淺談移開式真空負荷開關+熔斷器組合電器在配網工程中的應用

摘 要：本文介紹了移開式真空負荷開關+熔斷器組合電器的應用背景，闡述了移開式組合電器的結構特點及原理，分析了其在配電系統中的應用途徑，以期為降低變壓器故障幾率提供參考。

關鍵詞：組合電器；配電系統；配網工程

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.241

1 應用背景

由于真空負荷開關+熔斷器組合電器（以下簡稱組合電器）保護變壓器可以限制短路電流值，使變壓器免于承受突發短路故障電流，并在10ms以內快速切除變壓器內部短路故障（微機保護斷路器短路全開斷時間往往需要60ms），防止由于內部電弧引起的壓力升高而導致變壓器油箱變形、開裂，使變壓器得到更為可靠合理的保護，對電網基本上不產生大電流沖擊和大電壓波動，尤其對近區設備的正常運行極其有利。而且組合電器造價比斷路器結構形式更便宜；保護變壓器特性好；且無需外加電源，保護更簡單；簡化了與上級斷路器配合關系，調試及維護更為方便；制造結構簡單，材料消耗少、可靠性高。

正是由于以上諸多優點，在配網中廣泛應用，目前該組合電器主要配置在10kV環網柜中，檢修維護不便，尤其是更換熔絲不方便，停電時間長。且空氣式環網柜防潮性能差，故障率高；SF6氣體絕緣環網柜中SF6氣體為有害氣體，已逐漸邊緣化。有必要尋求一種新的開關設備代替環網型組合電器，移開式真空負荷開關+熔斷器組合電器（以下簡稱移開式組合電器）應運而生。

《10kV及以下電力用戶業擴工程技術規范》（DB35/T 1036）和《國家電網公司配電網工程典型設計》（10kV配電站房分冊）等規范中，對于1000kVA及以下的干式變壓器以及630kVA及以下的油浸式變壓器，推薦采用移開式開關柜（內配真空負荷開關+熔斷器組合電器）。

2 移開式組合電器的結構特點和原理

2.1 結構特點

A、固封極柱：采用當前主流固封技術，將真空滅弧室用APG注射工藝固封。充分考慮了開關在各種條件運行環境下的運行可靠性，有效防止外力沖擊、污穢環境外部因素對真空滅弧室的影響。

B、熔斷器結構型式：采用直接拔插方式，當熔斷器熔斷時，手車只須移動到試驗位置時便可更換熔斷器。解決了空間狹小時（特別是使用在箱變），更換熔斷器的難題。熔斷器前端裝有支撐架，防止了因熔斷器自身重量及長時間工作發熱，使熔斷器插花夾子變形而導致接觸不良，保證運行更加可靠。

C、機構模塊化：產品的彈簧操作機構，采用模塊化設計，結構簡單、合理具有很高的機械強度和剛度，從而保證了開關的機械性能的穩定可靠。

該開關的結構特點完全滿足《10kV及以下電力用戶業擴工程技術規范》（DB35/T 1036-2013）8.3.4條款中：“潮濕場所的移開式開關柜斷路器及負荷開關應采用固封技術，真空滅弧室采用APG注射固封工藝，組合電器采用直接拔插方式更換熔斷器，熔斷器更換迅速、便捷。”的要求。

2.2 主要技術參數

2.3 工作原理

合閘：電機或手動帶動彈簧操作機構儲能，彈簧動作釋放過程中帶動凸輪撞擊合閘滾輪，使合閘轉軸拐臂帶動主軸，進而推動絕緣拉桿，將真空滅弧室合閘，合閘保持摯子將主軸保持在合閘位置；同時分閘彈簧儲能，完成合閘動作。分閘：通過繼電保護（或直接電動）指令分勵脫扣器或手動按分閘按鈕脫開合閘保持摯子，分閘彈簧拉動主軸，進而帶動絕緣拉桿，將真空滅弧室動觸頭拉到分閘位置，完成分閘動作。熔斷器動作過程：當任一相熔斷器熔斷時，撞擊器撞擊脫扣聯動裝置，拉動脫扣頂板，頂開合閘保持摯子，分閘彈簧拉動主軸，進而帶動絕緣拉桿，將真空滅弧室動觸頭拉到分閘位置，完成分閘動作。

2.4 外形尺寸

與VD4、VEP及VS1常用真空斷路器小車的外形尺寸一致，互換性強。尤其適用于繞越產權的一些配電房的設備改造，早期的配電房為用戶建設，配置的保護裝置型號、質量參差不齊，故障檢修或升級更換困難，停電時間長。通過移開式組合電器很好的解決早期配電網中開關柜的升級改造問題。

3 移開式組合電器在配電系統中的應用

3.1 用于變電站的10kV的站用變壓器柜（見圖1）

3.2 用于開閉所

方案一：在沒有環網自動化時，二路或多路電源進線（出線）柜主開關應采用斷路器，這樣發生短路故障時能及時發現故障點并將其隔離。而接直接用戶的變壓器保護采用組合電器，建議加裝繼電器保護配合使用，形成二級保護，當過流過載時由繼電保護指令開關跳閘，而短路則由熔斷器熔斷開關跳閘來保護。（見圖2）方案二：在環網自動化實現時，故障電流的突增在控制點有顯示并可按程序給予下達指令排除，所以進線柜可采用真空負荷開關、出線柜也采用真空負荷開關。（見圖3）

3.3 用于終端直接用戶，饋出線直接到變壓器（見圖4）

3.4 用于箱式變應用方案參見終端直接用戶

4 結語

移開式組合電器，采用固封極柱防潮性好，熔斷器直接拔插更換迅速，模塊化設計互換性強，熔斷器保護動作時間短對變壓器沖擊小等良好特性，應在電力系統中尤其在配電網建設改造中大力的推廣。為電力系統綠色供電多一種產品；為城網自動化的實施多一種簡單、可靠的應用；為電力部門及廣大用戶少一點檢修停電時間多一份經濟效益。

參考文獻：

[1]蘇太育.高分斷高壓交流真空負荷開關—熔斷器組合電器的研制[J].電氣制造，2013（01）.

[2]蘇太育.高壓交流真空負荷開關及其熔斷器組合電器的檢測[J]. 電氣制造，2013（02）.

作者簡介：夏林興（1974-），男，福建泉州人，本科，電氣工程師，主要從事輸配電設計工作.