【doc】HSM3-630A塑壳断路器结构特点及设计【doc】HSM3-630A塑壳断路器结构特点及设计 HSM3-630A塑壳断路器结构特点及设计 电工电气(2011No.9)HSg3—63oA塑壳断路器结构特点及设计 HSM3—630A塑壳断路器结构特点及设计 冯永海 (杭申控股集团杭州1之江开关股份有限公司,浙江杭州311234) 摘要:介绍了塑料外壳式断路器HSM3—630A从HSM1—400A塑壳断路器基础上 升容至630A的改 进设计.分析了影响断路器配电功能和保护功能的重要的因素.通过对动,静触头及 电磁系统等方面的 改进设计,使温升降低...

  【doc】HSM3-630A塑壳断路器结构特点及设计 HSM3-630A塑壳断路器结构特点及设计 电工电气(2011No.9)HSg3—63oA塑壳断路器结构特点及设计 HSM3—630A塑壳断路器结构特点及设计 冯永海 (杭申控股集团杭州1之江开关股份有限公司,浙江杭州311234) 摘要:介绍了塑料外壳式断路器HSM3—630A从HSM1—400A塑壳断路器基础上 升容至630A的改 进设计.分析了影响断路器配电功能和保护功能的重要的因素.通过对动,静触头及 电磁系统等方面的 改进设计,使温升降低和保护特性稳定,通过了对改进后的试品试验验证,实现了 HSM3—630A塑壳断 路器从400A升容到630A的改进设计目的. 关键词:塑壳断路器;升容;温升;保护特性 中图分类号:TM561文献标识码:B文章编号:1007—3175(2011)09—0044—03 StructuralFeaturesandDesign0fHSM3-630AMouldedCaseCircuitBreaker FENGYong—hai (HangzhouZhijiangSwitchgearStockCo.,L埘 HangshenHoldingGroupCo.,Ltd,Hangzhou311234,China) Abstract:IntroductionwasmadetotheimproveddesignofthemouldedcasecircuitbreakerH SM3—630Awhosecapacityroseto 630AonthebasisofthemouldedcasecircuitbreakerHSM1— 400A.Analysiswasmadetotheimpactsofmainfactorsonpowerdis— tributionandprotectionfunctionofcircuitbreakers.Theimproveddesignfordynamicandsta ticcontractsandelectromagneticsys— ternmadetemperaturerisereduceandprotectioncharacteristicsstable.Thetestingexperime ntsshowthatthecapacityofthiscircuit breakerrisesfrom400Ato630A. Keywords:mouldedcasecircuitbreaker;capacityrise;temperaturerise;protectioncharacte ristics 随着科学技术的慢慢的提升,各断路器制造商对 断路器制造水平有了很大的提高,国内外低压断路 器向小型化,高分断的趋势发展,再加上最近几年 有色金属等原材料价格飞涨,对断路器的制造成本 也增加了很多,要想在市场经济中立于不败之地,具 有竞争优势,必须研发出可靠性有所提高,制造 成本会降低的适应于趋势发展的节能降耗的产 品,杭州之江开关股份有限公司为适应新形势的 需求,对HSM1—400A塑壳断路器从400A升容到630A 进行了改进设计,取型号为HSM3—630A,并通过了 CCC认证. lHSM3—630A的技术性能 HSM3—630A塑料外壳断路器具有结构紧密相连,体 积小,短路分断能力高,零飞弧,内部附属装置模 块式安装,附件接线用接线端子接线,使用端子防 护罩加强安全,底座和盖板采用同一颜色 并设计成圆弧形以增进美观和立体感等特点.