常见开关设备的设计通常是开关模块、隔离开关和/或接地隔离开关等主要设备的不同组合。这些设备可拆卸地安装在开关柜中,通过精心调整的联锁系统进行连接,以确保运行的可靠性和安全性。通常,当组件由不同的公司设计和生产时,很难实现。此外,当负荷增加,新客户需要额外的馈线电源时,需要扩大配电室面积,那么成本就太高了。唯一的出路是安装先进的超紧凑型开关柜,而不是老旧笨重的开关柜。同时,开关柜的紧凑性不应影响环境友好性,应完全避免使用SF6气体作为绝缘介质。开关设备的核心是基于集成设计的三相开关模块。真空断路器(VCB)结合了单稳态磁性执行器和一系列三位选择器。选择器提供断开和接地操作。
接地–选择器的活动触点连接到接地电路。当VCB关闭时,电缆插座通过选择器的活动触点接地。
隔离–选择器的可移动触点既不连接到接地电路,也不连接到总线。绝缘距离可承受48kV工频(1分钟)和85kV BIL。
连接–当VCB关闭时,选择器的可移动触点连接到母线,并通过开关面板的主电路提供电流。开关的每一相都连接到一个套管,该套管包括一个电容电压传感器和一个电流互感器(在20kA/630A额定值时每相最多两个单元,在31.5kA/1600A额定值时每相最多三个单元)。垫圈位于隔室3和4之间(见图1)。如果适用于保护和控制,可以安装罗果夫斯基线圈来代替任何电流互感器。
开关的另一侧连接到总线系统,该总线系统被设计成在不拆卸相邻开关面板的情况下提供开关面板的位移。总线的专用连接器包括多个用于大电流和短电流的接触条。此外,这种连接器的设计使得开关柜能够容易且快速地安装在开关柜室中。任何变电站或配电点的主电路都是通过沿着电缆管道上的金属框架滑动开关面板来组装的。选择器卡盘接触开关模块的选择器中使用了专门设计的卡盘触点。这些触头的薄片由最佳切割角度形成,并在峰值耐受电流(包括80kA)期间保持与配合部件的可靠连接。另一方面,它们为选择器提供2000次接地-隔离-连接操作,而没有不允许的触点磨损。电路绝缘虽然开关柜结构紧凑,但一次电路的绝缘能承受42kV工频试验电压、75kV BIL和适用于中性点隔离的电力系统局部放电水平。这些结果是由于对母线系统、开关模块和套管的静电场强度的大量计算,以及随后对开关设备样机的测试。例如,整体块由BMC材料制成,由足够厚度但不超过该厚度的屏障隔开。在电场强度不理想的区域,可能引起局部放电的绝缘元件被特别平滑和去除。
外壳标准具开关柜机械耐久性小,内部电弧需要一些特定条件时,必须承受过电压。以及电弧故障传感器的可靠性和适当的灵敏度。本标准符合上述所有要求。例如,外壳的边缘符合铝框架横截面的曲率。框架和封闭板紧密固定在一起,并用橡胶条加固。因此,故障室内超压越高,壳体边缘对框架边缘的压力越大。这种离合器的连接设计非常牢固可靠。为了验证拟议关闭设计的抗冲击性,进行了内部电弧测试。虽然过电压一度达到最大值1.8巴,但所有电弧测试都顺利通过。内部电弧测试期间,电弧故障传感器(上部)和故障室(下部)中的过电压操作。短路电流31.5kA,持续时间200 ms这些数据表明,安全阀开启后,超压急剧下降,电弧放电的破坏作用还没有完成就被中断了。因此,尽快释放超压非常重要。在ETALON开关设备中,安全阀的操作速度在31.5kA时不应超过5ms,在20kA时不应超过8ms。
注意,开关柜外面没有螺栓、铆钉、自攻螺钉,完全符合现代工业设计的模式。
我们倾向的紧凑型低压柜更应该是从实际应用角度、行业需求上出发,针对性的紧凑,如船用开关柜,船舱安装空间小,备用负载多,船用电缆软等特点决定了开关柜必须紧凑,600mm宽开关柜一排4个框架,高度250mm,一台柜子装24个250A塑壳或更多,这是可以的,而对于陆上配电就不适用了。
对于配电应用,紧凑型低压柜更应该从母线系统入手,如层压薄板母线系统,固体管型母线系统等等,载流量大,占地小,通过合适的设计插头系统可以实现紧凑化,通过弹簧触指等先进触头系统,抽屉无需摇进机构,快速插拔,触头内部智能化塑壳底座实现参数、状态实时监测,无需多余测量等元件,无需多功能表等显示,抽屉内部直接数字化转换,双绞线485通讯,简单实用。小型化、智能化一步到位。