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高压负荷开关

高压负荷开关是一种功能介于高压断路器和高压隔离开关之间的电器，高压负荷开关常与高压熔断器串联配合使用；用于控制电力变压器。

高压负荷开关具有简单的灭弧装置，因为能通断一定的负荷电流和过负荷电流。

但是它不能断开短路电流，所以它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器来进行短路保护。

概述

负荷开关及组合电器,适用于三相交流10KV、50HZ的电力系统中，或与成套配电设备及环网开关柜，组合式变电站等配套使用，广泛用于域网建设改造工程、工矿企业、高层建筑和公共设施等，可作为环网供电或终端，起着电能的分配、控制和保护的作用。

该产品技术性能符合IEC出版物60265-1/FDIS《高压负荷开关，第一部分：

额定电压

1KV以上52KV以下的高压负荷开关》、IEC60420《高压交流负荷开关-熔断器组合电器》、GB16926《交流高压负荷开关-熔断器组合电器》、GB3804-63KV《交流高压负荷开关》的规定。

本产品具有开断能力大、安全可靠、电寿命长、可频繁操作、结构紧凑、体积小、重量轻、基本不需要维修等优点。

具有开断额定电流、过载电流。

可开断短路电流和防止设备缺相运行能力，开关有明显可见的隔离断口，配装具有关合能力的接地开关电动弹簧机构，能够远动远控。

环境条件

1.海拔高度：

200m及以下

2.环境温度：

-25℃

3.相对湿度:

