高低压隔离

高低压隔离（精选3篇）

高低压隔离 篇1

0 引言

低压熔断器主要用于低压配电系统的短路保护或者电气设备的过载保护,其国家标准GB 13539涵盖了以下几种类型的熔断器[1,2,3,4]:专职人员使用的熔断器(GB/T 13539.2-2008)、非熟练人员使用的熔断器(GB 13539.3-2008)和半导体设备保护用熔断体(GB/T 13539.4-2009)。低压熔断器应用场所广泛,如工业、家用、办公室、商场、各类建筑物等,考虑到电气维修人员安全,GB 13539.1-2008新增加了隔离适用性的要求,并规定了相关的试验项目。

专职人员使用的熔断器(GB/T 13539.2-2008)一般设计为用在仅由专职人员才能接近以及更换熔断体的装置中并且主要用于工业场所[5],因此这类熔断器的过电压类别通常为III级或IV级。因此该类熔断器对电气隔离有一定要求,可适用于隔离。

非熟练人员使用的熔断器(GB 13539.3-2008)一般设计为在家用和类似用途的场所中使用,并且在GB 13539.3-2008标准前言中说明关于绝缘性能的过电压类别规定尚在考虑中,无法根据过电压类别来确定额定冲击耐受电压,故该类熔断器的隔离功能不明确。

半导体设备保护用熔断体(GB/T 13539.4-2009)是安装在具有半导体装置的设备上的熔断体,并且在多数情况下,组合设备的一部分可用作熔断器底座使用,如螺栓连接熔断体、接触片式熔断体。但由于设备存在多样性,该类熔断体也可具有如刀型触头熔断体的外形尺寸,这就需要采用独立的熔断器底座或熔断器支持件,因此也应符合GB 13539.1-2008的相关要求。可以认为除采用独立的熔断器底座或熔断器支持件的情况外,通常不具有隔离适用性。

本文主要对国家标准中有关专职人员使用的熔断器(GB/T 13539.2-2008)适用于隔离的要求进行解读和理解,同时分析如何满足标准要求的隔离功能。

1 对熔断器适用于隔离的新要求

1.1 隔离适用性的试验电压

电气隔离要求断开触头间的间隙应能承受沿线路传导的雷电冲击过电压而不被击穿跳弧导电伤害维修人员。低压熔断器的“断开触头”具体可理解为GB 13539.1-2008的7.2中所述设备在正常断开位置,熔断体保持在载熔件内,或移去熔断体和载熔件(适当时)。具有隔离功能的低压熔断器能承受的冲击过电压对应于GB 13539.1-2008的7.9中额定冲击耐受电压,该值与熔断器的额定电压和过电压类别有关,具体如表1所示。

GB/T 13539.2-2008中明确规定过电压类别为III级的熔断器有刀型触头熔断器(NH熔断器系统)、条型熔断器底座(NH熔断器系统)。

对于验证低压熔断器隔离适用性的冲击耐受电压的试验项目,按GB 13539.1-2008中8.2规定:试验电压施加在接线端子之间,此时移去熔断体和更换熔断体的装置或载熔件(如有);或设备处于正常断开位置,此时熔断体保持在载熔件内,试验电压应按照表2的规定,施加5次正极性冲击和5次负极性冲击,同一极性相邻冲击之间的时间间隔至少为1 s。试验期间不应出现击穿放电。

1.2 触头处于断开位置时,每极间的泄漏电流

根据GB 13539.1-2008的7.9.2规定,适用于隔离且额定电压大于50 V的熔断器,分别需要进行下列2项试验:(1)新的熔断器,在1.1Ue电压下,泄漏电流不超过0.5 mA。(2)No.1~No.5分断能力试验后,在1.1Ue电压下,泄漏电流不超过2 m A。

1.3 具有不可分离的载熔件且适用于隔离的熔断器的断开位置指示和标志

对于具有不可分离的载熔件且适用于隔离的熔断器,GB 13539.1-2008的7.9.3规定,通过载熔件的位置提供断开位置的指示。并且当制造厂为了将熔断器锁定在隔离位置而规定了锁定装置时,锁定装置仅能在此隔离位置锁定。熔断器应设计成载熔件保持附在熔断器底座上,并且给出一个断开位置和上锁(如合适)的正确指示。

