一、引言
    隨著我國國民經(jīng)濟和電力工業(yè)的迅速發(fā)展，原有電壓為12kV供電網(wǎng)將逐步升級到電壓為24kV供電，在沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)新建的開發(fā)區(qū)，已經(jīng)用額定電壓24kV來環(huán)網(wǎng)供電。為此迫切需要開發(fā)出額定電壓為24kV高壓負荷開關來滿足用戶的需求，現(xiàn)把以空氣為滅弧介質額定電壓為24kV的NAL24型負荷開關的工作原理、技術參數(shù)、設計方法及使用情況作一分析，供廣大電力設計人員參考。
二24KV負荷開關發(fā)展概況
    對于12KV負荷開關而言，是上世紀中期發(fā)展起來的．現(xiàn)在已在供電系統(tǒng)中特別是在工廠、居民小區(qū)、箱式變電站等場合已廣泛使用，在有些場合中，為了限制短路電流，寧愿采用負荷開關加限流熔斷器組合電器，用于降低電力系統(tǒng)在短路故障時的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，從而進～步更加可靠的保護變壓器，近年來隨著供電網(wǎng)絡額定電壓將從12KV提高到24KV的推廣應用，以及使用24KV環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)建設和24KV箱式變電站使用，額定電壓為24KV的負荷開關和24KV的負荷開關．熔斷器組合電器的開發(fā)已成為滿足市場需求的當務之急！為此近年來在12KV負荷開關的基礎上成功開發(fā)出24KV負荷開關來滿足市場的需求。
三、以空氣為滅弧介質的24KV負荷開關的結構和工作原理
    目前24KV負荷開關的滅弧介質有空氣、真空和六氟化硫，尤其是NAL24型負荷開關填補了以空氣為滅弧介質領域的國內空白，現(xiàn)已成為24KV負荷開關的首選，NAL24型負荷開關是以空氣為滅弧介質，采用壓氣和產(chǎn)氣雙重滅弧系統(tǒng)，其工作原理如下：
    負荷開關的靜觸頭座內部設計成一個活塞腔，并配裝活塞，活塞桿與主軸聯(lián)結，當主軸旋轉帶動動觸頭分閘時，活塞也被帶動，并與動觸頭同步運動沿活塞腔向上壓氣，被壓出的氣體從噴嘴噴出，形成快速縱向吹弧氣流，即壓氣滅弧，如左圖所示．壓氣滅弧作用與開斷電流大小無關，只與機械運動特性有關，如左圖中曲線2所示。
 
    噴嘴材料為高溫產(chǎn)氣材料，當遇到由電弧產(chǎn)生的高溫時，材料表面將氣化，在瞬間產(chǎn)生大量氣體，并在短時間內聚集在噴嘴狹小的空間內，產(chǎn)生很大的氣壓，起到了有效的滅弧作用，即產(chǎn)氣滅弧。產(chǎn)氣滅弧作用大小與開斷電流的大小成近似正比例關系，即開斷電流越大，產(chǎn)生的溫度越高，噴嘴產(chǎn)生的氣體越多，氣體壓強越高，產(chǎn)生滅弧作用越大，如左圖中曲線1所示。實際開斷電流時，滅弧由活塞壓氣和噴嘴產(chǎn)氣共同完成，如左圖中曲線3所示。由此可見，在開斷小電流時以壓氣滅弧為主，在開斷大電流時以產(chǎn)氣滅弧為主。
四、NAL24型負荷開關的主要技術參數(shù)
    NAL24型負荷開關的觸頭外型設計合理，觸頭運動速度快，短路關合能力在24KV電壓等級下達到50KA，主要技術指標如下：
    額定電壓：24KV
    額定電流：630A
    額定短路關合電流：50KA
    額定短時耐受電流：20KA/2S
    額定峰值耐受電流：50KA
    額定工頻耐受電壓：65Kv，IMin
（相問及相對地）
  額定工頻耐受電壓；79KV/IMin
  （隔離斷口間）
  額定雷電沖擊耐受電壓：125KV/IMin
  （相間及相對地）
  額定雷電沖擊耐受電壓；145KV/IMin
  （隔離斷口間）
五NAL24型負荷開關的應用實例
    高新區(qū)新建某外資企業(yè)用1250KVA箱式變電站（附箱式變電站主接線圖）。

    在圖中，箱式變電站的主變壓器為：SCB20-1250-20/0.4．即一次電壓為20KV．二次電壓為0.4KV，額定功率為1250KVA，采用二路環(huán)網(wǎng)進線，二臺進線柜上裝的開關為NAL24-6A275R型負荷開關，即額定電壓為24KV，額定電流為630A，該二臺開關間采用機械的方式進行強制閉鎖，也就是說二臺開關中只能合一臺，不能同時合二臺，但二臺可以同時分閘：出線柜上裝的開關為NALF24-6A275RE型負荷開關，熔斷器組合電器，配裝的熔斷器的型號為XRNT3A-24KV/63A-50KA．該箱式變電站使用二年來用戶反映良好，并且由于額定供電電壓已從原來的10KV提高到20KV．一次回路電流比用10KV供電減少一半，損耗有了較大的降低。
六、總結
    1、在現(xiàn)有24KV負荷開關中有空氣式、真空式和六氟化硫式三種滅弧類型的開關，它們各有利弊。
    2、對于六氟化硫負荷開關，開斷電壓越高其開斷性能越好，但六氟化硫式負荷開關存在泄漏問題，對環(huán)境有一定影響，且六氟化硫氣體一日．和水分結合，生成H2S03、HF、H2F03等易腐蝕酸液，所以在使用中要隨時監(jiān)測其氣體系統(tǒng)上的壓力表，并及時補氣；同時跟據(jù)京都協(xié)定書的認定，六氟化硫氣體是六個溫室氣體之一，從環(huán)保的角度出發(fā)應少用或不用。
    3、對真空負荷開關，其開斷電流在真空中，其開斷性能較好，對環(huán)境沒有影響，但其開斷截流值較高，其真空壽命十年左右，并且有l(wèi)%的真空慢性漏氣幾率的存在，在使用中要定期監(jiān)測和檢查。
    4、對空氣式負荷開關，是以空氣為滅弧介質，象NAL24型負荷開關滅弧采用壓氣和產(chǎn)氣雙重滅弧系統(tǒng)，在24KV電壓等級填布了以空氣為滅弧介質開關的國內空白，且通過國家高壓電器質量監(jiān)督檢驗中心西安高壓電器研究所的型式試驗證明，該滅弧原理在24KV電壓下是可行和可靠的。
    5、由于24KV空氣式NAL24型負荷開關采用模塊化設計，結構緊湊，且用雙盤簧操作機構，保證了負荷開關所需要的分合閘速度，特別是分閘速度達到6.5米／秒，確保了負荷開關能開斷和關合大電流。
6、24KV空氣式NAL24型負荷開關安裝方便，可跟據(jù)客戶的要求靈活方便的組合安裝成左操右操，正裝倒裝，該開關使用壽命設計為五十年，在24KV負荷開關領域里是最理想的一種，目前已由上百臺開關在箱式變電站中使用。
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