负荷开关-熔断器组合电器
负荷开关--熔断器组合电器选用中的技术问题
负荷开关--熔断器组合电器选用中的技术问题负荷开关--熔断器组合电器选用中的技术问题近年来，在10kV配电变压器的保护和控制开关的选用中，由于负荷开关-熔断器组合电器与断路器相比具有结构简单、操作维护方便、造价低、运行可靠等优点，从而使组合电器获得广泛的应用。
在实际应用中，如何正确选用组合电器，负荷开关、熔断器与变压器如何合理选配参数，是关系到能否发挥组合电器作用，保证系统安全运行的关键问题。
1转移电流的校验由于组合电器的三相熔断器熔体熔化具有时间差，三相熔断器中有一相首先断开后，撞击器动作，此时可能出现另两相熔断器尚未熄弧开断，而撞击器出击形成由负荷开关切断故障电流的现象，即原本由熔断器承担的开断任务转移给负荷开关承担。
因此转移电流是指熔断器与负荷开关转换职能时的三相对称电流。
低于该值时，首开相电流由熔断器开断，其他两相电流由负荷开关开断。
大于该值时，三相电流仅由熔断器开断。
转移电流是我们在选用组合电器时应注意的一个重要指标，假如选用不当，负荷开关所能承受的转移电流不足够，将无力承担开断两相短路电流的任务而引起开关的爆炸。
负荷开关通常分为一般型和频繁型两种，以空气为绝缘介质的产气式和压气式负荷开关为一般型，真空和SF6负荷开关为频繁型，不同的负荷开关，转移电流的指标各不相同，一般型负荷开关的转移电流在800～1000A左右，频繁型可达1500～3150A。
配电变压器的容量不同，相应的转移电流也不相同，实际的转移电流可由变压器容量进行估算。
一般S9-800/10型配变的转移电流为978A。
按照转移电流的定义及结合负荷开关的开断时间和特性，负荷开关转移电流要避开最大短路电流，控制在最大短路电流的70%以内，即实际转移电流约为978×70%＝685A。
在分析国产负荷开关和熔断器技术系数的基础上，考虑到产品的离散性，按照转移电流的验算结果，以我市的经验，容量在800kV A以内的变压器，可选用以空气绝缘的一般型负荷开关，容量在800～1250kV A范围内的变压器，一般选用真空或SF6绝缘的频繁型负荷开关。
10kV负荷开关_熔断器组合电器设计的典型问题
42· 2013年第8期设计研发Research ＆Reviews或油中试验时的温升确定的，而熔断器用于组合电器柜中时，熔断器的安装方式不同导致熔断件外部环境条件改变，实际通流能力也会不同。
熔断器在组合电器柜中常见的安装方式有两种：一种是把熔断器安装在一个三相封闭的箱体内；另一种是把单只熔断器封闭在绝缘树脂浇注的熔断器筒内。
这两种情况选用熔断器时均要降容使用，特别是第二种。
因此，组合电器柜的额定电流值的确定要对配用的最大额定电流值的熔断件标称的额定电流降容一定比例，并由负荷开关－熔断器组合电器柜的温升试验确定。
熔断器额定电流的选择与变压器容量有关，具体参见下表。
10 kV负荷开关-熔断器组合电器设计的典型问题负荷开关－熔断器组合电器的设计需要根据实际使用场合确定额定电流、实际转移电流、额定转移电流、交接电流和额定短路开断电流等关键参数，本文主要论述了10 kV负荷开关-熔断器组合电器设计中这些关键参数如何确定，为产品的研制提供指导。
▲ 王海燕研发部部长负荷开关－熔断器组合电器由于结构简单、造价低以及保护特性好等优点，尤其是对容量在1 250 kV ·A 及以下的变压器的保护比用断路器更为有效，因而得到了广泛应用。
本文就负荷开关－熔断器组合电器设计过程中几个典型问题进行分析探讨。
1 额定电流组合电器柜的额定电流为在规定的正常使用条件下长期正常工作时能耐受的电流。
其电流值与所选熔断器有关，一般小于熔断器标称的额定电流。
