1.作用
断路器是电力系统中最重要的电力设备之一，它的基本任务有两项：一是根据电网运行的需要，将一部分线路或电力设备投入或退出运行，此时断路器触头承载的是负荷电流；二是当线路或电力设备发生故障时，将故障部分从电网中快速切除，以保证无故障部分正常运行，保护电网的安全，此时，断路器触头承载的是故障电流或短路电流。
在DL/T 615—2013《高压交流断路器参数选用导则》中，7.2～126kV 6个电压等级的交流断路器最大额定电流为4000A，最大额定短路开断电流除12kV断路器可以选择50kA外，其余最大只有40kA。
现代电力系统容量的不断增大，短路电流值也不断上升，强大的短路电流产生的电动力破坏性更大，断路器必须按照开断短路电流进行选择，设备、线路及断路器本身就要求设计有足够的热稳定、动稳定裕度，设备的投资就会加大，造价过高。况且有时可能需要断开更大的短路电流，大容量高速限流开关装置就是在这种情况下诞生的。
大容量高速限流开关装置是采用爆破切割原理制成的超高速大容量开关，在系统发生短路时，将短路电流在半个工频周波之内超高速限流开断；额定预期短路开断能力达200kA。它与系统中常规断路器配合使用，短路电流如果没达到装置整定值，短路电流将由断路器进行开断，如果超过装置整定值，短路电流将由高速开关开断。此种保护方式用于发电机、变压器等主设备灾难性短路事故的保护，可防止主设备短路损毁、提高供电的质量及可靠性、减少事故损失等。
大容量高速限流开关装置可以应用在发电机出口、母联、线路等处。当企业有较大功率自备电厂（包括余热、余压等各种资源综合利用电厂）并且短路电流足够大时，可通过该装置接入企业变电站母线。目前，本产品最高运行电压可达到40.5kV，最大额定电流达6300A，开断能力最大可达到200kA甚至更高。
2.优点
与传统的断路器开断方式相比，具有以下显著特点：
（1）速动性提高20倍以上。短路电流在1ms以内被截流，3ms之内衰减到零，故障被完全切除，而传统的断路器保护方式最快也要75ms。
（2）短路电流在初始上升阶段即加以限制，永远达不到短路冲击电流的峰值，设备的动稳定和热稳定的裕度不必设计得过大，可节省大量资金。
（3）解决了电网扩建带来的短路电流增加的难题。
（4）优化了配电设备联网过程的解决方案。
（5）降低了配电设备的费用。电力设备可免受强大的短路电流的冲击，机械强度不必做得很大。开断快、截流小，电力设备无须考虑热稳定问题，导体尺寸不必很大。
3.原理
高压控制器根据罗氏线圈（电子式电流互感器）提供的电流信号，完成对系统运行的实时监控，判断系统有无短路故障发生，并根据系统电流的性质，发出相应指令。当系统发生短路时，测控单元根据罗氏线圈采集到的信号进行分析判断，当达到预设启动值，测控单元将发出点火信号，使快速隔离器中的执行点火元件点火，利用微型火工部件将其断口在几百微秒内高速断开，在断口开断后，故障点电流转移到高压限流熔断器中由高压限流熔断器最终进行限流熄弧，在2～3ms燃弧时间之后，高压限流熔断器熄灭电弧，开断短路电流，切除故障。产生的过电压由过电压保护器吸收。快速隔离器开断后，测控单元发出动作指令及远传接点，向外部提供信号。
大容量高速限流开关开断条件有两个，一是设定的动作电流幅值i，二是电流变化率di/dt，两者必须同时达到才能开断。大容量高速限流开关是由电子控制器一直判断电流变化斜率，再结合时间推断出预期峰值。在未达到峰值之前，切断短路故障，并同时发出信号跳开母联处断路器，避免断相运行。当判断出系统短路电流小于设定的动作值时，大容量高速限流开关不动作，由继电保护和真空断路器切除故障。
4.主要元器件及作用(www.xing528.com)
大容量高速限流开关装置由桥体FS、高压限流熔断器FU、非线性电阻FR及测控单元等组成，简称FSR。
（1）桥体
桥体与高压限流熔断器、非线性电阻并联运行。桥体内包含爆炸装置和载流导体，桥体的设计电阻为高压限流熔断器的几十分之一，因此正常时从桥体中流过的电流为从高压限流熔断器中流过的电流的几十倍，而工作电流基本为两者之和，在不增加高压限流熔断器额定电流的情况下，整个装置的额定电流得到了提高。短路时，测控单元发出的脉冲信号点燃爆炸装置，在0.15～0.2ms后载流导体从中部断开，在爆炸冲击力的作用下，分开的载流导体向6个方向卷曲，形成隔离断口，将电流转移至高压限流熔断器。
（2）高压限流熔断器
高压限流熔断器具有限流性和快速性。由于故障电流的最大峰值往往出现在第一半波，当桥体断开后全部短路电流转移到高压限流熔断器，熔断器在第一个大半波内短路电流还未来得及升起就完成汽化、击穿、间隙产生电弧和熄灭电弧，限制并强制性地切断短路电流（时间小于2ms），使电流达不到预期的短路电流峰值。当短路电流上升到设定值Ip时，熔断器熔断并截流，截止电流Ip仅为预期电流峰值的15%左右，将故障电流对发、变电设备的电动力和热效应冲击大幅度减轻。高压限流熔断器产生的弧压可以通过非线性电阻加以限制，通过与桥体在阻值上的配合，解决高压限流熔断器容量不足的问题，提高整个装置的应用范围。
（3）非线性电阻
高能氧化锌非线性电阻具有非线性伏安特性，同时能够抑制瞬时过电压，当其端电压低于某一值时，其中的电流几乎为零；超过这一值时，其电流将随着端电压的增大而急剧增加。在高压限流熔断器熔断时产生的弧压，使氧化锌非线性电阻导通吸收电感中存储的磁能及电源注入的能量，进而使高压限流熔断器顺利熄弧。同时氧化锌电阻良好的非线性特性，可以把开断时的过电压限制在2.5倍额定相电压之内，使电器设备不再受到大电流的冲击。
（4）测控单元
分为高压部分和低压部分，其中高压部分直接装设于快速隔离器附近，临近电流互感器，减小信号传输中的干扰，检验电流和电流变化率，故障时向桥体发出分断信号；低压部分用于电源控制和信号远传，提供微机故障信号、整套装置动作信号、熔断器故障信号的无源接点。
（5）电流互感器
采用专用的罗氏线圈，满足无磁滞效应、无相位误差和无磁饱和现象。测量范围可从数安培到数百千安，结构简单，并且和被测电流之间没有直接的电路联系，安装在全密封的快速隔离器内，响应频带宽为0.1～1MHz。器件满足精度高、稳定可靠、体积小、重量轻、安全且符合环保要求。
（6）大容量过电压保护器
具有限制大气过电压、操作过电压、相间过电压的能力，参数设计合理，各项性能指标优于一般普通的组合型保护器，具有灭弧电压高、陡波冲击系数小、灭弧迅速、工频放电电压分散性小、性能稳定、通流量大、残压低等优点。产品绝缘性能好，介电强度高、抗电蚀、耐老化、易安装。
5.运行注意事项
（1）大容量高速限流开关装置一般做成一个尺寸与标准高压柜相同的柜子，正常情况下按同电压等级高压柜进行巡视维护。如若动作，必须查清原因，必要时可请当地供电部门及生产厂家协助。
（2）装置最核心的部件是桥体，它是一次性的火工部件，也是装置中价格最高的元器件，一旦动作（爆炸）就必须换新，且一般也只能向原厂家购买。
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