日平均值不大于95%,月平均值不大于90%

4.无导电性尘埃、腐蚀性气体及水蒸汽体的场所

5.无火灾、爆炸危险的场所

6.无经常性的剧烈振动的场所

主要技术参数

序号

项目

单位

数值

FZN21-12D/T630-20

额定电压

额定频率

额定电流

650

125

额定缘缘水平

1min工频耐受电压

真空断口、相间对地42

隔离断口48

雷电冲击耐受电压（峰值）

真空断口、相间对地75

隔离断口85

额定峰值耐耐受电流

4s额定知时耐受电流

额定有功负载开断电流

630

额定闭环开断电流

630

额定电缆充电开断电流

开断空载变压器容量

KVA

1250

额定短路开断电流

31.5

额定转移电流

3150

熔断器型号

SDLAJ-12,SFLAJ-12,SKLAJ-12

撞击器输出能量

3-5

额定短路关合电流

80（预期峰值）

接地开关额定耐受电流（峰值）

接地开关4s额定短时耐受电流

辅助回路额定电压（DC或AC）

≌220，≌110

机械寿命

次

10000

结构特点

负荷开关及组合电器主要由框器、隔离开关（组合器的限流熔断器在隔离开关上）、真空开关管、接地开关、弹簧操作机构等组成。

产品结构紧凑、体积小、寿命长、关合开断能力强、操作维护简便。

真空开关配有弹簧操作机构，采用电动机（另配手动）弹簧储能、合闸方式有电磁铁合闸和手动分、合闸两种。

隔离开关、真空开关，接地开关之间互相联锁（机械联锁），以防止误操作。

区别

1、负荷开关是可以带负荷分断的，有自灭弧功能，但它的开断容量很小很有限。

2、隔离开关一般是不能带负荷分断的，结构上没有灭弧罩，也有能分断负荷的隔离开关，只是结构上与负荷开关不同，相对来说简单一些。

3、负荷开关和隔离开关，都可以形成明显断开点，大部分断路器不具隔离功能，也有少数断路器具隔离功能。

4、隔离开关不具备保护功能，负荷开关的保护一般是加熔断器保护，只有速断和过流

5、断路器的开断容量可以在制造过程中做的很高。

主要是依靠加电流互感器配合二次设备来保护。

可具有短路保护、过载保护、漏电保护等功能。

灭弧原理

（FN3-10R）---利用分闸时主轴带动活塞压缩空气，使压缩了的空气由喷嘴中高速喷出而吹灭电弧的；FN5-

10D---有整套灭弧装置的灭弧管构成。

（真空管）

特点

A、可以隔离电源，有明显的断开点，多用于固定式高压设备。

B、具有灭弧装置和一定的分合闸速度，在合闸状态下可以通过正常工作电流和规定的短路电路。

C、严禁带负荷接通和断开电路，常与高压熔断器串连使用。

（功能接近于高压断路器，可以简化配电装置及继电保护，降低设备费用）

注意事项

A、垂直安装，开关框架、合闸机构、电缆外皮、保护钢管均应可靠接地（不能串联接地）。

B、运行前应进行数次空载分、合闸操作，各转动部分无卡阻，合闸到位，分闸后有足够的安全距离。

C、与负荷开关串联使用的熔断器熔体应选配得当，即应使故障电流大于负荷开关的开断能力时保证熔体先熔断，然后负荷开关才能分闸。

D、合闸时接触良好，连接部无过热现象，巡检时应注意检查瓷瓶脏污、裂纹、掉瓷、闪烁放电现象；开关上不能用水冲（户内型）。

（一台高压柜控制一台变压器时，更换熔断器最好将该回路高压柜停运。

）

高压负荷开关是一种功能介于高压断路器和高压隔离开关之间的电器，高压负荷开关常与高压熔断器串联配合使用；用于控制电力变压器。

高压负荷开关具有简单的灭弧装置，因为能通断一定的负荷电流和过负荷电流。

但是它不能断开短路电流，所以它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器来进行短路保护。

意义

目前我国高压负荷开关型号是根据国家技术标准的规定，一般由文字符号和数字按以下方式组成。

其代表意义为：

高压开关已系列化，型号含义如下：

①②③④⑤⑥

①高压开关类别：

F─负荷开关、G─隔离开关、R─熔断器

②N─户内型、W─户外型

③设计序号

④电压等级（kV）

⑤R─带熔断器的代号、（不带熔断器不表示）

⑥S─熔断器装于开关上端（装于开关下端不表示）

2.高压断路器

高压断路器

高压断路器（或称高压开关）它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力，可分为：

油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等。

一般原则

为保证高压电器在正常运行、检修、短路和过电压情况下的安全，高压电器应按下列条件选择：

①按正常工作条件包括电压、电流、频率、机械荷载等选择；

②按短路条件包括短时耐受电流、峰值耐受电流、关合和开断电流等选择；

③按环境条件包括温度、湿度、海拔、地震等选择；

④按承受过电压能力包括绝缘水平等选择；

⑤按各类高压电器的不同特点包括开关的操作性能、熔断器的保护特性配合、互感器的负荷及准确等级等选择。

正常工作

①按工作电压选择选用的高压电器，其额定电压应符合所在回路的系统标称电压，其允许最高工作电压Umax不应小于所在回路的最高运行电压Uy，即Umax≥Uy。

②按工作电流选择高压电器的额定电流In不应小于该回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig，即In≥Ig。

短路稳定

①短路稳定性校验的一般要求

②短路电流的热效应

③短路稳定性校验

环境条件

①选择电器的环境温度

②选择电器的环境湿度

③高海拔对高压电器的影响

④地震对高压电器的影响　①额定短路开断电流的选择

②额定短路关合电流的选择

③额定操作顺序的选择

④额定失步开断电流的选择

⑤额定异相接地故障电流、发展性故障电流及关于开断电流的选择

⑥额定近区故障开断电流的选择

⑦额定线路充电开断电流、额定电缆充电开断电流、额定电

容器组开断电流、额定电容器组关合涌流、额定感应电动

机开断电流、额定空载变压器开断电流、额定电抗器开断

电流等的选择。

标准中对上述各项开断电流和关合电流未

作规定，但使用中应按制造厂给出的试验数据选用。

施工安装

1.电力系统的细节，即系统标称电压和最高运行电压、频率、相数和中性点接地的详情。

[1]