熔断器标称的额定电流是生产厂家参照单个熔断件在空气中■ 王海燕 李绍军 潘明 何周/平高集团有限公司关键词：变压器/器身/夹件/槽钢结构/吊螺杆额定电压/kV变压器额定容量/kV·A1001251602002503154005006308001 00012161620/252531.540506380100125241010161616252531.5404050表 熔断器额定电流与变压器额定容量配合Research ＆ Reviews设计研发2 转移电流组合电器柜的转移电流是指熔断器与负荷开关转换开断职能时的三相对称电流值。
负荷开关熔断器组合电器的保护
负荷开关熔断器组合电器的保护（经验总结）民用建筑的10/0.4kV变电所设计中，对于变压器容量不大的情况下，高压侧经常采用负荷开关-熔断器组合电器作为保护，那么多大容量以上的变压器就不能采用这种保护方式呢？以及采用这种保护方式会有什么其他的问题？下面是对变电器高压侧采用负荷开关、熔断器保护的简单分析，希望大家对负荷开关熔断器组合电器的保护加深下了解，不恰当之处敬请指正，谢谢！（1）采用负荷开关-熔断器组合电器（配有撞击器）负荷开关-熔断器组合电器分为以下两种：■一种是由一组三极负荷开关及配有撞击器的三只熔断器组成，任一只撞击器的动作都会引起负荷开关三极全部自动分闸；■一种是由配有脱扣器的三极负荷开关和三只熔断器组成，由过电流脱扣器触发联动负荷开关的自动分闸。
对于这类安装有撞击器或过电流脱扣器的负荷开关，应该进行转移电流和交接电流的检验。
下面来谈谈负荷开关+熔断器组合电器的转移电流和交接电流。
1）负荷开关-熔断器组合电器的转移电流依据国标GB16926-2009《高压交流负荷开关-熔断器组合电器》对转移电流的定义为：在熔断器与负荷开关转换开断职能时的三相对称电流值。
在出现三相短路故障时，故障电流会使熔断器件最快的一相熔化，成为首开极，熔断器的撞击器动作使负荷开关分闸，其余两极承受87%的故障电流，该故障电流由负荷开关开断，或者被剩下的两相熔断器开断。
也就是说，当预期短路电流低于转移电流时，首先开断极的电流由熔断器开断，而后两相电流由负荷开关开断；当预期短路电流高于转移电流时，三相短路电流均由熔断器开断。
2）额定转移电流和实际转移电流的确定额定转移电流（I tn）是组合电气中负荷开关能够开断转移电流的最大均方根值（有效值）。
额定转移电流（I tn）由制造厂家提供，以施耐德SM6中压开关柜为例，其额定转移电流为1750A（三次开断能力）。
实际转移电流（I ts），制造厂家往往未能提供，则需根据变压器容量和所采用的熔断器规格来计算确定，依据国标GB16926-2009《高压交流负荷开关-熔断器组合电器》，实际转移电流可以确定为：熔断器的最小时间-电流特性上弧前时间等于0.9To的电流值。
转移电流
“负荷开关熔断器组合电器”的“转移电流”由于熔断器熔件熔化的时间差(随着电流的增大而减少)，三相熔断器中有一首开相，三相熔断器的熔断时间差为Δt。
当首开相动作后，撞击器击出，此时可能会出现另二相熔断器尚未熄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当。
熔断器与负荷开关转移开断职能时的三相对称电流就叫“转移电流”。
很显然转移电流的数值与熔断器安一秒特性、负荷开关固分时间有关，引用IEC—420标准中对转移电流值的工程确定方法，在熔断器安—秒特性时间轴取0.9倍负荷开关固分时间(从撞针击出到负荷开关三相触头分开的时间)，作一平行线所对应的电流值就是转移电流值。
例如某真空负荷开关其固分时间为28ms，配用西熔生产的100A熔断器(XLRN1型用于保护变压器)，依此法求出转移电流为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。
转移电流是一个电流区域(Δa)。
转移电流由于三相熔断器之间存在熔化时间差，相对应亦有电流差，因此是一个很小的电流区域，该区域就是转移电流区域。
