ZW20-12戶外智能分界真空斷路器(看門狗)
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看門狗柱上分界開關(guān)斷路器ZW20配網(wǎng)看門狗分界斷路器在10 kV饋電架空線路上的應(yīng)用可大大減少無故障線路的連帶性事故停電、縮小故障停電范圍、縮短用戶停電時間，從而提高用戶的供電可靠性。技術(shù)特點:ZW20-12型戶外交流高壓分界真空斷路器是一款用戶分界開關(guān).
主要由ZW20-12型真空斷路器本體,故障檢測控制器及外置電壓互感器三大部分組成
三者通過航空插座及戶外密封控制電纜進(jìn)行電氣連接，具有故障檢測功能,保護(hù)控制功能及通訊功能
能可靠判斷,檢測界內(nèi)與界外毫安級零序電流及相間短路故障電流,實現(xiàn)自動切除單相接地故障和相間短路故障
本體開關(guān)是真空方式滅弧并且采用SF6氣體絕緣,箱體參考了日本東芝公司的氣體密封,防爆,絕緣結(jié)構(gòu)技術(shù)
整體密封性能優(yōu)良,內(nèi)部充入的SF6氣體不泄漏,不受外界環(huán)境影響,
其彈簧操動機(jī)構(gòu)進(jìn)行了小型化及性能優(yōu)化設(shè)計,動作可靠性比國內(nèi)傳統(tǒng)的彈簧機(jī)構(gòu)有顯著提高主回路的軸與套之間的接觸采用了內(nèi)收外張式表鏈結(jié)構(gòu)，主回路的接觸電阻小，溫升低。
產(chǎn)品性能可靠是一種真正的免維護(hù)產(chǎn)品。
二、使用環(huán)境條件
1、 周圍空氣溫度：-40℃~+40℃；日溫差：日溫變化不大于25℃； 根據(jù)SF6氣體物質(zhì)性質(zhì)，當(dāng)環(huán)境溫度在-40℃時，如箱體內(nèi)部氣壓為0.05Mpa，此時SF6仍為氣態(tài)，保證產(chǎn)品正常工作。(當(dāng)環(huán)境溫度-40℃，表壓為0.05Mpa時，SF6液化點為-55℃；零表壓，SF6液化點不會超過-60℃)。
2、 風(fēng)速不大于35m/s；
3、 無易燃、爆炸危險、強烈化學(xué)腐蝕物(如各種酸、堿或濃煙等)和劇烈振動的場所。
4、 海拔：≤1000m；
5、 覆蓋厚度：10mm；
6、 空氣污穢程度：IV級；
7、 地震烈度：≤7度；
8、 電網(wǎng)中性點接地方式：中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地、中性點經(jīng)低電阻接地。三、主要技術(shù)參數(shù)
3.1斷路器的額定參數(shù)見表1
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序 號
|
項 目
|
單 位
|
數(shù) 值
|
|
1
|
額定電壓
|
KV
|
12
|
|
2
|
額定頻率
|
Hz
|
50
|
|
3
|
額定電流
|
A
|
630
|
|
4
|
額定短路開斷電流
|
KA
|
20
|
|
5
|
額定峰值耐受電流（峰值）
|
KA
|
50
|
|
6
|
額定短時耐受電流（4S）
|
KA
|
20
|
|
7
|
額定短路關(guān)合電流（峰值）
|
KA
|
50
|
|
8
|
機(jī)械壽命次數(shù)
|
次
|
10000
|
|
9
|
額定短時開斷電流開斷次數(shù)
|
次
|
30
|
|
10
|
工頻耐壓（1min）：干試（相間、對地/斷口）
|
KV
|
42/48
|
|
11
|
雷電沖擊耐受電壓（峰值）相間、相對/斷口
|
KV
|
75/85
|
|
12
|
額定操作順序
|
KV
|
分-0.3s-合分-180s-合分
|
|
13
|
額定操作電壓輔助回路額定電壓
|
V
|
AC220
|
注：當(dāng)產(chǎn)品使用場地的海拔超過1000m時，絕緣耐壓應(yīng)按GB/T11022-1999進(jìn)行相應(yīng)的修正。3.2 斷路器裝配調(diào)整參數(shù)見表2
|
序 號
|
項 目
|
單 位
|
數(shù) 值
|
|
1
|
觸頭開距
|
mm
|
9+1-0.5
|
|
2
|
觸頭超行程
|
mm
|
3+1-0.5
|
|
3
|
平均分閘速度
|
m/s
|
1.2±0.2
|
|
4
|
平均合閘速度
|
m/s
|
0.6±0.2
|
|
5
|
觸頭合閘彈跳時間
|
ms
|
≤2
|
|
6
|
箱體內(nèi)極間中心距離
|
