浅议自动空气开关的性能与应用

浅议自动空气开关的性能与应用

张兆隆

（北京交通大学海滨学院河北黄骅061100）

摘要：自动空气开关是供电系统建设中常用的开关器件，是低压配电网络中的常用电器设备，在使用的过程中结合控制和多种保护功能为一身。文章在阐述自动空气开关内涵和基本性能的基础上，结合自动空气开关使用故障，具体分析怎样实现自动空气开关的有效使用。

关键词：自动空气开关；性能；应用

在社会主义现代化建设的快速发展下，各个部门的用电量增加，在部门内部也加大了对大容量变压器的使用，相应的低压配电网络也开始采用集中化控制方式。在低压配电网中，一旦出现短路故障将会产生较大的短路电流，在这个时候如果不及时切断故障电流，供电回路将会受到极大电动力和热效应的作用，甚至还会出现回路受破坏的现象，引发严重的故障。为了防止故障的发生，需要相关人员加强对低压配电网络的维护，自动空气开关作为低压配电网络中的常用电器设备，深刻影响低压配电网络运行发展。为此，文章就自动空气开关的性能与应用问题展开探究。

一、自动空气开关概述

自动空气开关又称自动空气断路器，是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器，在使用过程中具有控制功能和保护功能。在具体使用中除了能够完成简单的接触和分断电路，而且还能够对发生短路电路和电气设备的保护。从使用实际情况来看，自动空气开关具有操作安全、使用方便、工作可靠等方面的特点，在社会生活的多个领域都得到了应用。

自动空气开关经常被人们应用到交流50Hz、电压380V，直流电压440V的低压配电网络系统中，目的是用来保护配电线路过载、短路、欠电压，减少频繁更换电路对系统稳定运行的不利影响。自动空气开关的结构、组成和一般低压电器相比显得更加复杂。

二、自动空气开关的性能和典型用途

（一）配电用自动开关

配电用自动开关分为选择型和非选择型两种。选择型自动开关是指它能够借助整定上下级各个开关脱扣器动作操作来在发生电路故障的时候有选择的切断故障。在使用的过程中，为了提升开关的可选择性，要求开关的过电流脱扣器一方面在其整定值到额定通断能力的范围内都能给出预期的延时，另外在预期延时超过规定素质的时候，脱扣器要能够自动返回。配电自动开关主要用在配电线路中，目的是分配电能，实现对回路的有效保护。

在配电用选择型自动开关保护特性中，除了要具备长延时保护特点，还需要具备短时保护特性，增强各级系统开关之间的选择性。短延时脱扣器的返回特性是要保证在断开时间为0.4s、0.2s。

配电用非选择型自动开关是指只有顺势脱扣器的自动开关，这类开关在组成低压佩戴你系统之后，如果短路电流超过各个开关瞬时脱扣器整定电流数值的时候，非选择型自动开关长延时脱扣器的整定范围要考虑开关的保护特性。

（二）电动机保护用自动开关

这种类型的开关具有和电动机允许过载能力适应的保护特性，在使用的时候不需要来回频繁的更换电动机。应用这种开关进行操作能够节约元件，进化回路。电动机保护开关具有长延时保护特点和瞬时动作保护特点，能够实现对电动机过载进行有效保护。

（三）照明线路保护用自动开关

照明线路保护用自动开关被用在照明和电热回路中，能够实现对分支线路的有效保护。照明线路保护用自动开关具有长延时脱扣器和瞬时脱扣器。

三、自动空气开关的故障和维修

（一）自动空气开关的跳闸故障

2017年9月，某电厂7机组运行负荷是2015MW，B段电源由厂用高压变压器27B备供，启动备用电压器，在当天下午的时候，运行人员发现B段电源开关637B跳闸，备用开关619B自投成功，主要燃料切断保护动作锅炉进行灭火操作，锅炉A和锅炉B一次风机发生跳闸，在发现这个问题之后运行管理人员即可减轻负荷，在主机温度降低下来之后，汽机被迫停止使用，7发电机和相应系统解列，控制室发出了电压会路断线的信号。电气运行人员在接收到信号之后对电机展开检查，发现7组发变组保护只发出了程跳逆功率保护信号，没有发出其他信号。在由专门人员细致分析检查之后发现，67BPT开关二次侧中性点击穿了整个保险，之后检修人员及时做出了处理。

（二）事故原因分析

电压互感器二次电压回路断线被错误判断，使得厂用工作电源发生了跳闸，在跳闸事情发生之后，工作人员对7组分散控制系统的电气控制逻辑进行了检查，在经过检查之后发现DCS设计有6KWB段低电压出现了逻辑问题，动作条件是当6KWB段的电压低于额定电压的四分之一。电气控制逻辑是一个由于国产控制级和过程监控级共同组成的以通信网络为基本连接的多级计算机操控系统，在使用的时候综合应用了计算机技术、通讯技术、控制技术等。

（三）事故过程的疑点分析

工作段电压回路断线信息在发出之后没有闭锁常应用工作段备用电源自动投入装置联跳B段电源开关627B回路，在备用电源自动投入到装置中的时候，通过中间继电器的节点来闭锁厂用工作变压器备用电源自动投入装置的时候，回路不会出现误动现象。电气控制逻辑不具备PT断线闭锁工作段备用电源自动投入装置操作的逻辑功能，由此导致在B段67BPT电压二次回路自动空气开关跳闸时，电气控制逻辑将这种现象误判断为工作段失压联跳掉工作段电源开关。

（四）防范措施

第一，将工作段电压互感器电压二次回路三相自动空气开关FD5转变为分相自动空气开关，通过这样的操作，在发生电压互感器二次侧中性点击穿保险故障的时候只需要跳开B相电压互感器的二次侧开关即可完成相应的操作，在很大程度上减少了故障判断失误现象的出现。第二，在电气控制逻辑中可以根据实际情况在其中适当的增加电压互感器断线闭锁BZT回路逻辑功能。在实际运行中电气控制逻辑工作段电源开关要满足以下几个条件：第一，相电压和线电压要比之前设定的数值低。第二，备用自动投入开关要被安排在指定的位置上；备用段高压侧面要有一定的电压。但是从实际应用情况来看，这三个条件的限定和使用操作仍然存在一些局限，表现为无法区别PT是发生了断线还是失去了工作电源，想要从根本上解决这个问题需要在其中引入无流闭锁。

结束语

综上所述，自动空气开关是供电设备中常用的开关器件，由于在实际使用中出现了操作失误的问题，使得自动空气开关会发生各类系统故障，故障的发生损坏了自动空气开关，严重影响了系统正常供电。为此，在使用自动空气开关的时候需要相关人员做好相应的检查，特别是对于新开关需要开盖检查，及时检查螺栓是否固定、灭弧罩是否完好、触点接触是否良好、负载容量超过开关容量。根据自动空气开关经常出现的系统故障，需要相关人员在使用空气开关的时候加强对触点修理的关注。另外，为了防止触点氧化和灼伤，可以使用导电膏。导电膏一定要在触点上薄涂，实现对自动空气开关使用的有效保护。

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