高壓一般是指110kV及以上電壓等級,低壓是交流1kV、直流1500V及以下的電壓等級,中壓則是介于高壓和低壓之間的,系統(tǒng)電壓有3、6、10、20、35、66kV,對于開關(guān)設(shè)備則是3.6、7.2、12、24、40.5、72.5kV,這是國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電壓,對于高速鐵路等,采用兩相供電,電壓等級是27.5/55kV。
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不論高、中、低壓,其實電力控制、保護的功能是一致的,電路的短路保護都需要采用斷路器,開關(guān)設(shè)備的維修檢驗都需要有隔離開關(guān)、接地開關(guān),對于防雷都需要避雷器,電流測量有電流互感器,電壓量測有電壓互感器(低壓可以不需要,直接取電)。
斷路器的功能都是一致的,只是由于電壓不同,其結(jié)構(gòu)形式相去甚遠,高壓采用SF6斷路器,有空氣絕緣AIS還有氣體絕緣GIS,AIS是三相采用陶瓷外殼的斷路器極柱直接在空氣中,通過電纜連接,GIS斷路器則是斷路器完全密封在SF6氣體的罐體內(nèi)部,不受環(huán)境影響,SF6壓氣式斷路器通過液壓、彈簧等操動機構(gòu)操動動觸頭運動,實現(xiàn)分合閘,短路時保護裝置動作開斷短路電流。
由于電壓高,高壓斷路器需要很大的電氣間隙,特別是AIS,由于安裝在空氣中,如110kV的安全距離是1.5米,同時為了滿足污穢等環(huán)境影響,斷路器外絕緣必須滿足爬距要求,因此體積巨大,電壓等級越高,空間要求越大,而GIS則由于SF6具有優(yōu)異的絕緣性能,因此尺寸可以大幅減少,開關(guān)、斷路器、互感器可以有機組合在一起,成為罐式一體化開關(guān)設(shè)備。
低壓斷路器絕大多數(shù)是空氣斷路器,即在空氣滅弧室切斷短路電流,通過滅弧柵將電弧切割、冷卻從而達到電弧熄滅,低壓斷路器根據(jù)電流大小決定尺寸,由于電壓低,絕緣距離十幾毫米即可滿足絕緣性能要求,目前低壓斷路器電流最大到8000A,斷路器結(jié)構(gòu)前部是操動機構(gòu),中間傳動機構(gòu)連接動觸頭運動,后部是連接單元,低壓斷路器有抽出式和固定式。低壓斷路器一般配有保護脫扣裝置,如微機脫扣單元、熱脫扣等,這是低壓斷路器與中、高壓斷路器一個顯著的區(qū)別,中高壓都是通過外部的繼電保護、微機保護來控制斷路器,中高壓斷路器更多的是一個機械裝置。
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低壓斷路器根據(jù)電流有框架斷路器ACB、塑料外殼斷路器MCCB、微型斷路器MCB,用處也不同,ACB(400~6300A)用于大電流配電,MCCB(63~1250A)用于設(shè)備控制,而MCB(10~125A)用于終端設(shè)備如家庭照明等控制,每家每戶的終端箱都有安裝。ACB方方正正結(jié)構(gòu),安裝在開關(guān)柜中,6300A 100kA的框架斷路器需要安裝在1400mm寬的開關(guān)柜中。MCCB安裝在配電箱內(nèi)部,MCB安裝在終端箱內(nèi)。
中壓斷路器介于高低壓之間,對絕緣有要求,12kV要求空氣凈距是125mm,空氣無法滅弧,SF6斷路器壽命短需要維護,于是真空斷路器普遍采用,電弧在真空滅弧室內(nèi)部熄滅,在真空中,12kV僅需8~10mm凈距即可以承受75kV的沖擊耐壓,因此真空斷路器機械壽命高,免維護,同樣有安裝在空氣中的真空斷路器,需要保證外部絕緣要求的電氣間隙。而安裝在SF6氣箱內(nèi)部的真空斷路器,尺寸則可以減少很多。
不論高、中、低壓,其實都是相通的,該有的都有,只是電壓不同,因此實現(xiàn)方式等各不相同。