负荷开关与熔断器的良好配合是可以开断从额定电流、转移电流到短路电流的阶跃区域。
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用同一个负荷开关，就有不同的转移电流，额定转移电流是指所能配用最大值熔断器的转移电流，生产厂应提供此值。
负荷开关--熔断器组合电器选用中的技术问题近年来，在10kV配电变压器的保护和控制开关的选用中，由于负荷开关-熔断器组合电器与断路器相比具有结构简单、操作维护方便、造价低、运行可靠等优点，从而使组合电器获得广泛的应用。
在实际应用中，如何正确选用组合电器，负荷开关、熔断器与变压器如何合理选配参数，是关系到能否发挥组合电器作用，保证系统安全运行的关键问题。
1 转移电流的校验由于组合电器的三相熔断器熔体熔化具有时间差，三相熔断器中有一相首先断开后，撞击器动作，此时可能出现另两相熔断器尚未熄弧开断，而撞击器击出形成由负荷开关切断故障电流的现象，即原本由熔断器承担的开断任务转移给负荷开关承担。
负荷开关说明书
一、概述电气设备的保护和控制用。
其中负荷开关—熔断器组合电器与变压器保护特性相匹配，对环网供电单元尤其适用。
环境湿度：日平均相对湿度：≤95% 月平均相对湿度：≤90%日平均蒸气压：≤2.2×10-3Mpa 月平均蒸气压：≤1.8×10-3MPab)海拔高度：不超过1000m；c)地震烈度不超过8度；d)使用场所无滴水、无结霜、无结露、无易燃和爆炸危险、无化学腐蚀性气体以及无剧烈震动。
若有特殊要求，请用户和我公司联系！四、本产品符合GB3804-1990、GB3906-1991、GB16926-1997、GB/T11022-1999、IEC420-1990等标准，并已通过了全部型式试验。
七、FL(R)N36-12 D型SF6负荷开关1 2 34 5 6 7注：1、上接线端头。
2、上壳体。
3、操作机构。
4、下接线端头。
5、电显输出端。
6、下壳体。
7、固定螺栓。
八、操作机构（一）、二工位手动操作机构1 2 3 4 5注：1、SF6开关合、分指示。
2、门连锁操作孔。
3、门连锁机构。
4、操作手柄。
5、合、分闸操作孔。
（二）、三工位手动操作机构1 2 3 4 56注：1、合、分指示。
2、门连锁操作孔。
3、门连锁机构。
4、操作手柄。
5、SF6开关合闸操作孔。
6、分闸按钮。
（三）、二工位电动操作机构（四）、三工位电动操作机构1 2 3 4 5 1 2 3 4 56 7 6 7 8注：1、辅助接点。
2、合、分闸指示。
注：1、辅助接点。
2、SF6开关合、分闸指示。
3、连锁机构。
4、接地开关操作孔。
3、连锁机构。
4、接地开关操作孔。
5、操作手柄。
6、储能电机。
5、操作手柄。
6、储能电机。
7、手动合、分闸操作孔。
7、手动合闸操作孔。
8、分闸按钮。
九、操作程序FL(R)N36-12□型负荷开关出厂前，经过严格的出厂检验，符合产品的技术要求。
在安装、调试前，必须仔细的阅读安装使用说明书，并做好以下准备工作。
VF(R)-12中置固封式真空负荷开关-熔断器组合电器
VF(R)-12中置固封式真空负荷开关-熔断器组合电器产品名称：VZF(R)-12中置固封式真空负荷开关-熔断器组合电器产品品牌：祝捷电气产品概述：VZF(R)-12型系列中置固封式真空负荷开关-熔断器组合电器(以下简称真空开关)，是根据独特的设计概念并结合市场需求而研发的最新一代真空开关设备，它广泛应用于户内铠装式空气绝缘开关柜中。
VZF(R)-12@真空负荷开关￥VF(R)-12真空负荷开关，组合电器◆产品概述VZF(R)- 12型系列中置固封式真空负荷开关-熔断器组合电器(以下简称真空开关)，是根据独特的设计概念并结合市场需求而研发的最新一代真空开关设备，它广泛应用于户内铠装式空气绝缘开关柜中。
