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关于接地开关关合知识分享

2022-10-31 11:06:58 华球(中国)

关于接地开关关合知识分享

  SF6 气体绝缘强度高,燃弧距离小,燃弧时间短,SF6具有灭弧能力,关合速度大于2米每秒就可以关合50kA电流电流。SF6气体的绝缘强度是空气的3倍,SF6气体具有很强的灭弧能力,可以通过在灭弧栅内将电弧切成小段灭弧,或通过消弧线圈拉长电弧灭弧。


而干燥空气或氮气绝缘充气柜内,充气压力低,空气需要大的绝缘净距,相同合闸速度下击穿距离大,燃弧时间长,触头烧蚀严重,导致不能关合。触头压力过小,合闸过程触头弹跳大,动触头与静触头往返摩擦烧蚀,熔焊会导致触头电阻过大,或无法分闸。

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对于空气绝缘开关柜,接地开关也具有关合能力,一般E1级2次,E2级具有关合能力。JN15是中置柜普遍采用的接地开关,各个厂家质量参差不齐,E2级的接地开关也有几家。空气绝缘接地开关关合能力关键看合闸速度,接地开关通过过死点机构实现快速合闸,分闸过程先压缩弹簧储能,这一过程转动角度要大一些,即接地开关旋转90度,不是分、合闸各占一半45度,而是分闸角度大约65~70度,这样可以加大压缩行程,加大储能。过死点后弹簧稍微释放一个小角度,使接地开关保持在分闸位置。合闸时,先克服过死点前的压力,过死点后,接地开关动触头系统迅速在弹簧释放能量作用下向静触头运动,实现合闸。


因此可以看出,合闸速度有弹簧储存的能量、还有动触头系统转动惯量,以及动刀长度决定的。能量=转动惯量*角速度的平方/2,合闸速度线速度=角速度*动刀长度。弹簧的压缩能量除了分闸角度要大一点,拐臂长度也是决定压缩量的关键,一般计算结果如下,供参考。


弹簧刚度系数:51N/mm

压缩量:89mm

弹簧能量: 1.16J

转动惯量: 0.0078

角速度: 17 .24

线速度: 3米/秒


提高关合速度是一方面,还有就是触头,采用高硬度、耐电弧的触头材料,即使相同的燃弧时间,但引弧触头可以很好的抵抗,无惧燃烧,则过了燃弧阶段,触头就可以关合到位。

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接地开关本身要有足够的强度,要实现在动刀只有200mm左右长度下,大于每秒4米的合闸速度,需要弹簧做很大的功,这就要求接地开关底座、静触头支撑等强度够大,触头合闸接触过程会不断反弹直到稳定到位,需要有合适的限位,硬限位会影响机械寿命,而过软起不到作用来吸收弹簧能量,因此整体强度,合闸限位要有很好的设计,同时兼顾操作机构强度,弹簧力大意味着分闸触能过程需要的操作力要大,通过减速蜗轮蜗杆机构、丝杠螺母机构等减小操作力,加大操作行程是有效的方法。不能因过大的操作力导致操作杆与操作手柄连接的六角头磨损打滑,从而无法操作。


最后就是电动力的辅助作用,如果回路有利于产生的电动力的作用方向,是朝向有利于合闸的,那么在合闸的过程中,这个“外援”会帮助关合,合闸速度会加快,一起努力去克服电弧燃烧的问题,实现快速关合。而如果作用力相反,则“外援”会起到反力,阻挡主合闸弹簧的努力,则速度变慢,合闸燃弧时间长,关合困难。

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总之,不要小看开关柜任何一个配套部件,接地开关、触头盒等绝缘件、操作联锁机构、导轨活门等等,不能忽视配套厂所做的努力,只有每一个部件做到最好,实现其相应的功能,才能保证开关柜以及整个配电系统的安全可靠运行。







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