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ZW32-12系列永磁真空断路器

1 概述
ZW32M-12型户外永磁真空断路器采用真空灭弧原理、永磁操动机构,集成微处理技术、现代网络通讯技术和新型开关制造材料于一体。额定电压为12kV,50Hz三相交流的户外配电设备。该产品广泛适用于城市电网中作为分断或联络开关,或用于农网配电系统户外变电站出线开关,可有效完成分、合负荷电流和短路电流。

   
3 正常工作条件
·周围空气温度上限值不超过+40℃,下限值不超过-25℃,24小时的平均气温值不超过+35℃。·安装地点的海拔高度不超过<2000 米。
·大气的相对湿度在周围空气温度为+40℃的时不超过50%,在较低的温度下可以有较高的湿度;最湿月的月平均最低 温度为+25℃时,平均最大相对湿度为90%,并考虑到因湿度变化发生在产品表面的凝露。
·污染等级为三级。
·运行地点无强烈震动和冲击,无腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体,无严重尘埃, 无导电微粒和爆炸危险物质。
4主要技术参数
断路器主要技术参数

序号
参数名称
单位
数据
1
额定电压
KV
12
2
额定电流
A
630
3
额定频率
Hz
50
4
工频耐压1min   
干试
kV
42
湿试
34
5
雷电冲击耐受电压(峰值)相间、对地/断口
kV
75
6
额定短路开断电流
kA
20
7
额定短路关合电流(峰值)
kA
50
8
额定峰值耐受电流
kA
50
9
4S短时耐受电流
kA
20
10
额定操作循环
 
分-0.3s-合分-180s-合分
11
额定短路电流开断次数
30
12
机械寿命
30000
13
二次回路1min工频耐压
kV
2

断路器的主要机械参数

序号
参数名称
单位
数据
1
触头开距
mm
9±1
2
触头超行程
mm
3
分闸速度
m/s
1±0.2    
4
合闸速度
m/s
0.6±0.2 
5
触头合闸弹跳时间
ms
≤2
6
相间中心距离
mm
340±1.5
7
三相分合闸不同期性
ms
≤2
8
各相导电回路电阻
μΩ
<80(不含刀闸及CT)
9
合闸时间
ms
30~80 
10
分闸时间
ms
23~45 
11
重量
kg
约105  

