按灭弧介质,可分为空气式、SF6式和真空式;按操作方式,可分为三级联动操作式和逐级操作式;按操动机构,可分为动力型和人力储能型;按使用环境,可分为户内型和户外型。
额定电压40.5千伏及以下高压交流负荷开关又可分为隔离负荷开关、通用负荷开关、专用负荷开关和特殊用途负荷开关。
表1 通用负荷开关的功能功能 | 试验电压 | 试验电流 | 试验次数 |
一般型 | 频繁型 |
“合-分”额定有功负载开断电流 | 
| 
| 10 | 100 |
“合-分”闭环开断电流 | 
| 
| 10 | 10 |
“合-分”5%额定有功负载开断电流 | 
| 
| 20 | 20 |
“合-分”额定电缆充电电流 | 
| 
| 10 | 20 |
关合额定短路关合电流 | 
| 
| 2 | 2 |
* 分别为负荷开关的额定电压和额定电流 *~ 对3.3~40.5kV为10A,对72.5kV为25A |
具有表1中部分功能但不是全部功能的负荷开关为专用负荷开关。负荷开关可单独使用,作为主机控制(如发电机用负荷开关)和线路倒换(如环网柜),也可与熔断器组合使用,作为变压器、电动机等设备的控制和保护。选择专用负荷开关和特殊用途负荷开关时应向开关生产厂家咨询。
通用负荷开关根据其机械寿命和电寿命可分为以下等级:①E1级通用负荷开关,适用于配电系统的正常连续馈电,且不需要进行频繁开合操作的通用负荷开关。②E2级通用负荷开关,不需要对主回路的开断部件检修或维护,且在预期的使用寿命期间,其他零件仅需要很少维护的通用负荷开关。③E3级通用负荷开关,具有频繁开合较大电流和较高频率关合短路能力的通用负荷开关。④M1级通用负荷开关,具有1000次(操作)机械寿命的通用负荷开关。⑤M2级通用负荷开关,具有5000次延长的机械寿命的特殊使用场合的通用负荷开关。
通用负荷开关应能满足下述使用要求:①连续承载额定电流。②开合有功负载。③开合配电闭环电路。④开合空载变压器。⑤开合空载电缆和架空线的充电电流。⑥在规定时间内承载短路电流。⑦关合短路电流。
高压交流负荷开关的特点主要包括可靠性高,但技术要求一般较断路器低;结构简单,机械可靠性较断路器高;成本低,组合性强。其按灭弧介质和灭弧方式的分类与特点见表2。
表2 高压交流负荷开关按灭弧介质和灭弧方式的分类与特点类别 | 适用电压范围/kV | 特点 |
空气中 | 产气式 | 6~35 | 结构简单、开断性能一般,有可见断口,参数偏低,电寿命短,成本低 |
压气式 | 6~35 | 结构简单、开断性能好,有可见断口,参数偏低,电寿命中等,成本低 |
SF6 | 6~110 | 适用范围广,参数高,电寿命长,成本偏高 |
真空 | 6~35 | 参数高,电寿命长,成本偏高 |
SF6气体绝缘开关设备中 | SF6 | 6~110 | 外形尺寸小,参数高,电寿命长,成本较高,只能用于SF6气体中 |
真空 | 6~35 |
高压交流负荷开关的长期工作条件主要包括额定电压、额定电流和端子机械荷载等。①高压交流负荷开关的额定电压应符合所在回路的系统标称电压,不低于系统的最高电压,如3.6千伏、7.2千伏、12千伏、24千伏、40.5千伏、72.5千伏、12千伏。②高压交流负荷开关的额定电流应大于所在回路的最大持续工作电流,即满足各种可能运行方式下回路中可能出现的任何负荷电流。③高压交流负荷开关应能承受制造厂规定的端子机械荷载和电动力,而不降低其可靠性和载流能力。其接线端子允许承受的水平静拉力见表3。
表3 接线端子允许承受的水平静拉力额定电压/kV | 水平静拉力/N |
12及以下 | 250 |
40.5~72.5 | 500 |
126 | 750 |
高压交流负荷开关主要用于开断和关合负荷电流,与高压交流熔断器联合使用,可替代断路器作短路保护,带热磁脱扣器的负荷开关还具有过载保护性能。
高压交流负荷开关的开断能力应按切断最大可能的过负荷电流来校验。
当负荷开关与熔断器组合使用时,负荷开关应能关合组合电器中可能配用熔断器的最大截止电流;负荷开关的开断电流应大于转移电流和交接电流。
选用的负荷开关应具有切合电感、电容性小电流的能力。应能开断不超过10安[(3~35)千伏]、25安(63千伏)的电缆电容电流或限定长度的架空线充电电流,以及开断1250千伏安[(3~35)千伏]、5600千伏安(63千伏)配电变压器的空载电流。当开断电流超过上述限额或开断其电容电流为额定电流80%以上的电容器组时,应与制造部门协商,选用专用的负荷开关。
额定电压40.5千伏及以下通用负荷开关每一个开合方式规定的额定值如下:①额定有功负载开断电流等于额定电流。②额定空载变压器开断电流等于额定电流的1%。③额定配电线路闭环开断电流等于额定电流。④额定电缆充电开断电流和额定架空线路充电开断电流见表4。⑤额定短路关合电流等于额定峰值耐受电流。⑥额定接地故障开断电流I6a,对于中性点不接地或谐振接地系统,额定接地故障开断电流是负荷开关在额定电压下能够开断的故障相的最大接地故障电流。⑦接地故障条件下的额定电缆充电和架空线路充电开断电流I6b,对于中性点不接地或谐振接地系统,接地故障条件下的额定电缆充电和架空线路充电开断电流是负荷开关在额定电压下能够开断的健全相中的最大电流。⑧对于高压交流负荷开关不可分割部分的接地开关,应具有额定短路关合能力,该额定短路关合电流应等于负荷开关的额定峰值耐受电流。⑨选择熔断器保护的高压交流负荷开关短时耐受电流和关合电流额定值时,可以考虑熔断器在短路电流的持续时间和数值方面的限流效应,以最高额定电流的相应熔断器为基础确定交流负荷开关的额定值。⑩当高压交流负荷开关的开断电流超过上述额定值时,应与制造厂家协商或选用专用负荷开关。
表4 固定额定电压下的额定电缆充电开断电流额定电压/kV | 额定电缆充电开断电流/A | 额定线路充电开断电流/A |
3.6 | 4 | 0.3 |
7.2 | 6 | 0.5 |
12 | 10 | 1 |
24 | 16 | 1.5 |
40.5 | 21 | 2.1 |