mm
|
135
|
|
7
|
箱體外極間中心距離
|
mm
|
280
|
|
8
|
三相分閘同期性時差
|
ms
|
≤2
|
|
9
|
每極回路直流電阻
|
µΩ
|
≤200
|
|
10
|
合閘時間
|
ms
|
≤45
|
|
11
|
分閘時間
|
ms
|
≤45
|
|
12
|
動觸頭允許磨損厚度
|
mm
|
3
|
|
13
|
合閘時觸頭壓力
|
N
|
2000±200
|
|
14
|
SF6氣體額定壓力（表壓）
|
Mpa
|
“0”
|
|
15
|
凈重
|
Kg
|
185
|
3.3 操作機(jī)構(gòu)主要技術(shù)參數(shù)
3.3.1 、儲能電機(jī)：采用直流串激電動機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)如表3型號YJ220-5301BS 額定電壓（直流220V） 正常工作范圍（85%~120%額定工作電壓） 額定功率（20W） 額定電壓下儲能時間（≤5s）
3.3.2 、手動儲能操作力：采用機(jī)構(gòu)所配儲能手柄時操作力小于25公斤。
3.3.3 、合閘電磁鐵：采用螺管式電磁鐵，其線圈技術(shù)數(shù)據(jù)如表4。額定電壓(直流220V) 額定電流(3．9A) 額定功率(860W) 20℃時線圈電阻(56Ω) 正常工作電壓范圍(65%~110%額定工作電壓)
3.3.4 分閘電磁鐵線圈技術(shù)參數(shù)，同合閘線圈。 **
3.4 電流互感器 在斷路器的本體內(nèi)A、C相各配置1只電流互感器，變比400/5，用于相間保護(hù)。
3.5 零序電流互感器 **
在斷路器本體內(nèi)配置零序電流互感器1只，變比20/1，在零序電流0.1~5A區(qū)段，有著良好的線性關(guān)系，額定負(fù)載下（0.1VA）的變比誤差小于3%，當(dāng)零序電流為400A時，二次輸出電流不小于5A。
3.6 、操作電源
3.6.1 斷路器工作時需要操作電源。操作電流可以外引交流或直流220V電源，但一般是在10KV線路上外置操作電源變壓器或電壓互感器，以獲得交流220V操作電源,容量1kva,重量45kg。3.7 控制器技術(shù)參數(shù)見表5
|
序號
|
項 目
|
單 位
|
參 數(shù)
|
|
1
|
輸入工作電壓
|
V
|
AC220
|
|
2
|
輸入工作電壓頻率
|
HZ
|
50
|
|
3
|
輸入工作電壓允許波動范圍
|
%
|
±20
|
|
4
|
整機(jī)功耗
|
W
|
＜10
|
|
5
|
采樣相電流一次輸入值
|
A
|
0~3600 可調(diào)
|
|
6
|
采樣零序電流一次輸入值
|
0~20
|
|
7
|
電量輸入值采樣誤差
|
%
|
±5
|
|
8
|
過流保護(hù)一次電流整定范圍（二次）
|
A
|
0~1500 可調(diào)
|
|
9
|
速斷保護(hù)一次電流整定范圍（二次）
|
0~3600 可調(diào)
|
|
10
|
過流保護(hù)動作延時時間值
|
ms
|
0~5000 可調(diào)
|
|
11
|
零序保護(hù)一次電流整定范圍
|
A
|
0~20 可調(diào)
|
|
12
|
零序保護(hù)動作延時時間值
|
S
|
0~1200 可調(diào)
|
|
13
|
重合閘次數(shù)
|
次
|
0~1
|
|
14
|
第一次重合時間
|
S
|
0~9.9
|
|
15
|
簡單遙控器距離
|
米
|
100
|
|
16
|
控制器凈重
|
kg
|
12
|
四、斷路器本體的基本結(jié)構(gòu)
4.1 斷路器本體結(jié)構(gòu)見圖1
斷路器本體結(jié)構(gòu)由導(dǎo)電回路、絕緣系統(tǒng)、密封件及殼體組成。 導(dǎo)電回路由進(jìn)出線導(dǎo)電桿、導(dǎo)電夾、軟連結(jié)與真空滅弧室連接而成。 本產(chǎn)品采用SF6氣體絕緣。進(jìn)出線絕緣套管采用環(huán)氧樹脂和硅橡膠整體澆注，為減少開關(guān)體積，A、C兩相采用拐角套管，保證良好的外絕緣；內(nèi)部采用復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)，在不充SF6氣體的情況下，也能達(dá)到相應(yīng)的絕緣水平。本產(chǎn)品采用成熟的密封結(jié)構(gòu)。機(jī)構(gòu)罩及殼體上蓋采用沖壓成型槽密封，輸出指針軸采用雙層“O”型圈密封，進(jìn)出線套管整體澆注，保證良好的氣密性。