塑壳 断路器的可靠运行,主要体现在它的配电功能可靠 性和保护功能可靠性. 1)较低的温升是保证配电功能可靠性的基础.断 路器的温升过高,会带来绝缘下降,寿命降低,保 护功能动作紊乱,严重的还会引起内部短路等一系 列隐患,因此温升符合规定标准要求是保证配电功能可 靠性的最门槛. 2)温升,热磁稳定性很高和足够的分断能力是实 现保护功能可靠性的基础.断路器的保护功能可靠 性是指负载出现过载,短路等不正常的情况时,它能有 效执行过载(反时限)延时脱扣和短路(深度过载)瞬 时脱扣.这里的脱扣,取决于电磁系统的稳定 性和触头灭弧系统的承受可靠分断电流的能力,直 至分断额定极限短路电流,还取决于温升稳定的允 许限度之内. 由于HSM1—400A的分断能力AC400V时.已达到 作者简介:冯永海(1975一),男,工程师,大专,主要是做低压断路器的开发工作. 一 44— HSM3—63oA塑壳断路器结构特点及设计电工电气(2011No.9) 65kA,..只有48kA,所以将该扩容项目的突破点 定为:(1)将分断.=48kA做到=..=65kA;(2)增 加导电截面积,控$U630A时的温升;(3)保证630A 时保护脱扣的稳定性. 2改进措施 2.1提高分断能力 为了把分断做N65kA,把HSM1—400A的几台 断路器送到试验站做摸底试验,试验结果是几台断 路器=65kA时0一t—CO—t—CO运行短路分断虽顺利 通过,但由于动,静触头中银触点烧损严重,试验 后再做5%电寿命,然后再做温升试验就很难通过,因 此动触头中银触点材料银钨CAgW(50)和静触头中 银触点材料银碳化钨石墨CAgWC(12)C(3)必须进 行改进,经过对银触点中元素配方的更改,银钨 CAgW(50)改变其中的含银和钨的百分率,达到了分 断能力,抗熔焊性增强,电阻略低,温升较小;银 碳化钨石墨CAgWC(12)C(3)在其中增加某一元素,达 到有较高的密度,硬度,较低的电阻率,因此有效 地提高了分断,抗烧损性能,能承受较大电流,较 小的温升,改进后再次到试验站摸底试验,最后顺 利通过试验. 2.2控制温升 为了摸清HSM1—400A温升情况,对两台400A塑 壳断路器进行400A~H630A温升测试,温升状况如 表l所示. 表1HSM1-400A塑壳断路器原始温升状况K 注:(1)温升要求:与外部铜导线,37.5?(在恒温室中); (3)通电4,5h,发热达到稳定,测量进,出线端和手柄 的温度; (4)用热电偶法测量: (5)400A用240mm的铜导线IIlITl的铜导线可见,在改进设计之前,630A的温升是 超标的.为降低温升,采取了三项措施: (1)触头系统的改进设计.首先对软联结加工 进行工艺上改进,之前软联结为人工拼头点焊后再 人工切断,通过购买新数控自动电阻焊机对软联结 用自动定型下料.人工下料时,尺寸精度差,惟恐 短料而报废,故一般都取正公差.改为自动下料 后,由于精度提高(达?0.2mm,所以改后的软联 结尺寸公差可取?0.65mm,之前取为?2mm),实 际加工时设定为下差,所以实际上软联结的总长减 短约5%.另一方面,软联结的过长,除了会增大功 耗外,其折弯走线还要占据了本已十分紧凑的空 间,还会带来动作机构运动受滞的隐患,自动下料 的软联结长度一致,保证了动作机构运动的相对稳 定.其次对动触头进行改进,为增加电流流过时 截面积和增加散热,我们将触头材料厚度5mm改为 5.5mm. (2)静触头的改进设计.为增加静触头电 流流过时截面积和与外接线时的接触面,将静触 头材料厚度5mm改为6mm,接线)出线端联结的改进设计.为增加出线端 电流流过时截面积和与外接线保护特性的稳定性设计 由于电流变为630A,保护特性中的瞬动和延 时都早动作,为符合630A的保护特性范围,对 电磁系统中的弹簧参数进行了重新设计,对热元件 的材料来重新选择,使发热降低. 3验证 通过以上改进设计后,试制生产了四台产 品,对这几台产品做温升测试,保护特性动作 测试,温升状况见表2,保护特性状况见表3. 表2升容后HGM3-630A塑壳断路器温升状况K 注:(1)温升要求:与外部铜导线,37.5?