大容量高速开关装置

特点

　　1、具有断路器加限流电抗器所完全不具有的快速性加限流性的优点，避免了正常运行时限流电抗器的热损耗和电压波动，提高供电质量。

　　2、可以把截流时间控制在1ms以内，把截断电流控制在短路电流峰值的10%以下，使得电气设备及线路不再受短路峰值电流冲击，从而延长了使用寿命。

　　3、配置大能容的非线性电阻来吸收开断过程中磁能，开断容量可不受限制。

　　3、开断快、截流小，即增大了系统的稳定性和安全性，又可大大降低系统投资。

　　4、开断过程中无危害性过电压。

　　5、体积小，选型简单，安装、调试方便。

技术参数

　　1、额定频率 50HZ

　　2、额定电压 1KV、6KV、10KV、20KV、35KV

　　3、额定电流 1000A、2000A、3000A、4000A、5000A

　　4、开断电流 50KV、63KV、100KA、200KV

　　5、短路电流开断时间≤0.1ms

　　6、过电压保护值＜2.5Um

构成

　　大容量高速开关装置由桥体FS、高压限流熔断器FU、非线性电阻FR及测控单元组成，简称FSR。

　　1 桥体

　　桥体与高压限流熔断器、非线性电阻并联运行。桥体内包含爆炸装置和载流导体，桥体设计电阻为高压限流熔断器几十分之一，正常时从桥体中流过电流为从高压限流熔断器中流过电流几十倍，而工作电流基本为两者之和，不增加高压限流熔断器额定电流情况下，整个装置额定电流到了提高。短路时，测控单元发出脉冲信号点燃爆炸装置，0.15ms~0.2ms后载流导体从中部断开，爆炸冲击力作用下，分开载流导体向六个方向卷曲，形成隔离断口，将电流转移至高压限流熔断器。

　　2 高压限流熔断器

　　高压限流熔断器具有限流性和快速性。故障电流峰值往往出现半波，当桥体断开后全部短路电流转移到高压限流熔断器，熔断器个大半波内短路电流还未来及升起就完成汽化、击穿、间隙产生电弧和熄灭电弧，限制并强制性切断短路电流（t﹤2ms），使电流达不到预期短路电流峰值。如图3所示，当短路电流上升到Ip时，熔断器熔断并截流，截止电流Ip仅为预期电流峰值15%左右，将故障电流对发、变电设备电动力和热效应冲击大幅度减轻。高压限流熔断器产生弧压可以非线性电阻加以限制，与桥体阻值上配合，解决高压限流熔断器容量不足问题，提高整个装置应用范围。

　　3 非线性电阻

　　高能氧化锌非线性电阻具有非线性伏安特性，同时能够抑制瞬时过电压，当其端电压低于某一值时，其中电流几乎为零；超过这一值时，其电流将端电压U增大而急剧增加。其非线性特性见图4所示。高压限流熔断器熔断时产生弧压，使氧化锌非线性电阻导通吸收电感中储存磁能及电源注入能量，氧化锌非线性电阻导通，使高压限流熔断器顺利熄弧。同时氧化锌电阻良好非线性特性，可以把开断时过电压限制2.5倍额定相电压之内，使电器设备不再受到大电流冲击。

　　4 测控单元

　　测控单元是一个电子逻辑控制器，随时检测系统电流瞬时值i和电流变化率di/dt，一旦有短路故障发生，当i和di/dt大于整定值时，电子逻辑控制器会向桥体中爆炸装置发出脉冲点火信号。检测电流变化率功能由一空心电流互感器实现，避免了带铁芯电流互感器磁饱和而引起波形失真，同时又可将测量控制线路与主电路隔离。

原理

　　当设备发生故障时，主电路中电流幅值i和电流变化率di/dt超过整定值，测控单元判断有短路电流，向桥体中发送电脉冲引爆爆炸装置，载流导体断开，将全部电流加高压限流熔断器上，高压限流熔断器2ms内熔断，产生弧压由高能氧化锌非线性电阻限制并吸收。

　　大容量高速开关装置完成了短路断开功能后，与熔断器配合负荷开关求能够开断额定电流和一般过载电流，对关合短路电流及承受短路电流动稳定性和热稳定性方面则无要求。