4.2 操動機(jī)構(gòu) 本產(chǎn)品操動機(jī)構(gòu)為電動儲能，電動分合，同時具有手動儲能，手動分合，整個結(jié)構(gòu)合閘彈簧、儲能系統(tǒng)、分合閘線圈、手動分合閘系統(tǒng)、輔助開關(guān)及儲能指示等部件組成（如圖4、圖5）
五、斷路器本體的工作原理
5.1 儲能
機(jī)構(gòu)儲能如圖3所示，圖3（a）為合閘彈簧未儲能狀態(tài)，圖3（b）為合閘彈簧已儲能狀態(tài)。
5.1.1電動儲能原理：電動機(jī)將輸出扭矩作用于機(jī)構(gòu)的小齒輪，經(jīng)鏈條，傳動至主軸上的大鏈輪，從而帶動拐臂旋轉(zhuǎn)，使合閘彈簧儲能，當(dāng)拐臂上的螺絲壓下行程開關(guān)時，切斷電動機(jī)電源、彈簧儲能完畢。
5.1.2手動儲能原理：由手動儲能傳動機(jī)構(gòu)輸出軸，通過輸出軸上的小齒輪將旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞給小齒輪，充分嚙合的大齒輪（位于主軸上，并與大鏈輪鉚緊），從而帶動拐臂旋轉(zhuǎn)，使合閘彈簧儲能。
5.2 合閘 圖4為機(jī)構(gòu)合閘操作示意圖。
5.2.1電動合閘：機(jī)構(gòu)接到合閘信號以后，合閘電磁鐵的動鐵心向上運動，推動合閘脫扣桿向上運動，使合閘半軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)，解除對合閘摯子的約束；與此同時，合閘摯子受滾子的壓迫而逆時針轉(zhuǎn)動，解除儲能維持，位于主軸上的凸輪因合閘彈簧的釋放產(chǎn)生沖擊力，撞上手動儲能軸（即輸出軸）上的搖臂，通過連桿傳動給開關(guān)，從而完成合閘操作。
5.2.2手動操作：拉動合閘手動手柄，施加外力（約為80~120N）帶動合閘半軸上的拔插逆時針轉(zhuǎn)動時，帶動合閘半軸沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生與合閘電磁鐵操作同樣的效果。
5.2.3重合閘操作：機(jī)構(gòu)釋放儲能彈簧的能量后，完成合閘操作；在合閘狀態(tài)下，機(jī)構(gòu)再進(jìn)行儲能操作，完成儲能操作，機(jī)構(gòu)處于合閘已儲能狀態(tài)；在此狀態(tài)一旦接到正確的信號，機(jī)構(gòu)便能實現(xiàn)一次自動重合閘操作。
5.3 分閘 圖5為機(jī)構(gòu)分閘操作示意圖
5.3.1電動分閘：機(jī)構(gòu)接到分閘信號后，分閘電磁鐵的動鐵心向上運動，推動分閘脫扣桿作向上運動，使分閘半軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)，解除對分閘摯子的約束。與此同時，分閘摯子受滾子的壓迫而逆時針轉(zhuǎn)動，搖臂因受開關(guān)內(nèi)部分閘彈簧的推動而逆時針方向旋轉(zhuǎn)，從而完成合閘操作。
5.3.2手動分閘：拉動分閘手動手柄，施加外力（約為80~120N）帶動分閘半軸上的拔插逆時針轉(zhuǎn)動時，帶動分閘半軸沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生與分閘電磁鐵操作同樣的效果。
5.4 操動機(jī)構(gòu)二次控制回路電氣原理圖在圖6中，當(dāng)機(jī)構(gòu)處于末儲能狀態(tài)時，行程開關(guān) WD常閉接點接通，電動機(jī)M帶動合閘彈簧開始儲能， 儲能完成后，行程開關(guān)WD常閉接點斷開，切斷電源，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。合閘彈簧儲能結(jié)束后，機(jī)構(gòu)如果處于分閘位置，輔 助開關(guān)常閉接點S1接通，只要有合閘信號，合閘電磁鐵HQ通電，機(jī)構(gòu)進(jìn)行電動合閘。電動合閘結(jié)束，輔助開關(guān)常閉接點S1斷開，切斷合閘電磁鐵電源。WD常閉接點接通儲能電動機(jī)M電源，電機(jī)M帶動合閘彈簧儲能，直到儲能完畢，行程開關(guān)WD常閉接點再斷開。
開關(guān)合閘之后，輔助開關(guān)常開接點S2閉合，只要有分閘信號，分閘電磁鐵線圈TQ就通電，機(jī)構(gòu)進(jìn)行分閘操作。分閘后，輔助開關(guān)常開接點S2打開，切斷分閘電磁鐵線圈電源。
