中低壓配電都需要斷路器,斷路器不但可以分合正常的工作電流,還能夠根據(jù)要求切斷過載電流,以及開斷和關(guān)合短路電流,也就是不同應(yīng)用及可能出現(xiàn)的不同故障都可以切斷以保護電力系統(tǒng)及設(shè)備的安全。
中低壓斷路器的作用是相同的,但由于應(yīng)用在具體不同電力系統(tǒng)中,因此性能、結(jié)構(gòu)等區(qū)別也是比較大的。
首先是電壓不同,電壓高低意味著絕緣以及電弧熄滅的實現(xiàn)方式不同,低壓一般690/480伏以下,絕緣距離>20mm已經(jīng)足夠了,而中壓從3600伏開始到72000伏,最小空氣絕緣距離要求從60mm到600mm,因此對于中壓就不能簡單的以空氣作為絕緣介質(zhì)。12kV最小空氣絕緣距離是125mm,早期曾經(jīng)有空氣絕緣的斷路器,尺寸龐大。
中壓斷路器采用真空或六氟化硫氣體作為絕緣介質(zhì),斷路器斷口的間距可以明顯減少,如12kV真空斷路器斷口距離一般8-10mm,這樣操動機構(gòu)的能量不需要很大就可以獲得較快的分合閘速度。
其次是滅弧,電弧距離大,電弧電壓高,低壓中由于在空氣中依靠滅弧柵滅弧,電弧距離較大,雖然中壓真空斷路器中電弧距離短,但能量大。交流電依靠過零點熄滅電弧 ,這時需要在斷路器兩側(cè)迅速恢復到系統(tǒng)電壓,電弧熄滅瞬間有瞬態(tài)恢復電壓,一般是2-3倍的額定電壓,
低壓斷路器電流互感器/傳感器與智能脫扣單元一體,中壓斷路器類似設(shè)計僅用于柱上斷路器。
低壓斷路器的技術(shù)參數(shù)與中壓斷路器的參數(shù)對比。
1. 額定電壓、額定電流、額定頻率這幾點是相同的;
2. 短時耐受電流Icw,這一點中低壓是相同的,都是可以承受一定短路電流所造成的熱效應(yīng),即熱穩(wěn)定。只是耐受時間低壓一般是1秒,而中壓一般要求3/4秒;
當然還有峰值耐受電流,以考察斷路器承受短路時電動力產(chǎn)生的機械應(yīng)力,即動穩(wěn)定,低壓一般是熱穩(wěn)定的2.2倍,即50kA對應(yīng)的是110kA,而中壓50Hz情況下是2.5倍,如熱穩(wěn)定50kA對應(yīng)的動穩(wěn)定值是125kA,60Hz應(yīng)用下是2.6倍。
3. 短路開斷電流,這個低壓斷路器有兩個,一個是額定運行短路Ics,還有一個是額定極限短路開斷電流Icu,Ics運行短路分斷能力,按規(guī)定的試驗程序所規(guī)定的條件,要求斷路器連續(xù)承載其額定電流能力的分斷能力,而Icu極限短路分斷能力,按規(guī)定的試驗程序所規(guī)定的條件,不要求斷路器連續(xù)承載其額定電流能力的分斷能力。斷路器的額定運行短路能力Ics是制造商按相應(yīng)的額定工作電壓規(guī)定斷路器在規(guī)定的條件下應(yīng)能分斷的運行短路分斷能力值。它用預期分斷電流(kA)表示,相當于額定極限短路分斷能力規(guī)定的百分數(shù)中的一檔并化整到最接近的整數(shù)。
4. 電壽命,低壓斷路器的電壽命一般是額定電流的分斷次數(shù),而中壓電壽命是驗證短路開斷能力(中壓真空斷路器默認額定電流的分斷次數(shù)和機械壽命一致),即可以開斷短路電流的次數(shù),有E1級/E2級,如滿容量開斷30次等,也有按照GB/T1984標準定義的不同短路電流開斷次數(shù)組合的能力評估。
壽命試驗用來驗證電器在修理或更換部件之前所能完成的操作循環(huán)次數(shù)。壽命試驗作為電器在批量生產(chǎn)條件下統(tǒng)計壽命的基礎(chǔ)。
機械壽命試驗時電器的主電路應(yīng)無電壓或電流。電壽命試驗,根據(jù)有關(guān)產(chǎn)品標準的規(guī)定,除了主電路通以電流以外,其余和機械壽命試驗相同。
5. 低壓短路接通能力,指在規(guī)定的接通條件下電器能良好接通的電流值,包括開關(guān)電器接線端短路在內(nèi)的接通能力。這一值在中壓斷路器叫做短路關(guān)合能力,即在短路情況下,斷路器也能可靠的合閘,也就是說,斷路器如果發(fā)現(xiàn)短路電流而終止合閘,拉弧等造成的危害更大,合閘后依靠Icw承受短路電流,進而根據(jù)保護原理動作開斷更加安全。
6.對于時間,直接動作的低壓斷路器,斷開時間開始的瞬間是電流增大到足以導致斷路器動作開始瞬間,通過脫扣器執(zhí)行。中低壓斷路器都需要具有快速的分合閘速度,以便開斷、關(guān)合短路電流,因此原則上中低壓斷路器操動機構(gòu)可以互用。但傳統(tǒng)低壓斷路器機構(gòu)較為單薄,機械壽命少,而中壓斷路器強度高。