘操作示意圖
六、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，圖3（b）為合閘彈簧已儲能狀態。
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；在此狀態一旦接到正確的信號，機構便能實現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
圖6 ZW20-12真空斷路器控制回路接線原理圖
智能分界開關
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。
感謝使用我公司生產的高壓真空斷路器，生產廠家：溫州皖開電力設備有限公司
產地：浙江省溫州市樂清市經濟開發區 質量保證：出廠質保一年