2.运行条件，包括最低和最高周围空气温度，后者是否高于额定值；海拔是否超过1000m；以及可能存在或出现的任何特殊条件，例如过度地暴露在水蒸气、湿气、烟雾、爆炸性气体、过量的灰尘或含盐的空气中的条件。

3.断路器的特性。

①极数；

②户内或户外；

③额定电压；

④额定绝缘水平；

⑤额定频率；

⑥额定电流；

⑦额定线路充电开断电流（如果采用）；

⑧额定电缆充电开断电流（如果采用）；

⑨额定单个电容器组开断电流（如果采用）；

⑩额定背对背电容器组开断电流（如果采用）；

额定电容器组关合涌流（如果采用）；

额定小感性开断电流（如果采用）；

额定短路开断电流和电寿命；

首开极因数；

额定出线端故障瞬态恢复电压；

额定近区故障特性；

额定短路关合电流；

额定操作顺序；

额定短路持续时间；

额定失步开断电流（如果采用）；

额定开断时间；

在特殊要求下规定的型式试验（人工污秽和无线电干扰

试验）；

操作频率；

其他，如额定时间参量，异相接地开合特性。

4.断路器操动机构及其专用附属装置的特性。

①操作方式：

手力或动力的；

②备用的辅助开关的数量和型式；

③额定电源电压和额定电源频率。

（5）有关压缩空气的使用要求和压力容器的设计与试验要求。

可以对高压断路器检测机构有苏州电器科学研究院、西高所、武高所等！

常用标准

GB10963-1989|家用及类似场所用断路器

GKC-E型高压开关机械特性测试仪

GB14048.2-1994|低压开关设备和控制设备低压断路器

GB16916.1-1997|家用和类似用途的不带过电流保护的剩余电流动作断路器（RCCB）第1部分：

一般规则

GB16916.21-1997|家用和类似用途的不带过电流保护的剩余电流动作断路器（RCCB）第2.1部分：

一般规则对动作功能与线路电压无关的RCCB的适用性

GB16916.22-1997|家用和类似用途的不带过电流保护的剩余电流动作断路器（RCCB）第2.2部分：

一般规则对动作功能与线路电压有关的RCCB的适用性

GB16917.1-1997|家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器（RCBO）第1部分：

一般规则

GB16917.21-1997|家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器（RCBO）第2.1部分：

一般规则对动作功能与线路电压无关的RCBO的适用性

GB16917.22-1997|家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器（RCBO）第2.2部分：

一般规则对动作功能与线路电压有关的RCBO的适用性

GB1984-1989|交流高压断路器

GB4876-1985|交流高压断路器的线路充电电流开合试验

GB7675-1987|交流高压断路器的开合电容器组试验

测试功能

（1）合（分）闸顺序

（2）合（分）闸最大时间

（3）三相不同期

（4）同相不同期

（5）合（分）闸时间

（6）动作时间

（7）弹跳时间

（8）弹跳次数

（9）弹跳幅度

（10）行程

（11）开距

（12）超行程

（13）过行程

（14）刚合（分）速度

（15）最大速度

（16）平均速度

（17）金短时间

（18）无流时间

（19）电流波形曲线（动态）

（20）时间行程速度动态曲线（ms）

（21）时间速度行程动态曲线（mm）

单位均为:

时间ms速度m/s距离mm

特点

（1）可做电动操作和手动操作;

（2）适且500KV电压等级以内各种高压断路器的机械动特性测试；

（3）可实测行程和自定义行程；

（4）能够实现断路器的单合、单分、合分、重合,重分操作；

（5）接线方便，操作简单，操作时只需一次合（分）动作便可得到合（分）全部数据，可选择保存50组数据，提供后期查询和上传电脑永久保存,也可现场调阅打印所有数据及运动曲线图；

（6）采用汉字提示以人机对话的方式操作；

（7）数据准确，抗干扰性强，体积小，重量轻，美观大方；

（8）机内配有时钟电路，可显示当前年、月、日、时、分、秒，即使断电，也能自动保存设置数据及测试数据；

（9）机内带有延时保护功能，断路器动作后能自动切断动作电源，很好的保护了断路器设备和高压开关测试仪；

（10）仪器内置直流电源,可选择范围:

30-270V/10A）,不存在常规整流电源输出瞬间的电压跌落,用以试验开关动作电压非常精确.

