10kv户内高压负荷开关FN3-10/400

一般装有简单的灭弧装置，但其结构比较简单。图为一种压气式高压负荷开关，其工作过程是：分闸时，在分闸弹簧的作用下，主轴顺时针旋转，一方面通过曲柄滑块机构使活塞向上移动，将气体压缩；另一方面通过两套四连杆机构组成的传动系统，使主闸刀先打开，然后推动灭弧闸刀使弧触头打开，气缸中的压缩空气通过喷口吹灭电弧。

负荷开关是介于断路器和隔离开关之间的一种开关电器，具有简单的灭弧装置，能切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断短路电流。

高压负荷开关的工作原理与断路器相似。一般装有简单的灭弧装置，但其结构比较简单。图为一种压气式高压负荷开关，其工作过程是：分闸时，在分闸弹簧的作用下，主轴顺时针旋转，一方面通过曲柄滑块机构使活塞向上移动，将气体压缩；另一方面通过两套四连杆机构组成的传动系统，使主闸刀先打开，然后推动灭弧闸刀使弧触头打开，气缸中的压缩空气通过喷口吹灭电弧。合闸时，通过主轴及传动系统，使主闸刀和灭弧闸刀同时顺时针旋转，弧触头先闭合；主轴继续转动，使主触头随后闭合。在合闸过程中，分闸弹簧同时贮能。由于负荷开关不能开断短路电流，故常与限流式高压熔断器组合在一起使用，利用限流熔断器的限流功能，不仅完成开断电路的任务并且可***减轻短路电流所引起的热和电动力的作用。

低压负荷开关又称开关熔断器组。适于交流工频电路中，以手动不频繁地通断有载电路；也可用于线路的过载与短路保护。通

断电路由触刀完成，过载与短路保护由熔断器完成。20世纪70年代以前所用的胶盖刀开关和铁壳开关均属于低压负荷开关。小容量的低压负荷开关触头分合速度与手柄操作速度有关。容量较大的低压负荷开关操作机构采用弹簧储能动作原理，分合速度与手柄操作的速度快慢无关，结构较简单，并附有可靠的机械联锁装置，盖子打开后开关不能合闸及开关合闸后盖子不能打开，可***工作安全。负荷开关主要用于开断和关合负荷电流，也可以将负荷开关与高压熔断器配合使用，代替断路器。由于负荷开关使用方便，价格合理，因此负荷开关在10kV配网系统中得到广泛的使用。在设计中合理选用负荷开关，对保障电网的安全、可靠运行有着重要意义。 [2]  
　　1负荷开关与熔断器的正确配合
　　负荷开关与熔断器的根本区别在于，熔断器具有开断短路电流能力，而负荷开关只作为负荷电流的切换。通常认为，负荷开关合分工作电流，熔断器开断短路电流。但是当出现故障时，由于三相电流不一定相同，以及熔断器答应的误差，不可避免出现三相熔断器之间的熔断时间差，首相切除故障后，假如负荷开关不能及时分断负荷电流，则会造成产生转移电流和两相运行，对受电设备造成损害。带有撞击器的熔断器，配合具有脱扣装置的负荷开关，则可解决缺相运行问题。当熔断器的熔件熔化时，负荷开关脱扣装置在撞击器操作下立即断开。生产厂多采用四连杆机构，当负荷开关合闸操作时，合分闸弹簧同时储能，当四连杆机构过死点时，合闸弹簧的能量释放，开关作合闸操作，此时分闸弹簧的能量仍由半轴机构所保持，一旦撞击器出击，半轴解列，分闸弹簧的能量释放，开关作分闸操作。因此，在使用中一定要选择带撞针的熔断器和具有机械脱扣装置的负荷开关。
　　应该指出，使用中的熔断器多作为后备保护熔断器，这种熔断器有一个最小开断电流，其值为熔断器额定电流的2.5～3倍,当小于开断电流时,后备熔断器不能开断此电流,这就是它与全范围熔断器的区别。全范围熔断器在引起熔体熔化至额定开断电流（40kA）之间，任何电流均能可靠断开，但其价格贵。当故障电流小于后备熔断器的最小开断电流时，熔断器虽然不能***其开断，但熔件会熔断，其内存的撞击器会击出，撞击负荷开关开断。例如额定电流为100A的熔断器，其最小开断电流约为250～300A，在此电流区，熔断器不能开断，但熔件熔断撞针击出，撞击负荷开关跳闸，开断此电流，如选用600A的负荷开关，则可可靠开断。
　　负荷开关-限流熔断器组合电器保护变压器特性好，但只有两者配合好才能有效。
　　a区域为工作电流范围。I>InK，InK为组合电器的额定电流。它小于熔断器的额定电流InHH，这是由于熔断器安装时的温度状况及热损耗消散受限制，使组合电器不能承受熔断器的全部电流。组合电器的额定电流开断由负荷开关单独完成。负荷开关三相同时开断，三相同时熄弧。
　　b区域为过负荷范围InHH
　　c区域为转移电流ITC范围约从3InHH起，熔断器动作后亦可熄弧。在三相电路中，三相熔断器中一相首先动作，触发撞击器并熄弧。负荷开关熄灭另两相中的电流，其他两相熔断器可能也动作，但负荷开关有时动作更快，因此，在转移电流区域，熔断器与负荷开关配合共同完成开断任务。转移电流是负荷开关在各自功率因数下，所能开断的电流，它介于5InHH（小型熔断器）～1.5InHH（大型熔断器）之间。
　　d区域为限流范围，当故障电流更大时（约从20InHH），熔断器在电流的***个半波就已经动作，并将故障电流的峰值限制到它的允通电流值ID。这是熔断器熄灭大于转移电流ITC的电流，负荷开关在撞击器作用下虽动作，但不开断电流。
　　因此，只有负荷开关与熔断器配合得当，组成的组合电器就能够开断：负荷开关额定开断电流的任何负载电流；组合电器额定短路开断电流的任何过电流。这就是说，负荷开关加熔断器能承担工作电流和全短路电路之间的开断任务。
　　2撞击器操作与转移电流
　　熔断器通过的电流与熔断时间呈反时限特性，简称安-秒特性，当出现过电流时，熔断器依其安-秒特性熔断。所谓转移电流，是指三相熔断器中有一相首先开断，三相熔断器的熔断时间差为Dt。当首相动作后，撞击器击出，此时可能出现另外两相熔断器尚未灭弧开断，而撞击器击出形成负荷开关切断故障电流，原本应由熔断器承担的开断任务，现转移至负荷开关承担。熔断器与负荷开关转移开断时，对称电流就叫“转移电流”。显然，转移电流的数值与熔断器安-秒特性、负荷开关固定分断时间有关。转移电流值可以通过引用IEC-420标准确定。在熔断器安-秒特性时间轴，取0.9倍负荷开关固分时间，作一平行线，所对应的电流值就是转移电流。例如某真空负荷开关，其固有分断时间为28ms，配用100A熔断器，依法求出转移电流为1880A，负荷开关应能开断此电流。故障电流超过转移电流时，由熔断器开断。其实转移电流是一个电流区域，由于三相熔断器之间存在熔断时间差，相对有电流差，因此是一个很小的电流区域，该区域就是转移电流区域。由此可见，负荷开关与熔断器的良好配合是可以开断任何电流。显然，熔断器不同的额定电流有不同的安-秒特性，那么不同的额定电流配合同一个负荷开关，就有不同的转移电流，额定转移电流是指所能配用熔断器的转移电流，选择负荷开关应注重。