6KV變電所斷路器及綜合保護升級改造探析

摘要：為了提高斷路器的功效，需要對其進行改造升級，進而滿足新的消費需求。為此本文對ZN73A型真空斷路器的相關技術、結構和特點進行相應的闡述，同時提出相應的改造步驟，進而在一定程度上為變電所斷路器的改造升級提供參考依據。

關鍵詞：斷路器 改造升級 變電所

1 項目概述

一采區工廣6KV變電所共有34面GG-1AFⅡ型高壓柜，所用斷路器為SN10-10Ⅰ型少油斷路器，共有28組，屬于淘汰產品，計劃對28組少油斷路器進行改造，改造更換為吉林永大集團股份有限公司生產的ZN73A-12型永磁高壓真空斷路器。

2 相關技術內容介紹

開關柜技術參數：

①額定電壓：6-12KV；

②頻率：50HZ；

③額定電流：1250A；

④額定電壓開斷電流：31.5KA；

⑤額定短路開斷電流（峰值）：80KA；

⑥母線系統：單母線；

⑦外形尺寸：1200*1200*3100（長*寬*高mm）。

3 ZN73A型真空斷路器結構及特點

3.1 通常情況下借助寶光陶瓷真空對ZN73A型高壓真空斷路器進行相應的處理，選用銅鉻觸頭作為滅弧室的材料，按照杯狀結構設計縱磁場觸頭，進而在一定程度上不斷降低其觸頭的電磨損速率，延長其電壽命，同時觸頭的耐壓水平得到鞏固和強化，并且增強了介質的絕緣強度。

3.2 通常情況下，采用操動機構和滅弧室前后布置的形式對ZN73A型真空斷路器總體結構進行處理，按照三相落地式結構設計主導電回路，在一個管狀的絕緣筒內縱向安裝真空滅弧室，該絕緣筒按照APG工藝通過采用環氧樹脂進行澆注，進而在一定程度上不斷提高了抗爬電能力。根據這種結構進行設計，粉塵聚集程度在滅弧室表面被大大降低，一方面真空滅弧室受外部因素的影響和損壞得到控制，另一方面在濕熱及環境受到嚴重污染的情況下，也能夠保證電效應呈現高阻態。

3.3 操動機構按照平面的永磁機構進行布置，在一定程度上使操動機構具備手動分閘，電動合、分的功能，通過兩塊中間隔板將操動機構滅弧室前的機箱分成裝操動機構部分，傳動部分，手動合閘部分和緩沖部分的三個裝配空間，利用斷路器的機箱來充當操動機構的構架。在ZN73A真空斷路器的作用下，將滅弧室與操動機構前后按照整體型布局的方式將其布置成一個統一的整體，在一定程度上這種結構設計使操作機構的操作性能與滅弧室開合性能相互吻合，中間不必要的傳動環節得以減少，能耗和噪聲得以降低，進而增加了ZN73A斷路器的可靠性。

3.4 滅弧原理

通過在斷路器設置相應的真空滅弧室，在一定程度上提高其真空度。在操動機構作用下，當動、靜觸頭帶電分閘時，真空電弧將會在觸頭間產生。同時，由于觸頭的特殊結構，在觸頭間隙中產生適當的縱磁場，進而在一定程度上使真空電弧保持擴散型，并使電弧均勻的分布在觸頭表面燃燒。在電流自然過零時，在微秒數量級的時間內，在觸頭表面和屏蔽罩上就可復合或凝聚殘留的離子、電子和金屬蒸汽，滅弧室斷口的介質絕緣強度很快被恢復，最終實現分斷的目的。

4 改造步驟

①原有老式斷路器的拆卸。

②原有操作機構的拆卸。

③測量并固定結構件。

④ZN73A型永磁式真空斷路器的安裝。

⑤原有電流互感器的拆卸與安裝（視情況而定）。

⑥原有斷路器上下口鋁排的拆卸與安裝。

⑦二次控制線的改配：由于該斷路器為永磁操作機構，無貯能回路（彈簧操作機構貯能回路），僅有合閘回路和分閘回路。因此，二次的改配就相當簡單。

⑧當以上步驟完成后，即可進入調試階段：由專業技術人員負責整個指導調試工作。

一是機械連鎖部分的調試；二是二次控制回路的調試；三是整機調試；四是投入運行。

⑨綜上所述，整個改造過程變得快捷，大大縮短了以前的彈簧操作機構改造的時間，也降低了改造成本。

5 綜合保護

綜合保護選用國電南京自動化股份有限公司生產的PDS-7000綜合自動化保護系統，采用集中組屏方式。

6 項目效益

該斷路器采用的是永磁操作機構，機械零部件只是傳統彈簧機構的30%，操作機構的機械壽命為10萬次，而且操作機構與斷路器為一體結構，整機的體積小，在原有的GG-1AFⅡ柜中進行改造，具有簡單、方便、工期短、改造部分小等優點。該斷路器簡化了機械機構，具有十萬次的機械壽命、免維護、無污染、無爆炸危險、噪音低等優點，特別適用于頻繁操作和開斷重復負荷的場合。

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