（11）能动态地为您分析出断路器每1ms时间内的、行程、速度之间的关系；

（12可配置上传软件，实现电脑存档和网上查阅,打印。

技术指标

环境组别：

属GB6587.1-1986《电子测量仪器环境试验总纲》中的Ш组仪器.

型式：

便携式包装：

铝合金箱

尺寸与重量：

主机：

440×300×150（mm）5（kg）

附件：

440×300×80（mm）3（kg）

工作电源：

AC220V±10%频率：

50Hz±5%

环境温度：

-10°C~40°C相对湿度：

≤85%

绝缘电阻：

≤2MΩ

介电强度：

电源进线对机壳能承受1.5KV1分钟的耐压测试。

时间测试范围：

1~499.9ms分辩率：

0.01ms精度≤0.1ms

速度测试范围：

15m/s分辩率：

0.01m/s精度±1%读数+2个字

行程测试范围：

不限分辩率：

0.01mm精度±1%读数+2个字

直流电源选择范围:

25-265V/10A分辩率：

1V：

精度≤±1%

用途介绍

高压断路器在高压电路中起控制作用，是高压电路中的重要电器元件之一。

断路器用于在正常运行时接通或断开电路，故障情况在继电保护装置的作用下迅速断开电路，特殊情况（如自动重合到故障线路上时）下可靠地接通短路电流。

高压断路器是在正常或故障情况下接通或断开高压电路的专用电器。

断路器的工作状态（断开或者闭合）是由他的操动机构控制的。

高压负荷开关、高压隔离开关和高压断路器的区别：

1、高压负荷开关是可以带负荷分断的，有自灭弧功能，但它的开断容量很小很有限。

2、高压隔离开关一般是不能带负荷分断的，结构上没有灭弧罩，也有能分断负荷的高压隔离开关，只是结构上与负荷开关不同，相对来说简单一些。

3、高压负荷开关和高压隔离开关，都可以形成明显断开点，大部分高压断路器不具隔离功能，也有少数高压断路器具隔离功能。

4、高压隔离开关不具备保护功能，高压负荷开关的保护一般是加熔断器保护，只有速断和过流。

5、高压断路器的开断容量可以在制造过程中做的很高。

主要是依靠加电流互感器配合二次设备来保护。

可具有短路保护、过载保护、漏电保护等功能。

[2]

作用

（1）控制作用。

根据电力系统运行的需要，将部分或全部电气设备，以及部分或全部线路投入或退出运行。

（2）保护作用。

当电力系统某一部分发生故障时，它和保护装置、自动装置相配合，将该故障部分从系统中迅速切除，减少停电范围，防止事故扩大，保护系统中各类电气设备不受损坏，保证系统无故障部分安全运行。

工作性能

（1）额定电压（标称电压）：

它是表征断路器绝缘强度的参数，它是断路器长期工作的标准电压。

为了适应电力系统工作的要求，断路器又规定了与各级额定电压相应的最高工作电压。

对3—220KV各级，其最高工作电压较额定电压约高15%左右;对330KV及以上，最高工作电压较额定电压约高10%。

断路器在最高工作电压下，应能长期可靠地工作。

[3]

