淺析負(fù)荷開(kāi)關(guān)在地鐵車(chē)站低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

陳瑞強(qiáng)

摘 要：文章首先對(duì)負(fù)荷開(kāi)關(guān)的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，包括其含義、結(jié)構(gòu)、工作原理、分類(lèi)以及與斷路器的比較等。其次，對(duì)地鐵車(chē)站低壓配電系統(tǒng)中選用負(fù)荷開(kāi)關(guān)需要考慮的因素進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：負(fù)荷開(kāi)關(guān)；低壓配電系統(tǒng)；應(yīng)用

引言

隨著我國(guó)城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及道路交通運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，地鐵運(yùn)輸成為城市運(yùn)輸中的重要組成部分。在地鐵車(chē)站的低壓配電系統(tǒng)中有一種重要的開(kāi)關(guān)電器即負(fù)荷開(kāi)關(guān)，在其中擔(dān)負(fù)著重要的作用。因此，負(fù)荷開(kāi)關(guān)在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用是非常必要的。

1 簡(jiǎn)要介紹負(fù)荷開(kāi)關(guān)

近幾年來(lái)，負(fù)荷開(kāi)關(guān)逐漸在地鐵車(chē)站的低壓配電系統(tǒng)中得到應(yīng)用，在分析負(fù)荷開(kāi)關(guān)在地鐵車(chē)站低壓配電系統(tǒng)中如何運(yùn)用時(shí)，首先需要對(duì)負(fù)荷開(kāi)關(guān)進(jìn)行整體性的了解，包括其含義、結(jié)構(gòu)、工作原理、分類(lèi)以及與其他開(kāi)關(guān)電器之間的比較，例如斷路器[1]。只有對(duì)負(fù)荷開(kāi)關(guān)的相關(guān)內(nèi)容有了一定程度的了解和認(rèn)識(shí)后，才明白它在地鐵車(chē)站的低壓配電系統(tǒng)中發(fā)揮了哪些作用，并展開(kāi)進(jìn)一步的探討和分析，因此文章將對(duì)這些內(nèi)容一一進(jìn)行解析。

1.1 負(fù)荷開(kāi)關(guān)的含義與結(jié)構(gòu)

開(kāi)關(guān)電器有幾種不同的類(lèi)型，負(fù)荷開(kāi)關(guān)是開(kāi)關(guān)電器類(lèi)型中的一種，它介于隔離開(kāi)關(guān)與斷路器之間，與二者既存在相似之處，也存在不同之處。負(fù)荷開(kāi)關(guān)中有較為簡(jiǎn)單的滅弧裝置，它能夠切斷額定的負(fù)荷電流，也能夠切斷一定標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)載電流，但是它不能夠切斷短路電流。負(fù)荷開(kāi)關(guān)中包含一些零部件，例如有絕緣的底座、發(fā)揮靜觸頭作用的夾座、發(fā)揮動(dòng)觸頭作用的閘刀、簡(jiǎn)單的滅弧裝置、操作杠桿和熔斷器。通過(guò)這些零部件有規(guī)律的組合在一起，從而形成了負(fù)荷開(kāi)關(guān)，使負(fù)荷開(kāi)關(guān)能夠發(fā)揮作用。

1.2 負(fù)荷開(kāi)關(guān)的工作原理

負(fù)荷開(kāi)關(guān)的工作原理共有兩個(gè)組成部分，分別是開(kāi)閘和合閘。這兩個(gè)工作流程主要是由隔離刀和真空滅弧室兩個(gè)主要的組件來(lái)完成的。首先，在分閘時(shí)，通過(guò)分閘彈簧運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的作用導(dǎo)致主軸順時(shí)針發(fā)生旋轉(zhuǎn)。這不僅能使曲柄滑塊機(jī)構(gòu)發(fā)生活動(dòng)，導(dǎo)致活塞向上移動(dòng)壓縮氣體，還會(huì)影響兩套四連桿機(jī)構(gòu)組成的傳動(dòng)系統(tǒng)，先打開(kāi)主閘刀，再推動(dòng)滅弧閘刀，使弧觸頭打開(kāi)，氣缸中的壓縮空氣通過(guò)噴口吹滅電弧。其次，在合閘時(shí)，滅弧室先合閘，隔離刀再合閘[2]。