它符合GB3804-2004 GB16926-1997等标准的规定。
在正常使用条件下，只要在真空开关的技术参数范围内，它就可以保证安全、可靠地运行于相应电压等级的电网中。
◆型号及其含义使用条件3.1 环境温度不高于+40℃，不低于—15℃(允许在-30℃时储运)；3.2 海拔高度不超过1000m；3.2 相对温度：日平均值不大于95%，月平均值不大于90%，饱和蒸汽压日平均值不大于2.2×10 Mpa，平均值不大于1.8×10 MPa；3.4 地震热度不超过8度；3.5 没有火灾，爆炸危险，严重污秽，化学腐蚀以及剧烈震动的场所。
4. 技术参数4.1 主要规格及技术参数4.2 断路器装配调整后机械特性参数4.3 分合闸线圈参数4.4 储能电机采用永磁式单相直流电动机,操作电压允许采用交,直流电源其技术参数5. 产品外型尺寸6. 产品结构及特点6.1 真空灭弧室断路器配用中间封接式陶瓷或玻璃真空灭弧室，采用铜铬触头材料，杯状纵磁场触头结构，其触头的电磨损速率小，电寿命长，触头的耐压水平高，介质绝缘强度稳定，弧后恢复速度快，截流水平底，开段能力强。
6.2 总体结构断路器总体结构采用操动机构和灭弧室前后布置的形式，主导电回路部分为三相落地式结构，真空灭弧室纵向安装在一个管状的绝缘筒内，绝缘筒由环氧树脂采用 APG工艺浇注而成，因而它特别抗爬电。
组合电器(负荷开关—熔断器)的相关技术
组合电器（负荷开关—熔断器）的相关技术■负荷开关与熔断器的正确配合才可收到保护效果负荷开关与熔断器根本区别在于熔断器具有开断短路能力，而负荷开关只作为负荷电流的切换（当然也应具有一定的开断能力）。
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，由于三相电流不尽相同，以及熔断制造上的允许误差，不可避免出现三相熔断器之间的熔断时间差，即有首开相。
首开相切除故障后如果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损害。
带有撞击器（俗称撞针）的熔断器配合具有脱扣装置的负荷开关则可能决缺相运行问题。
当熔断器的熔件熔化时，熔断器内存的撞击器以一定的能量击出（通常为1.5焦耳），负荷开关脱扣装置在撞击器操作下立即三相断开。
据了解生产厂多采用四连杆机构，当开关合闸操作时，开关中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，工程中应用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，工程中所用的熔断器多系后备熔断器，这种熔断器有一个最小开断电流，其值约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。
全范围熔断吕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，但其价格昂贵，一般不采用。
当故障电流小于后备熔断器的最小开断电流时，熔断器虽然不保证其开断，但熔件会熔断其后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的熔断器最小开断电流约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。
■撞击器操作与转移电流熔断器的通过电流与熔断时间呈反时限特性，简称安一秒特性，当出现过电流时，熔断器依其安一秒特性熔断。
移开式真空负荷开关(真空断路器+熔断器)
产பைடு நூலகம்实物
企业大门
移开式真空负荷开关
主讲：朱玉婷
成武红申电气有限公司
序言
该图12kV移开式真空负荷开 关及其熔断器组合电器。 其可以配装在中置柜中，解 决现有12/24kV中置柜馈线柜采 用组合电器方案时，主开关不易 选择的问题，改善了中置柜采用 断路器+熔断器方案以及SF6组 合电器柜方案的不便。
