浅谈负荷开关

摘要： 从负荷开关—熔断器组合电器安装撞击器的主要作用、变压器的一、二次侧保护、美式箱变的保护等方面分析了负荷开关—熔断器组合电器安装撞击器脱扣装置的非必要性。 
  关键词： 负荷开关 熔断器 组合电器 变压器 

1　撞击器脱扣装置的主要作用
  GB16926—1997、IEC420—1990标准中对负荷开关—熔断器组合电器的定义为：一种组合电器，它包括一组三极负荷开关及三个带撞击器的熔断器，任何一个撞击器动作，应使负荷开关全部自动分闸。对带熔断器的负荷开关的定义为：一种负荷开关，其中一极或多极分别与熔断器串联于一个复合单元内。二者主要区别于负荷开关带不带撞击器脱扣装置。现行使用的负荷开关大都采用机械脱扣方式，即将撞击器的动作通过机械传动使负荷开关分闸。由于组合电器主要用于控制保护变压器，所以撞击器脱扣装置的主要作用是一相熔断器熔断使三相负荷开关同时分闸，避免变压器缺相运行。


2　安装撞击器脱扣装置对负荷开关的要求
  在组合电器中，当熔断器在某一短路电流值某相首先熔断(由于短路电流在某一时刻，总是某相电流最大及熔断器特性差异)，其余两相熔断器还未熔断时，此时的短路电流便转移到由负荷开关来开断，这个电流便是转移电流。它是指在熔断器与负荷开关转换开断职能时的三相对称电流值。当低于该值时，首开极电流由熔断器开断，而后两相电流就由负荷开关开断；大于该值时，三相电流仅由负荷开关开断，撞击器脱扣装置不起作用。因此，安装撞击器脱扣装置要求负荷开关具有开断转移电流的能力，这就要求负荷开关在开断额定电流的基础上，增加开断转移电流的能力，同时相应增加了负荷开关成本。


3　撞击器脱扣装置脱扣的几种情况
  (1)组合电器工作在额定电流内，负载由负荷开关电动脱扣器或手动操作，使之开断负荷电流，脱扣装置不起作用。 
  (2)过负荷电流大于负荷开关熔断器的额定电流，小于熔断器的最小熔断电流，这时熔断器可能动作，但尚不能熄弧，熔断器的撞击器触发，脱扣装置动作，使负荷开关分闸，三相电流由负荷开关开断。
  (3)严重过负荷，熔断器首先一相熔断，撞击器动作，带动脱扣装置使负荷开关分闸，其他二相熔断器还未来得及熔断，因此其余二相过电流必须由负荷开关来开断。
  (4)严重三相或二相短路，熔断器熔断并在半波内全部熄弧，撞击器脱扣装置虽动作使负荷开关脱扣，但负荷开关是无电流开断。
  以上四种情况，(1)是经常发生的，(4)是在变压器内部故障或一次侧短路时发生，(2)(3)由于变压器有二次侧保护不易发生。由此看出，撞击器脱扣装置不起作用。


4　变压器二次侧采用的保护
  变压器二次侧采用的是自动空气开关作为主保护，保护二次侧过负荷或短路，有的还有欠压保护、缺相保护。当二次侧短路或过负荷、或电压低于某值时，空气开关自动保护。变压器二次侧故障转移到一次侧的可能性非常小，只有当变压器内部故障或变压器一次侧故障时，变压器一次侧的保护才起作用，这种概率也是非常低的。因此，一次侧采取熔断器保护就足够了。安装撞击器脱扣装置只解决变压器缺相运行，而此功能完全可以由低压保护来解决。


5　美式箱变采用的保护
  美式箱变一次侧采用熔断器保护，而负荷开关只起投切转换和切断高压负荷电流的功能，负荷开关和熔断器分开安装，不存在撞击器脱扣装置。二次侧采用塑壳自动空气开关保护，一次侧一相熔断器熔断，二次侧电压降低，自动空气开关欠电压保护或过电流保护会动作，低压运行不会发生。虽然在美国10kV电网是中性点接地系统，允许单相运行，但中国引进后，用于我国10kV电网中性点不接地系统，多年的运行情况表明，没有撞击器脱扣装置也是可行的。撞击器脱扣装置的功能由低压缺相保护来实现是完全可以的。


6　结论
  从以上分析得出，负荷开关—熔断器组合电器安装撞击器脱扣装置没有必要，此功能完全由低压缺相保护来实现，没有撞击器脱扣装置将使熔断器和负荷开关的成本大大降低。