1.3 負(fù)荷開(kāi)關(guān)的分類(lèi)

負(fù)荷開(kāi)關(guān)有多種類(lèi)型，也有很多分類(lèi)方法。最常用的是按照使用電壓來(lái)分類(lèi)。根據(jù)負(fù)荷開(kāi)關(guān)的使用電壓類(lèi)型不同，負(fù)荷開(kāi)關(guān)可分為高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)和低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)。高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)是指在10千伏以上的高壓中應(yīng)用的開(kāi)關(guān)，低壓開(kāi)關(guān)是指在10千伏以下的低壓中應(yīng)用的開(kāi)關(guān)。另外，還有一些其他的分類(lèi)方法。見(jiàn)表1。

表1 負(fù)荷開(kāi)關(guān)的分類(lèi)方法

1.4 負(fù)荷開(kāi)關(guān)與斷路器的比較

負(fù)荷開(kāi)關(guān)與斷路器既有相似之處，又有不同之處。首先來(lái)看二者的相似之處，負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器都可以看作成開(kāi)關(guān)電器，在地鐵車(chē)站的低壓配電系統(tǒng)中發(fā)揮著相似的作用，都可在不頻繁的條件下手動(dòng)地分合負(fù)載電流，且都具備滅弧裝置。但是負(fù)荷開(kāi)關(guān)與斷路器之間又存在著明顯不同的地方。負(fù)荷開(kāi)關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，零部件較少，若發(fā)生故障，修理時(shí)較為容易；而斷路器內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，零部件較多，若發(fā)生故障，修理時(shí)難以進(jìn)行故障排除和修復(fù)工作。

2 負(fù)荷開(kāi)關(guān)在地鐵車(chē)站低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 簡(jiǎn)述地鐵車(chē)站低壓配電系統(tǒng)

地鐵車(chē)站的低壓配電系統(tǒng)中包括三個(gè)組成部分，分別是車(chē)站的低壓配電室配電柜、低壓電纜線路和低壓配電箱。當(dāng)然負(fù)荷開(kāi)關(guān)與斷路器作為其中的開(kāi)關(guān)承擔(dān)著不可替代的作用。地鐵車(chē)站的低壓配電系統(tǒng)的整體功能是將低壓電力配置給各個(gè)用電負(fù)荷，做到既安全又合理。

地鐵車(chē)站中會(huì)應(yīng)用到低壓斷路器也會(huì)應(yīng)用到低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)。首先來(lái)看低壓斷路器的功能。低壓斷路器是一種自動(dòng)開(kāi)關(guān)與手動(dòng)開(kāi)關(guān)兼具的開(kāi)關(guān)電器。在自動(dòng)開(kāi)關(guān)的功能中，低壓斷路器可以對(duì)失壓、欠壓、過(guò)載、和短路等故障情況開(kāi)啟保護(hù)模式；在手動(dòng)操作中，低壓斷路器可以用來(lái)科學(xué)合理地分配電能[3]。

雖然低壓斷路器的功能強(qiáng)大，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，出現(xiàn)故障不易修理；低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的功能與其相似，盡管不如它功能強(qiáng)大，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易修理。因此，在地鐵車(chē)站的某些位置上，負(fù)荷開(kāi)關(guān)可以取代斷路器。

2.2 負(fù)荷開(kāi)關(guān)在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.2.1 選取與額定電壓相適應(yīng)的負(fù)荷開(kāi)關(guān)