应用方案
△
方式一：断路器手车+固定 安装熔断器
△
方式二：真空负荷开关-熔 断器组合电器手车
方案对比
机械联动机构 熔断器 方式一：真空断路器+固定安装熔断 器 由于真空断路器采用手车式，而 熔断器采用固定式，两者分开安装， 当熔断器熔断时与断路器之间的闭锁 安装极为困难，而且容易拒动。 方式 二：移开式真空负荷开关-熔断 器组合电器 真空负荷开关 真空负荷开关与熔断器采用一体 式设计，当熔断器熔断时可靠地使真 空负荷开关分闸，未更换熔断器，真 空负荷开关将无法再次合闸。
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箱变室培训讲义
• 但应考虑如下因素：
• 最大的额定负荷电流不应超过熔断器额定电流 • 冷却条件 • 变压器在无负载情况下的涌流
箱变室培训讲义
箱变室培训讲义
• 雷电冲击耐压：相间对地75KV，断口85KV • 额定转移电流：1700A • 电气寿命：200次 • 机械寿命：5000次 • 二次回路1min工频耐压：2KV
箱变室培训讲义
• 四、负荷开关的分类和特点： • 1、根据使用场合分： • 户内型，户外型 • 2、根据用途分： • 10KV配电，20KV配电，35KV配电 • 3、根据灭弧介质和绝缘介质分 • 充油式 • 产气式 • 压气式
变压器保护用熔断器的选取
箱变室培训讲义
• 六、转移电流的概念 • 在转移点附近,三相故障的条件下,最快的熔体熔化的
首开相其撞击器开始使负荷开关分闸，同时其余两相 承载的电流减小至87％，它或者被负荷开关或者被剩 下的熔断器开断。 • 转移点是指负荷开关分闸和熔断器熔断的时刻。该点 对应的电流为转移电流。 • 组合电器的转移电流值取决于两个因素: • 熔断器的时间—电流特性 • 熔断器触发的负荷开关的分闸时间
箱变室培训讲义
• 二、负荷开关－熔断器组合电器是保护变压器的最佳 保护方式
• 1,保护时间上：容量在 160 － 1600 KVA 之间的变压 器自我保护的能力差，保护变压器的任务交给了高压 开关设备这里有两种选择，一种是断路器，另一种是 负荷开关＋熔断器。对变压器保护来说
箱变室培训讲义
• 关键是短路持续时间问题，短路时间长，变压器内的 电弧就有可能加热周围的油，形成气包使油箱爆炸变 压器发生短路时，如果将短路持续时间限制在 20 ms 内，变压器即使发生短路电弧也不会发生爆炸。
负荷开关－熔断器组合电器
箱变室培训讲义
• 一、概述： • 1 、定义：采用负荷开关进行控制，熔断器进行保护
的开关设备 • 2 、组成：负荷开关，限流熔断器，接地开关，带电
显示器，避雷器等 • 3,用途：用于 10 KV 高压配电系统中，来控制和保护
不频繁操作的供电设备，主要是 10/0.4 KV 变压器， 主要应用于10KV用户变压器前端
箱变室培训讲义
1000
弧 前
时 100
间
10
时间—电流特性
125A
315A
(s)
1
0.1
0.01
5 10
100
箱变1室00培0训讲义
10,000
50,000
预期电流有效值(A)
(A)
50,000
截 断 电 流 峰
值 10,000
1000
100
100
限流特性
125A 80A
1000箱变室培训讲义
10,000
箱变室培训讲义
• 2 、保护可靠性上： • 变压器要求快速可靠地切除短路故障 • 熔断器能非常可靠的根据电流大小切除故障 • 断路器可靠性由三部分组成： • 电流互感器接线是否牢固 • 继电保护是否完好 • 断路器机械传动是否完好
箱变室培训讲义
• 3 、国内外负荷开关熔断器组合电器与断路器的比较 • 电力系统分为三个层次，发电系统、供电系统、用电