(在恒温室中); (3)通电4,5h,发热达到稳定,测量进,出线端和手柄 的温度; (4)用热电偶法测量; (5)用两根185film的铜导线标准截面积. ,在改进设计后,630A的温升是符 由表2可见 合规定要求的. .—— 45.—— 电工电气(2011No.9)HSM3—63oA塑壳断路器结构特点及设计 表3升容后HSM3-630A塑壳断路器保护特性动作状况 注:(1)瞬时脱扣电流误差?2O%: (2)2,在25?恒温室中; (3)1.051在40?恒温室中的标准台,不脱扣时间2h; (4)1.3I在40?恒温室中的标准台,脱扣时间?2h(热 态). 由表3可见,在改进设计后,630AfftJ保护特性 动作范围是符合规定标准要求的. 4对比 对升容后两件试品HSM3—630A与HSM1-630A的体 积及耗材进行了对比:HSM3-630A钢材消耗净重为 1.79153kg/台,工艺定额3.08175kg/台;铜材类净 重为3.37723kg/台,工艺定额7.74945kg/台;绝缘材 料净重为2.1604kg/台,工艺定额3.1518kg/台;外形 尺寸为254mmX140舢×103.5/Nil;HSM1—630A钢材消 耗净重为1.86026kg/台,工艺定额4.08292kg/台;铜 材类净重为5.87548kg/台,工艺定额11.57003kg/台; 绝缘材料的净重为3.8282kg/台,工艺定额为 4.4048kg/台;外观尺寸为268mmX210mm× 103.5mm,从对比可以看出升容后的HSM3—630A与 HSM1—630A中额定电流630Am耗材可节约32%左右 而体积缩小近40%. 5结语 由于升容后的HSM3—630A,采用了先进的限流 技术及简洁实用的脱扣机构,新型的短路保护脱扣 器体积小,分断能力高,零飞弧,隔离功能,附件 翻盖安装的特点于一身,机构紧凑,外形美观,性 能优越,外观尺寸及安装尺寸与国内外同类产品相 同,是替代同种类型的产品的理想产品,目前该产品已顺利 通过了CCC的全部试验,具有广阔的未来市场发展的潜力. 参考文献 [1]GB14048.2—2O08低压开关设备和控制设备第2部 分:断路器[S]. 收稿日期:201卜0卜15 (上接第40页) 证避雷器到进线的接地装置上加装无 腐蚀组合接地极,将接地电阻降至5Q以下. 3.2实施效果 2009年,对该线路做改造,采取上述措施 后,巡线人员对避雷器进行查看,计数器动作多 次.N2olo年底线路没发生因雷害引起的跳闸事 故,保证了线结语 针对发电厂采用发变线

  接线方式接入系统 的线路,对雷击闪络引起的线路跳闸,应加强分析 线路雷击跳闸的原因,分析闪络的类型,因地制宜 地采取针对性的防绕击,防反击的防雷措施. 综上所述,线路采用加装线路避雷器,加装可 控放电避雷针,降低杆塔接地电阻等组成的综合防 雷措施后,杆塔均未发现绝缘子串的雷击闪络事 —— 46—— 故,也未发生线路因雷击跳闸事故,说明综合防雷 效果是比较明显的,为发电厂采用发变线单元接 线方式接入系统的线路积累了一定的运行经验,具 有很好的推广应用价值. 参考文献 [1]郭志红,程学启.山东省输电线路雷击跳闸分析及 反措[J].高电压技术,2001,27(6):66—67. [2]易辉,崔江流.我国输电线路运行现状及防雷保护 [J].高电压技术,2001,27(6):44—45. [3]弥璞.目前线路避雷器存在问题的分析和一种新型线 路避雷器的研究[J].电瓷避雷器,2004(4):21-24. [4]姚强,卢志献,林苗石,等.山地区110,220kV 输电线路易击杆塔的防雷措施探讨[J].广西电力, 2005,28(6):32—34. [5]吕金煌,王宏其.可控放电避雷针在高压输电线路 上的应用[J].高电压技术,2003,29(11):59—60. [6]杜澍春.高压输电线路防雷保护的若干问题[J].电 力设备,2001,2(1):40—44. 收稿日期:201卜04—1g

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