因負(fù)荷開(kāi)關(guān)按照不同的使用電壓數(shù)值可分為不同類(lèi)型的負(fù)荷開(kāi)關(guān)，那么想要將負(fù)荷開(kāi)關(guān)應(yīng)用于地鐵車(chē)站的低壓配電系統(tǒng)中，負(fù)荷開(kāi)關(guān)的額定電壓就要與地鐵車(chē)站的低壓配電系統(tǒng)的額定電壓相一致。另外，除了額定電壓，還需考慮低壓配電系統(tǒng)工作中可能會(huì)出現(xiàn)的電壓最高值，負(fù)荷開(kāi)關(guān)的額定電壓應(yīng)當(dāng)略高于低壓配電網(wǎng)的電壓數(shù)值。例如，一個(gè)地鐵車(chē)站的低壓配電系統(tǒng)中采用的電壓為220V至380V，那么負(fù)荷開(kāi)關(guān)的電壓應(yīng)當(dāng)略高于380V。

2.2.2 選取額定電流高于回路總負(fù)載電流的負(fù)荷開(kāi)關(guān)

因?yàn)樨?fù)荷開(kāi)關(guān)在地鐵車(chē)站的低壓配電系統(tǒng)中發(fā)揮著接通、分?jǐn)嗟蛪号潆娤到y(tǒng)中所負(fù)載的總電流的作用，所以為了使負(fù)荷開(kāi)關(guān)能夠承受其負(fù)載電流而不出現(xiàn)過(guò)載故障，工作人員在選擇負(fù)荷開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)額定電流高于地鐵車(chē)站低壓配電系統(tǒng)電流的負(fù)荷開(kāi)關(guān)。例如，深圳地鐵車(chē)站在建設(shè)低壓配電系統(tǒng)時(shí)便選擇了額定電流高于低壓配電網(wǎng)額定電流3或4倍左右的負(fù)荷開(kāi)關(guān)。

2.2.3 為避免短路發(fā)生，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行檢驗(yàn)

為了保證負(fù)荷開(kāi)關(guān)在工作中正常發(fā)揮作用，而不出現(xiàn)短路現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行短路檢驗(yàn)。當(dāng)購(gòu)買(mǎi)負(fù)荷開(kāi)關(guān)后，在其投入使用之前，檢驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定電流與熱穩(wěn)定電流的數(shù)值，如果這兩個(gè)電流數(shù)值大于預(yù)期的短路電流最高值，則說(shuō)明這個(gè)負(fù)荷開(kāi)關(guān)是有效的，可以投入使用。若這兩個(gè)電流數(shù)值低于預(yù)期的短路電流峰值，那么這個(gè)負(fù)荷開(kāi)關(guān)是不能應(yīng)用于該低壓配電系統(tǒng)的，若投入使用會(huì)導(dǎo)致故障發(fā)生。

2.2.4 選擇恰當(dāng)?shù)呢?fù)荷開(kāi)關(guān)的操作形式

因?yàn)樨?fù)荷開(kāi)關(guān)可能會(huì)被安裝在不同的位置和空間，為了保證工作人員可以對(duì)負(fù)荷開(kāi)關(guān)進(jìn)行方便有效的控制，應(yīng)當(dāng)在安置負(fù)荷開(kāi)關(guān)時(shí)確定有利的操作形式。例如，是正面操作還是側(cè)面操作，是通過(guò)輔助杠桿操作還是無(wú)輔助杠桿直接人為操作等。通常情況下，為了提高工作的安全性，防范安全事故的發(fā)生，一般都選擇安全性能高的輔助杠桿來(lái)進(jìn)行輔助操作。目前隨著負(fù)荷開(kāi)關(guān)的不斷研究和創(chuàng)新，在國(guó)內(nèi)外均有質(zhì)量較好的負(fù)荷開(kāi)關(guān)產(chǎn)品。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在地鐵車(chē)站的低壓配電系統(tǒng)中，由于斷路器結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易維修，以及負(fù)荷開(kāi)關(guān)功能與斷路器相似等原因，負(fù)荷開(kāi)關(guān)在地鐵車(chē)站的低壓配電系統(tǒng)中逐漸得到了應(yīng)用。負(fù)荷開(kāi)關(guān)具有接通和分?jǐn)嗟蛪号潆娋W(wǎng)中的負(fù)載電流的作用，選擇恰當(dāng)?shù)呢?fù)荷開(kāi)關(guān)需要考慮多個(gè)因素。

參考文獻(xiàn)

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