5 结构及工作原理
5.1概述
户外真空永磁断路器主要由集成固封极柱、电流互感器、永磁操动机构组成。断路器为小型化设计,永磁操动机构通过箱体固定。该结构简洁明快,设计精度高,安装极为方便,且现场安装时无需调整即可满足真空灭弧室开距和超程要求。外壳采用不锈钢箱体或经达克罗防锈处理的钢板箱体,美观大方。同时配有手动分闸装置,隔离开关和电流互感器可供用户选择,充分满足用户的不同需要。户外真空永磁断路器采用先进的永磁操动机构。此机构利用一种稳态的磁路系统,使用激磁线圈驱动铁芯到相应的极限位置,并利用高性能永磁体所提供的磁场能量,使之保持在极限位置。激发其中一个激磁线圈使之产生大于剩余保持力的驱动力,即可使永磁机构的动铁芯动作。永磁操动机构省去了传统机构易损的储能、锁扣等机械装置,简化了结构,其零件数量较传统机构减少了70%以上,不仅简化了装配,而且大大提高了机构的可靠性和寿命,同时由于采用了电容作为操作电源,避免了辅助电源波动对机构动作特性的影响,性能优越的操动机构可长期频繁操作,机构本身寿命可长达10万次,并真正做到永久性免维护。 断路器开关位置的检测采用了电子器件而没有物理接触,可靠性高,便得因操动机构引起的开关故障的概率大大降低。操动机构的控制由配套的智能控制单元完成,可就地任分、合操作,也可通过通讯接口进行遥控,断路器的其他信息也可通过通讯接口传输到所需处,通讯的通道可以为无线电、载波、有线通道、光纤通道等。智能控制单元安装于柱上断路器的下方,断路器与智能控制单元之间在控制电缆连接。智能控制单元的电源为AC/DC200V,可以由变电站的电源系统提供,或由市电提供,或在开关的电源侧加装电压互感器(PT)来取得电源。智能控制单元中配备有蓄电池,在正常工作中智能控制单元中的蓄电池处于浮充电状态,在外界电源失去时,由蓄电池供电,完成对断路器的控制,可保证断路器完成一个“分-0.3S-合分-T1-合分-T2-合分”的操作循环。断路器操动机构中设有手动分闸把手,作为控制系统或电源故障时分闸操作之用。
5.2 工作原理与过程
灭弧原理:
断路器采用真空灭弧室,以真空作为灭弧和绝缘介质,具有极高的真空度。当动、静触头在操动机构作用下带电分闸时 ,在触头间将会产生真空电弧,同时,由于触头的特殊结构,在触头的间隙中也会产生适当的纵向磁场,促使真空电弧保护为扩散型,并使电弧均匀地分布在触头表面燃烧,维持低的电弧电压,在电流自然过零时,残留的离子、电子和金 属蒸汽的微秒数量级的时间内就可复合或凝聚在触头表面和屏蔽罩子,灭弧室断口的介质绝缘强度很快被恢复,从而电弧被熄灭,达到分断目的。
储能:
在智能控制单元内合上辅助电源开关给智能控制箱内蓄电池充电,如果蓄电池已充电时可以将智能控制箱内的蓄电池开关合上,等待20s此时储能电容器已充电,断路器已处在准备操作状态。
合闸操作:
断路器处在分闸的位置,由控制回路的“位置开关”识别将合闸操作回路导通,为合闸操作做好了准备。就地按动智能控制单元的合闸按钮,或者通过远方操作启动合闸回路,激励操作机构的合闸线圈,克服分闸侧永久磁铁的吸力,同时使铁芯驱动断路器动触动头按规定速度合闸。判断出断路器已处在合闸的位置,控制回路自动将合闸线侧电源断开,并同时允许分闸操作,为分闸操作做好准备,此时铁芯由永久磁铁的作用保持在合闸侧,在合闸线圈断电后,它不仅能够克服断路器触头弹簧的反作用力,而且还具有一定的合闸自保持力使断路器可靠保持在合闸的位置,在操动机构以及断路器上无需另设合闸保持和分闸脱扣装置。
分闸操作:
断路器处在合闸位置,就地按动智能控制单元上的分闸按钮,或者通过远方操作激励操动机构的分闸线圈,克服合闸侧永久磁铁的自保持力的同时使铁芯驱动断路器动触头按规定速度分闸。当控制回路的“位置”识别装置已判断出断路器已处在分闸位置时,自动将分闸线圈电源切除,并同时允许合闸操作,为合闸操作做好准备。操动机构处在分闸位置,铁芯由于永久磁铁的作用保持在分闸侧,断路器可靠地处在分闸位置,而不会出现误合闸。
手动分闸操作
断路器处在合闸位置,用绝缘操作棒钩住断路器手动分闸操作把柄上的拉环,并向下拉动,断路器即可分闸,并且仍具有一定的分闸速度,可保证断路器能可靠地开断额定负荷电流。
6 永磁控制器主要功能
合分闸电流可调、合闸过程可控、可实现合分闸速度可调。
·采用先进的电力电子控制技术、开关元件采用较高电压电流裕量的IGBT。
·工作电压220V交直流两用,储能电容稳压充电,驱动电流可达DC160A
·可以直接使用直流屏工作。
·无触点,智能化控制。
·通过通信,远程可以设定控制参数。
·内部分别设定合闸、分闸最低可操作电压告警。
·合分闸位置检测可以使用接近开关,也可以使用辅助触点。
·合分闸操作可以使用本地按钮、220V有源远程线控、485通信。
·控制器的状态可以通过指示灯显示,详细情况也可以通过485总线读取。
·经济性好。一体化设计,不使用电容充电电源,使开关生产厂商近一步降低了成本。
·预留有两路开入检测接口,可以根据控制需求,实现闭锁或其它组合逻辑功能。
7 永磁控制器主要技术参数
序  号
项  目
测试条件
数  据
1
适用永磁机构
单(双)稳态
单(双)线圈
2
工作电压
直流屏
交流配合电容
DC80-380V
AC220V
3
储能电容充电电压
稳压、可调
DC100-380V
4
储能电容充电电流
电阻限流
<5A
5
合分闸最大驱动电流
100ms
DC60A或DC160A
6
整机静态功耗
 
≤3W
7
二次控制电源输出电压
控制
DC24V
8
二次控制电源输出电流
 
20mA
9
合、分闸告警电压
分别可调
DC80-370V
10
开出触点参数
常开或常闭
0.5A125VAC
0.2A110DC
11
使用环境
 
-30℃至70℃
12
通信方式
隔离485总线
遥信、参数设置
13
最大外形尺寸
长*宽*厚
150*150*38
注意:具体参数根据厂家提供开关的参数进行设定
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