同时对具有隔离功能的熔断器支持件应标志相应符号。这类熔断器设计为将带有熔断体的载熔体作为动触头。故当熔断器处于断开位置,熔断体保持在载熔件内时,熔断器触头之间的隔离距离符合隔离功能。

1.4 最小电气间隙和爬电距离

GB 13539.1-2008的7.9.1规定了空气中的最小电气间隙,为降低由过电压引起的击穿放电的风险,电气间隙应不小于表3规定值。

注:空气中最小电气间隙是以1.2/50μs冲击电压为基础,其气压为80 k Pa,相当于海拔2 000 m处正常大气压。

爬电距离数值由熔断器的材料组别和额定电压确定,如表4所示。

适用于隔离的低压熔断器需要满足分离电路间的空间(即隔离距离)要求。对于专职人员使用的熔断器(GB/T 13539.2-2008),隔离适用性验证规定大于表3的电气间隙可以通过尺寸测量或冲击耐受电压试验进行验证。表3和表4规定的最小电气间隙和爬电距离对大多数符合GB/T 13539.2-2008标准的熔断器而言,实际可看作“断开触头间”的电气间隙和爬电距离。

2 结语

不同于断路器,尤其是家用及类似场所用断路器应具有隔离功能的要求已被设计者和使用者了解和认可,隔离功能在低压熔断器老标准中从未提及。由于GB 13539.1-2008标准等同采用IEC 60269-1(2009版),全面和深入理解标准对低压熔断器的隔离适用性要求显得尤为重要。对于低压熔断器,尤其是专职人员使用的熔断器的隔离适用性要求可归纳为以下几点:(1)熔断器满足在正常断开位置接线端子之间(即跨接各极间)的额定冲击耐受电压值要求。(2)触头处于断开位置时,熔断器每极间的泄漏电流,通常需要考虑新熔断器和经过分断试验后的熔断器是否满足要求。(3)断开位置指示仅适用于具有不可分离的载熔件且适用于隔离的熔断器。(4)隔离标志仅对具有不可分离的载熔件且适用于隔离的熔断器支持件以符号组合的方式表明其具有隔离功能。(5)最小电气间隙和爬电距离应满足标准要求。

摘要：GB13539.1-2008标准中对带隔离功能的低压熔断器在结构和性能上提出了明确的要求。介绍标准对专职人员使用的熔断器新增加的隔离要求及主要试验项目,给出额定冲击耐受电压、隔离适用性的跨接各极的试验电压、空气中最小电气间隙、最小爬电距离,使熔断器的使用者以及设计者更深入全面地理解其隔离功能。

关键词：低压熔断器,隔离功能,冲击耐受电压,泄漏电流

参考文献

[1]GB13539.1-2008低压熔断器第1部分:基本要求[S].

[2]GB/T13539.2-2008低压熔断器第2部分:专职人员使用的熔断器的补充要求(主要用于工业的熔断器)标准化熔断器系统示例A至I[S].

[3]GB13539.3-2008低压熔断器第3部分:非熟练人员使用的熔断器的补充要求(主要用于家用和类似用途的熔断器)标准化熔断器系统示例A至F[S].

[4]GB/T13539.4-2009低压熔断器第4部分:半导体设备保护用熔断体的补充要求[S].

[5]王厚余.低压电气装置的设计安装和检验[M].北京:中国电力出版社,2007.

高低压隔离 篇2

引言

我国自然水资源丰富, 拥有长江、黄河及珠江等几大水系, 孕育了数千年的华夏文明。但是, 这些水系在汛期所表现出来的超强破坏力, 也给人们留下了许多痛苦的回忆。对于电网来说, 这是巨大的挑战, 也是一个战场。

飞来峡供电所位于珠江水系的北江流域, 且位于北江、潖江和大燕河交汇处, 配电网防洪工作压力大。每年汛期, 飞来峡供电所投入大量人力物力, 对辖区内的一百多个受浸台区进行停电, 确保人身和设备的安全。此外, 少数台区汛期时道路被浸, 只能通过大船横跨江面进行停电, 既不方便, 也极不安全。低压线路防洪自动隔离控制系统就是在这样的背景下应运而生。