（2）额定电流：

它是表征断路器通过长期电流能力的参数，即断路器允许连续长期通过的最大电流。

（3）额定开断电流：

它是表征断路器开断能力的参数。

在额定电压下，断路器能保证可靠开断的最大电流，称为额定开断电流，其单位用断路器触头分离瞬间短路电流周期分量有效值的千安数表示。

当断路器在、低于其额定电压的电网中工作时，其开断电流可以增大。

但受灭弧室机械强度的限制，开断电流有一最大值，称为极限开断电流。

（4）动稳定电流：

它是表征断路器通过短时电流能力的参数，反映断路器承受短路电流电动力效应的能力。

断路器在合闸状态下或关合瞬间，允许通过的电流最大峰值，称为电动稳定电流，又称为极限通过电流。

断路器通过动稳定电流时，不能因电动力作用而损坏。

（5）关合电流：

是表征断路器关合电流能力的参数。

因为断路器在接通电路时，电路中可能预伏有短路故障，此时断路器将关合很大的短路电流。

这样，一方面由于短路电流的电动力减弱了合闸的操作力，另一方面由于触头尚未接触前发生击穿而产生电弧，可能使触头熔焊，从而使断路器造成损伤。

断路器能够可靠关合的电流最大峰值，称为额定关合电流。

额定关合电流和动稳定电流在数值上是相等的，两者都等于额定开断电流的2.55倍。

（6）热稳定电流和热稳定电流的持续时间：

执稳定电流也是表征断路器通过短时电流能力的参数，但它反映断路器承受短路电流热效应的能力。

热稳定电流是指断路器处于合闸状态下，在一定的持续时间内，所允许通过电流的最大周期分量有效值，此时断路器不应因短时发热而损坏。

国家标准规定：

断路器的额定热稳定电流等于额定开断电流。

额定热稳定电流的持续时间为2S，需要大于2S时，推荐4S。

（7）合闸时间与分闸时间：

这是表征断路器操作性能的参数。

各种不同类型的断路器的分、合闸时间不同，但都要求动作迅速。

合闸时间是指从断路器操动机构合闸线圈接通到主触头接触这段时间，断路器的分闸时间包括固有分闸时间和熄弧时间两部分。

固有分闸时间是指从操动机构分闸线圈接通到触头分离这段时间。

熄弧时间是指从触头分离到各相电弧熄灭为止这段时间。

所以，分闸时间也称为全分闸时间。

（8）操作循环：

这也是表征断路器操作性能的指标。

架空线路的短路故障大多是暂时性的，短路电流切断后，故障即迅速消失。

因此，为了提高供电的可靠性和系统运行的稳定性，断路器应能承受一次或两次以上的关合、开断、或关合后立即开断的动作能力。

此种按一定时间间隔进行多次分、合的操作称为操作循环。

主要结构

高压断路器的主要结构大体分为:

导流部分，灭弧部分，绝缘部分，操作机构部分。

高压开关的主要类型按灭弧介质分为:

油断路器，空气断路器，真空断路器，六氟化硫断路器，固体产气断路器，磁吹断路器。

按操作性质可分为:

电动机构，气动机构，液压机构，弹簧储能机构，手动机构。

（1）油断路器。

利用变压器油作为灭弧介质，分多油和少油两种类型。

（2）六氟化硫断路器。

采用惰性气体六氟化硫来灭弧，并利用它所具有的很高的绝缘性能来增强触头间的绝缘。

（3）真空断路器。

触头密封在高真空的灭弧室内，利用真空的高绝缘性能来灭弧。

（4）空气断路器。

利用高速流动的压缩空气来灭弧。

（5）固体产气断路器。

利用固体产气物质在电弧高温作用下分解出来的气体来灭弧。

（6）磁吹断路器。

断路时，利用本身流过的大电流产生的电磁力将电弧迅速拉长而吸人磁性灭弧室内冷却熄灭。

[4]

常见故障

（按发生频率排列大致顺序）：

1）密封件失效故障；

2）动作失灵故障；

3）绝缘损坏或不良；

4）灭弧件触头的故障。

接线方式

断路器的接线方式有板前、板后、插入式、抽屉式，用户如无特殊要求，均按板前供货，板前接线是常见的接线方式。

⑴板后接线方式：

板后接线最大特点是可以在更换或维修断路器，不必重新接线，只须将前级电源断开。

由于该结构特殊，产品出厂时已按设计要求配置了专用安装板和安装螺钉及接线螺钉，需要特别注意的是由于大容量断路器接触的可靠性将直接影响断路器的正常使用，因此安装时必须引起重视，严格按制造厂要求进行安装。