用，有撞针系统 • 开断范围：2－3倍额定电流－50KA • 性能特点：开断大故障短路电流能力强，达到
31.5~50KA • 分断过程中电弧电压低 • 短路开断动作时间短，一般不超过10ms
箱变室培训讲义
• 限流作用，即一个大的短路电流不会达到它的满值
• 4、限流熔断器的特性和曲线 • 时间－电流特性 • 限流特性 • I2t特性
路器来保护各种设备 • 体制上的问题： • 供电局在一定程度上防碍了新技术和设备的推广 • 投资主体一般不是私营主 • 5、导致后果： • 要定期检测断路器柜的可靠性，维护和检修成本高 • 网络电压质量不高
箱变室培训讲义
• 三、负荷开关熔断器组合电器的各项参数 • 额定电压： 12 KV • 额定频率：50Hz • 额定电流：630A • 额定热稳定电流：20KA/3s • 额定动稳定电流：50KA • 额定短路关合电流：50KA • 熔断器短路开断电流：31.5KA/50KA • 1min工频耐压：相间对地42KV，断口48KV
箱变室培训讲义
时间
熔
断
器
的 最
小
开
断
电
0.9倍的熔断器
流
触发的负荷开关
分闸时间
确定转移电流的特性图
额 定 转 移 电 流
转 移 电 流
箱变室培训讲义
最大额定电流时 的最大动作时间（+6.5%）
最小弧前时间（-6.5%）
• 额定转移电流实际上就是负荷开关最大开断能力
箱变室培训讲义
系统 • 在发电和供电领域主要使用断路器，而在用电系统中
主要使用负荷开关 • 由于负荷开关－熔断器组合电器的有效性和经济性，
发达国家使用负荷开关与断路器比例是 5 ： 1 ，而在 我国则正好相反，断路器与负荷开关比例是 5 ： 1
箱变室培训讲义
• 4 、造成我国负荷开关与断路器比例不协调的原因 • 观念上的问题：我国从建国初开始，一直习惯使用断
箱变室培训讲义
• 真空式 • SF6式
箱变室培训讲义
产气式和压气式负荷开关一次系统图
箱变室培训讲义
• 真空式负荷开关一次系统图
箱变室培训讲义
• SF6绝缘负荷开关一次系统图
箱变室培训讲义
HXGN2-10空气绝缘环网柜内的FN12压气式负荷开关
每个单元外形尺寸 宽：600 深：900 高：不超过2200
• 限流熔断器能在 10 ms 内切除短路故障，同时熔断器 上的撞击器可以迅速撞开负荷开关的脱扣机构使负荷 开关分闸，从而保护变压器
• 断路器保护时间由三部分组成：继电保护时间＋断路 器固有分闸时间＋燃弧时间，一般时间至少为 60 ms 完成开断，变压器必须能够忍受更长时间的短路电流， 否则事故将会扩大
508
106
I2t(A2s)
104
102 100
I2t特性
125A
1000箱变室培训讲义
10,000
50,000
预期电流有效值(A)
5、限流熔断器的选择 • 额定电压的选择： • 熔断器的额定电压必须等于或高于工作线电压 • 如采用远高于工作线电压的熔断器额定电压时,要考虑
箱变室培训讲义
• 五、熔断器的分类和选型： • 1、按用途可分为： • 保护变压器：XRNT，S LAJ • 保护电容器用：RN2，BR2 • 保护电压互感器用：XRNP • 保护电动机用：XRNM • 2、按分断电流能力和范围分： • 限流式熔断器（开断大电流能力强）
箱变室培训讲义
• 喷射式熔断器（开断小电流能力强） • 全范围保护熔断器 • 3、限流熔断器的特点 • 结构特点：内部熔丝被石英砂包围，石英砂有限流作
箱变室培训讲义
我公司XGN15-12型SF6环网柜
每个单元外形尺寸 宽：375/500/750 深：940 高：1635/1885
箱变室培训讲义
• 4、SF6气体绝缘负荷开关 • SF6气体特性：无色、无味、无毒、不可燃、特别稳
定 • 不易电离、同样密度气体是空气绝缘强度的3倍、灭
弧性能好 • 负荷开关的特性： • 全密封、故障率低 • 体积小 • 不产生过电压，对设备危害小