控制系统的原理

系统的控制逻辑

根据防洪工作经验, 每当洪水达到警戒水位时, 需要及时进行停电操作, 防止低洼处的低压线路即将被浸, 造成触电事故;在洪水降低至警戒线以下时, 无需即时送电, 而是经过供电人员检查, 符合送电条件后再送电。因此, 控制逻辑确定为:当水位达到警戒线时, 符合触发条件, 系统动作, 低压线路停电;而水位退至警戒线以下时, 不符合触发条件, 系统不动作, 低压线路维持停电状态。

系统的工作原理

以如今的技术, 实现这种控制逻辑的方式有很多种, 主要分为两类:机械式控制和数字式控制。机械式控制属于传统型控制, 能够实现简单的开关式控制, 成本低, 且技术含量相对较低, 安装调试难度较低;数字式控制属于新型控制, 能够实现复杂的精确控制, 成本较高, 技术含量也相对较高, 且安装调试难度较高。

综合多方面因素, 本系统采用较为传统的机械式控制。控制系统基本原理如图1所示。

其工作原理为:当水位达到警戒线时, 水位控制器发出动作信号, 电动操作机构动作, 输出力矩信号, 断路器断开, 低压线路停电, 反馈停电信息。

控制系统的部件

低压线路防洪自动隔离控制系统作为应用于特殊时期的强电系统, 实行可靠性优先的原则, 所以选择了经过长期实践的传统型部件。该系统是基于塑料外壳式断路器研发的, 由水位控制器、电动操作机构和通讯装置等重要部件组成。

水位控制器

水位控制器在该系统中, 属于始端最基本的信号采集装置, 实现水位信号由电信号的转变, 输出“是”或“否”两种逻辑信号, 用于判断水位是否超出警戒线。其利用一对浮球构成水位信号采集装置, 当水位超过预设警戒线时, 浮球被水的浮力托起, 连接在浮球上的常开开关就会闭合, 产生脉冲动作跳闸信号源。其原理图如图2所示。

交流接触器

交流接触器的首要作用就是增强控制回路的负载能力。根据设备参数, 水位控制器能直接带动功率低于0.75k W的负荷, 而本系统选择的CJX2-12交流接触器负载能力达到3k W。此外, 由系统的控制原理可知, 动作信号为脉冲信号。而交流接触器的作用就是将水位控制器输出的连续信号转换为脉冲信号, 防止电动操作机构持续性通电。

电动操作机构

电动操作机构是系统原理得以实现的核心部件, 也是低压线路由人工停电到自动停电的关键所在。其通过电动马达将电信号转换为力信号, 产生作用于断路器操作把手上的力矩, 实现断路器的开合。其原理如图3所示。

通信装置

通讯装置是出于对安全的考虑而加装的辅助型设备, 目的是为了实时了解系统的动作情况。其工作原理就是, 在低压开关出线侧引单项电源接到该装置, 当开关断开/闭合时, 通信装置就会断电/通电, 并通过装在电路板上的手机卡向预先设置的手机号码发送信息, 及时反馈停/送电情况。

低压避雷器

作为一套应用于低压架空线路上的系统, 置于大自然的环境中, 存在雷击的可能性。所以, 为了更好地保护该系统, 需要在低压开关的进线侧加装低压避雷器, 降低雷击损坏的风险。

控制系统的安装

本系统采用的部件中, 部件有功能选择和安装要求, 故在安装过程中需要接线端子的选择。

水位控制器的安装与接线

由于水位控制器是利用浮力进行控制, 所以浮球开关需要与浮力在同一直线上, 即系要垂直安装。其安装如图4所示。

此外, 由图2可知, 水位控制器带有自动断开/闭合功能, 所以, 根据本系统的需求选择闭合功能, 即系将线路接到排水的B1、B2端子上。

电动操作机构的安装

电动操作机构直接固定安装在断路器的开关面板上, 其传动部位需有效卡到断路器操作把手上。由图3可知, 该机构同样带有断开/闭合功能, 根据系统需求选择了断开功能, 所以线路应接到端子1和3。

系统的总体安装及接线

系统的安装接线如图5所示。

控制系统的应用

该系统自2014年4月投入使用至今, 共安装了8套用于应用实践, 并经过了考验, 所取得成效达到了预期。在今年“5·22”洪灾中, 下渡街、江口汛和白鹤汛等台区水浸较为严重。安装在这些台区的低压线路防洪自动隔离控制系统根据水位准确地断开了受水浸的低压线路, 并发回了停电短信, 既省去了人力, 还节省了大量时间。系统应用达到预期。

