负荷开关和熔断器组合电器详解

1.概述

（1）定义：采用负荷开关进行控制，熔断器进行保护的开关设备。

（2）组成：负荷开关、限流熔断器、接地开关、带电显示器、避雷器等。

（3）用途：用于10kV高压配电系统中，来控制和保护不频繁操作的供电设备，主要是10/0.4kV变压器，主要应用于10kV用户变压器前端。

2.负荷开关-熔断器组合电器是保护变压器的最佳保护方式

（1）保护时间上 容量在160～1600kVA之间的变压器自我保护的能力差，保护变压器的任务交给了高压开关设备。这里有两种选择，一种是断路器，另一种是负荷开关+熔断器。对变压器保护来说关键是短路持续时间问题，短路时间长，变压器内的电弧就有可能加热周围的油，形成气包使油箱爆炸。变压器发生短路时，如果将短路持续时间限制在20 ms内，变压器即使发生短路电弧也不会发生爆炸。

限流熔断器能在10ms内切除短路故障，同时熔断器上的撞击器可以迅速撞开负荷开关的脱扣机构使负荷开关分闸，从而保护变压器。

断路器保护时间由三部分组成：继电保护时间+断路器固有分闸时间+燃弧时间，一般时间至少为60ms完成开断，变压器必须能够忍受更长时间的短路电流，否则事故将会扩大。

（2）保护可靠性上 变压器要求快速可靠地切除短路故障，熔断器能非常可靠地根据电流大小切除故障。

断路器可靠性由三部分组成：电流互感器接线是否牢固，继电保护是否完好，断路器机械传动是否完好。

（3）国内外负荷开关熔断器组合电器与断路器的比较 电力系统分为三个层次，发电系统、供电系统、用电系统。在发电和供电领域主要使用断路器，而在用电系统中主要使用负荷开关。

由于负荷开关-熔断器组合电器的有效性和经济性，发达国家使用负荷开关与断路器比例是5∶1，而在我国则正好相反，断路器与负荷开关比例是5∶1。

3.负荷开关的分类和特点

（1）根据使用场合分 户内型，户外型。

（2）根据用途分10kV配电，20kV配电，35kV配电。

（3）根据灭弧介质和绝缘介质分 充油式、产气式、压气式、真空式、SF₆式。

图5-4-2、图5-4-3为真空式和SF₆式。

图5-4-2 真空式负荷开关一次系统图

图5-4-3 SF₆绝缘负荷开关一次系统图

4.熔断器的分类和选型(www.xing528.com)

（1）按用途可分为

保护变压器：XRNT，S LAJ；

保护电容器用：RN2，BR2；

保护电压互感器用：XRNP；

保护电动机用：XRNM。

（2）按分断电流能力和范围分：

限流式熔断器（开断大电流能力强）；

喷射式熔断器（开断小电流能力强）；

全范围保护熔断器。

（3）限流熔断器的特点

结构特点：内部熔丝被石英砂包围，石英砂有限流作用，有撞针系统；

开断范围：2～3倍额定电流；

性能特点：开断大故障短路电流能力强，达到31.5～50kA；

分断过程中电弧电压低；

短路开断动作时间短，一般不超过10ms；

限流作用，即一个大的短路电流不会达到它的满值。

5.限流熔断器的选择

额定电压的选择：熔断器的额定电压必须等于或高于工作线电压，如采用远高于工作线电压的熔断器额定电压时，要考虑最大电弧电压不可以超过电网绝缘水平。

额定电流的选择：熔断器的额定电流应尽可能地接近保护对象的额定电流熔断器的额定电流一般为被保护对象的1.3～1.5倍，但应考虑如下因素：

最大的额定负荷电流不应超过熔断器额定电流、冷却条件、变压器在无负载情况下的涌流、变压器保护用熔断器的选取。