⑵插入式接线：

在成套装置的安装板上，先安装一个断路器的安装座，安装座上6个插头，断路器的连接板上有6个插座。

安装座的面上有连接板或安装座后有螺栓，安装座预先接上电源线和负载线。

使用时，将断路器直接插进安装座。

如果断路器坏了，只要拔出坏的，换上一只好的即可。

它的更换时间比板前，板后接线要短，且方便。

由于插、拔需要一定的人力。

因此目前中国的插入式产品，其壳架电流限制在最大为400A。

从而节省了维修和更换时间。

插入式断路器在安装时应检查断路器的插头是否压紧，并应将断路器安全紧固，以减少接触电阻，提高可靠性。

⑶抽屉式接线：

断路器的进出抽屉是由摇杆顺时针或逆时针转动的，在主回路和二次回路中均采用了插入式结构，省略了固定式所必须的隔离器，做到一机二用，提高了使用的经济性，同时给操作与维护带来了很大的方便，增加了安全性、可靠性。

特别是抽屉座的主回路触刀座，可与NT型熔断路器触刀座通用，这样在应急状态下可直接插入熔断器供电。

高压熔断器

熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害；按安装条件及用途选择不同类型高压熔断器如屋外跌落式、屋内式，对于一些专用设备的高压熔断器应选专用系列；我们常说的保险丝就是熔断器类。

用途

主要用于高压输电线路、电压变压器、电压互感器等电器设备的过载和短路保护。

工程原理

其结构一般包括熔丝管、接触导电部分、支持绝缘子和底座等部分，熔丝管中填充用于灭弧的石英砂细粒。

熔件是利用熔点较低的金属材料制成的金属丝或金属片，串联在被保护电路中，当电路或电路中的设备过载或发生故障时，熔件发热而熔化，从而切断电路，达到保护电路或设备的目的。

型式选择

在3～66kV的电站和变电所常用的高压熔断器[1]有两大类：

一类

高压熔断器

是户内高压限流熔断器，额定电压等级分3、6、10、20、35、66kV，常用的型号有RN1、RN3、RN5、XRNM1、XRNT1、XRNT2、XRNT3型，主要用于保护电力线路、电力变压器和电力电容器等设备的过载和短路；RN2和RN4型额定电流均为0.5~10A，为保护电压互感器的专用熔断器。

另一类是户外高压喷射式熔断器，此类熔断器在熔体熔断产生电弧时，电弧烧损反白纸产气吹拉长电弧，弧感抗改变相位，正好电流过零时产生零休，才能开断电路，限流作用不明显。

常用的为跌落式熔断器，型号有RW3、RW4、RW7、RW9、RW10、RW11、RW12、RW13和PRW系列型等，其作用除与RN1型相同外，在一定条件下还可以分断和关合空载架空线路、空载变压器和小负荷电流。

户外瓷套式限流熔断器RW10-35/0.5~50-2000MVA型中RW10-35/0.5~1-2000MVA为保护35kV电压互感器专用的户外产品。

所以根据熔断器的型式和不同的保护对象来选择。

按工作电压选择

（1）一般条件

Ue≥Uwe

式中：

Ue——熔断器额定电压

Uwe——安装处电网额定电压

即熔断器的额定电压（kV）应不小于熔断器安装处电网额定电压（kV）。

（2）对于限流型熔断器

以石英砂作为熔断器填充物的限流型熔断器只能按Ue=Uwe的条件选择，这种情况下此类熔断器熔断产生的最大过电压倍数限制在规定的2.5倍相电压之内，此值并未超过同一电压等级电器的绝缘水平。

如果熔断器使用在工作电压低于其额定电压的电网中，过电压倍数造成威胁可能增大3.5～4。

电流及保护特性选择

（1）一般条件

Ie≥Ije≥Ig·zd

式中：

Ie——熔断器熔管的额定电流，A

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