控制系统的效益

该系统的应用, 给飞来峡供电所带来了多项效益, 包括安全效益、管理效益、社会效益和经济效益。

安全效益

第一, 代替人工对受浸低压线路进行停电操作, 极大地降低运维抢修人员涉水作业安全风险。第二, 及时隔离受浸的低压线路和设备, 并保障电网其余非水浸部分正常运行, 有效防止电力设施水浸短路及漏电事件发生。

管理效益

第一, 水位超预设警戒水位时能够立即自动跳闸, 极大缩短停电操作耗时, 由原来的1至2h缩短到几s。第二, 有效节省线路设备巡查、监控人力, 可以将更多的人力投入其他紧急抢险工作中。第三, 实时掌握受浸线路停电信息, 便于抢修工作高效调度安排。

社会效益

第一, 及时隔离受浸的低压线路和设备, 保护水浸线路沿线群众生命财产安全。第二, 传统的人工现场停电需要提前预判水位、提前进行停电操作, 该系统在水位超警戒水位时才跳闸断电, 用户停电时间由原来的提前3至4h减少到1h之内。

经济效益

第一, 减少租船等经济支出。以2013年台风尤特抢修为例, 跨江进行停电作业, 租用大船1500元一次, 租小船60元来回一次, 其他非跨江台区, 租船50元一次。则:1500+60×15+50×30=3900元。第二, 减少现场作业时间、人力成本。再以2013年台风尤特抢修为例, 每个台区停电作业平均时间为1.5h, 需要人力2人, 需要人力去停电的台区共有45个。则需要:1.5×2×45=135h•人。

控制系统的前景

高低压隔离 篇3

在安全性方面, 使用3KD负荷隔离开关可以帮助避免电气事故:其特有的锁定功能可以防止未经授权的操作;电缆连接护盖可以加强触摸防护, 防止发生触电, 并增强了相间电弧保护;透明触头盖的设计让使用人员能随时看清楚触头位置。经过对散热功能的独有优化, 开关安装位置可具有多种选择。另外, 3KD具有安全测试功能以确保安全调试。

电流200A及以下时, 3KD负荷隔离开关可快速安装在标准安装导轨上。

结构紧凑, 优化主配电柜、控制柜或分配电柜的空间。

锁定功能可为人员和设备提供较高的保护 (即使在有限的安装空间内) 。

3KD采用模块化的设计并提供各种附件, 以便随时进行改装以增加功能。与此同时, 用户可获得与整个工程组态过程相关的CAx数据。该产品可以应用在热塑机械, 纺织机械, 重型机械包括起重机、核电、冶金、石油化工、水喷射机械、制粒机、大型空调机组等领域, 满足不同客户的需求。

多种操作机构设计, 应用十分广泛:侧面操作机构或正面操作机构, 侧面操作机构位于开关右侧面, 正面操作机构位于开关中心或开关左侧。

模块化的结构, 可以快速、方便地改装N或N/PE端子或第4触头元件作为附加极。

卧龙电气集团北京华泰变压器有限公司 (原北京变压器厂) , 建于1956年, 是国家级高新技术企业、中关村高新技术企业、北京市企业技术中心。是国家变压器标准化委员会成员, 变流器、牵引用整流变压器标准的起草单位, 是国家发改委、财政部、工信部节能产品惠民工程高效节能变压器推广名录企业。专业研发、制造各类干式与油浸变压器、整流器、轨道交通成套牵引机组、预装式变电站。企业位于北京市中关村昌平科技园。

本企业的城市轨道交通成套牵引整流设备、直流牵引变电站、非晶合金节能变压器被认定为国家级重点新产品、北京市自主创新产品、获得国家技术创新优秀新产品奖、取得了CQC、PCCC节能产品认证。

本企业已经开发出完全适应供电安全、节能降耗要求的ZQSCH系列非晶合金牵引整流变压器、SCBH15系列非晶合金配电变, 该系列产品通过国家质量监督检验中心的全项试验。产品应用于北京地铁等动力照明系统以及牵引供电系统, 节能效果显著。

本公司研发出的YBW-QZ-4000、YBW-QZ-630系列预装式直流牵引变电站产品, 可实现土地资源集约化使用, 通过了国家电控配电设备质量监督检验中心、国家电器产品质量监督检验中心的全项试验, 产品在电车公司、矿山企业安全挂网运行。