按照使用電壓可分為高壓負荷開關和低壓負荷開關。
高壓負荷開關
壓負荷開關主要有6種。
①固體產(chǎn)氣式高壓負荷開關:利用開斷電弧本身的能量使弧室的產(chǎn)氣材料產(chǎn)生氣體來吹滅電弧,其結構較為簡單,適用于35千伏及以下的產(chǎn)品。
②壓氣式高壓負荷開關:利用開斷過程中活塞的壓氣吹滅電弧,其結構也較為簡單,適用于35千伏及以下產(chǎn)品。
③壓縮空氣式高壓負荷開關:利用壓縮空氣吹滅電弧,能開斷較大的電流,其結構較為復雜,適用于60千伏及以上的產(chǎn)品。
④SF6式高壓負荷開關:利用SF6氣體滅弧,其開斷電流大,開斷電容電流性能好,但結構較為復雜,適用于35千伏及以上產(chǎn)品。
⑤油浸式高壓負荷開關:利用電弧本身能量使電弧周圍的油分解氣化并冷卻熄滅電弧,其結構較為簡單,但重量大,適用于35千伏及以下的戶外產(chǎn)品。
⑥真空式高壓負荷開關:利用真空介質滅弧,電壽命長,相對價格較高,適用于220千伏及以下的產(chǎn)品。
高壓負荷開關的工作原理與斷路器相似。一般裝有簡單的滅弧裝置,但其結構比較簡單。圖為一種壓氣式高壓負荷開關,其工作過程是:分閘時,在分閘彈簧的作用下,主軸順時針旋轉,一方面通過曲柄滑塊機構使活塞向上移動,將氣體壓縮;另一方面通過兩套四連桿機構組成的傳動系統(tǒng),使主閘刀先打開,然后推動滅弧閘刀使弧觸頭打開,氣缸中的壓縮空氣通過噴口吹滅電弧。合閘時,通過主軸及傳動系統(tǒng),使主閘刀和滅弧閘刀同時順時針旋轉,弧觸頭先閉合;主軸繼續(xù)轉動,使主觸頭隨后閉合。在合閘過程中,分閘彈簧同時貯能。由于負荷開關不能開斷短路電流,故常與限流式高壓熔斷器組合在一起使用,利用限流熔斷器的限流功能,不僅完成開斷電路的任務并且可顯著減輕短路電流所引起的熱和電動力的作用。
負荷開關主要用于開斷和關合負荷電流,也可以將負荷開關與高壓熔斷器配合使用,代替斷路器。由于負荷開關使用方便,價格合理,因此負荷開關在10kV配網(wǎng)系統(tǒng)中得到廣泛的使用。在設計中合理選用負荷開關,對保障電網(wǎng)的安全、可靠運行有著重要意義。
負荷開關與熔斷器的正確配合
負荷開關與熔斷器的根本區(qū)別在于,熔斷器具有開斷短路電流能力,而負荷開關只作為負荷電流的切換。通常認為,負荷開關合分工作電流,熔斷器開斷短路電流。但是當出現(xiàn)故障時,由于三相電流不一定相同,以及熔斷器答應的誤差,不可避免出現(xiàn)三相熔斷器之間的熔斷時間差,首相切除故障后,假如負荷開關不能及時分斷負荷電流,則會造成產(chǎn)生轉移電流和兩相運行,對受電設備造成損害。帶有撞擊器的熔斷器,配合具有脫扣裝置的負荷開關,則可解決缺相運行問題。當熔斷器的熔件熔化時,負荷開關脫扣裝置在撞擊器操作下立即斷開。生產(chǎn)廠多采用四連桿機構,當負荷開關合閘操作時,合分閘彈簧同時儲能,當四連桿機構過死點時,合閘彈簧的能量釋放,開關作合閘操作,此時分閘彈簧的能量仍由半軸機構所保持,一旦撞擊器出擊,半軸解列,分閘彈簧的能量釋放,開關作分閘操作。因此,在使用中一定要選擇帶撞針的熔斷器和具有機械脫扣裝置的負荷開關。
應該指出,使用中的熔斷器多作為后備保護熔斷器,這種熔斷器有一個最小開斷電流,其值為熔斷器額定電流的2.5~3倍,當小于開斷電流時,后備熔斷器不能開斷此電流,這就是它與全范圍熔斷器的區(qū)別。全范圍熔斷器在引起熔體熔化至額定開斷電流(40kA)之間,任何電流均能可靠斷開,但其價格貴。當故障電流小于后備熔斷器的最小開斷電流時,熔斷器雖然不能保證其開斷,但熔件會熔斷,其內存的撞擊器會擊出,撞擊負荷開關開斷。例如額定電流為100A的熔斷器,其最小開斷電流約為250~300A,在此電流區(qū),熔斷器不能開斷,但熔件熔斷撞針擊出,撞擊負荷開關跳閘,開斷此電流,如選用600A的負荷開關,則可可靠開斷。