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ZW20-12F看門狗真空斷路器

一、產品概述
ZW20-12F帶看門狗智能型 柱上分界開關斷路器配網看門狗分界斷路器在10 kV饋電架空線路上的應用可大大減少無故障線路的連帶性事故停電、縮小故障停電范圍、縮短用戶停電時間，從而提高用戶的供電可靠性。 

二、技術特點:   

ZW20-12F型戶外交流高壓分界真空斷路器是一款用戶分界開關.
主要由ZW20C-12型真空斷路器本體,故障檢測控制器及外置電壓互感器三大部分組成
三者通過航空插座及戶外密封控制電纜進行電氣連接，具有故障檢測功能,保護控制功能及通訊功能
能可靠判斷,檢測界內與界外毫安級零序電流及相間短路故障電流,實現自動切除單相接地故障和相間短路故障本體開關是真空方式滅弧并且采用SF₆氣體絕緣,箱體參考了日本東芝公司的氣體密封,防爆,絕緣結構技術整體密封性能優良,內部充入的SF₆氣體不泄漏,不受外界環境影響,其彈簧操動機構進行了小型化及性能優化設計,動作可靠性比國內傳統的彈簧機構有顯著提高主回路的軸與套之間的接觸采用了內收外張式表鏈結構，主回路的接觸電阻小，溫升低。產品性能可靠是一種真正的免維護產品。

三、使用環境條件
1、周圍空氣溫度：-40℃~+40℃；日溫差：日溫變化不大于25℃；根據SF₆氣體物質性質，當環境溫度在-40℃時，如箱體內部氣壓為0.05Mpa，此時SF₆仍為氣態，保證產品正常工作。(當環境溫度-40℃，表壓為0.05Mpa時，SF₆液化點為-55℃；零表壓，SF₆液化點不會超過-60℃)。
2、風速不大于35m/s；
3、無易燃、爆炸危險、強烈化學腐蝕物(如各種酸、堿或濃煙等)和劇烈振動的場所。
4、海拔：≤1000m；
5、覆蓋厚度：10mm；
6、空氣污穢程度：IV級；
7、地震烈度：≤7度；
8、電網中性點接地方式：中性點不接地、中性點經消弧線圈接地、中性點經低電阻接地。

四、主要技術參數 

4.1斷路器的額定參數見表1

序號	項目	單位	數值
1	額定電壓	KV	12
2	額定頻率	Hz	50
3	額定電流	A	630
4	額定短路開斷電流	KA	20
5	額定峰值耐受電流（峰值）	KA	50
6	額定短時耐受電流（4S）	KA	20
7	額定短路關合電流（峰值）	KA	50
8	機械壽命次數	次	10000
9	額定短時開斷電流開斷次數	次	30
10	工頻耐壓（1min）：干試（相間、對地/斷口）	KV	42/48
11	雷電沖擊耐受電壓（峰值）相間、相對/斷口	KV	75/85
12	額定操作順序	KV	分-0.3s-合分-180s-合分
13	額定操作電壓輔助回路額定電壓	V	AC220

注：當產品使用場地的海拔超過1000m時，絕緣耐壓應按GB/T11022-1999進行相應的修正。

4.2 斷路器裝配調整參數見表2

序號	項目	單位	數值
1	觸頭開距	mm	9+1-0.5
2	觸頭超行程	mm	3+1-0.5
3	平均分閘速度	m/s	1.2±0.2
4	平均合閘速度	m/s	0.6±0.2
5	觸頭合閘彈跳時間	ms	≤2
6	箱體內極間中心距離	mm	135
7	箱體外極間中心距離	mm	280
8	三相分閘同期性時差	ms	≤2
9	每極回路直流電阻	μΩ	≤200
10	合閘時間	ms	≤45
11	分閘時間	ms	≤45
12	動觸頭允許磨損厚度	mm	3
13	合閘時觸頭壓力	N	2000±200
14	SF6氣體額定壓力（表壓）	MPa	“0”
15	凈重	Kg	185

五、 操作機構主要技術參數：

1 、儲能電機：采用直流串激電動機，其技術數據如表3

型號JD220-5301BS      額定電壓（直流220V）     正常工作范圍（85%~120%額定工作電壓）       

額定功率（20W）         額定電壓下儲能時間（≤5s） 
2、手動儲能操作力：采用機構所配儲能手柄時最大操作力小于25公斤。
3 、合閘電磁鐵：采用螺管式電磁鐵，其線圈技術數據如表4。

額定電壓(直流220V)  額定電流(3．9A)    額定功率(860W)   20℃時線圈電阻(56Ω)          

正常工作電壓范圍(65%~110%額定工作電壓)  
4、分閘電磁鐵線圈技術參數，同合閘線圈。 **
5、電流互感器在斷路器的本體內A、C相各配置1只電流互感器，變比400/5，用于相間保護。
6、  零序電流互感器 
在斷路器本體內配置零序電流互感器1只，變比20/1，在零序電流0.1~5A區段，有著良好的線性關系，額定負載下（0.1VA）的變比誤差小于3%，當零序電流為400A時，二次輸出電流不小于5A。
7、操作電源
8、 斷路器工作時需要操作電源。操作電流可以外引交流或直流220V電源，但一般是在10KV線路上外置操作電源變壓器或電壓互感器，以獲得交流220V操作電源,容量1kva,重量45kg。

9、 控制器技術參數見表5

序號	項目	單位	參數
1	輸入工作電壓	V	AC220
2	輸入工作電壓頻率	HZ	50
3	輸入工作電壓允許波動范圍	%	±20
4	整機功耗	W	＜10
5	采樣相電流一次輸入值	A	0~3600 可調
6	采樣零序電流一次輸入值		0~20
7	電量輸入值采樣誤差	%	±5
8	過流保護一次電流整定范圍（二次）	A	0~1500 可調
9	速斷保護一次電流整定范圍（二次）		0~3600 可調
10	過流保護動作延時時間值	ms	0~5000 可調
11	零序保護一次電流整定范圍	A	0~20 可調
12	零序保護動作延時時間值	S	0~1200 可調
13	重合閘次數	次	0~1
14	第一次重合時間	S	0~9.9
15	簡單遙控器距離	米	100
16	控制器凈重	kg	12

六、斷路器本體的基本結構
1.斷路器本體結構見圖1
斷路器本體結構由導電回路、絕緣系統、密封件及殼體組成。導電回路由進出線導電桿、導電夾、軟連結與真空滅弧室連接而成。本產品采用SF6氣體絕緣。進出線絕緣套管采用環氧樹脂和硅橡膠整體澆注，為減少開關體積，A、C兩相采用拐角套管，保證良好的外絕緣；內部采用復合絕緣結構，在不充SF₆氣體的情況下，也能達到相應的絕緣水平。本產品采用成熟的密封結構。機構罩及殼體上蓋采用沖壓成型槽密封，輸出指針軸采用雙層“O”型圈密封，進出線套管整體澆注，保證良好的氣密性。
2.操動機構本產品操動機構為電動儲能，電動分合，同時具有手動儲能，手動分合，整個結構合閘彈簧、儲能系統、分合閘線圈、手動分合閘系統、輔助開關及儲能指示等部件組成（如圖4、圖5）

圖1 斷路器內部結構示意圖

 

 

七、斷路器本體的工作原理
7.1 儲能
機構儲能如圖3所示，圖3（a）為合閘彈簧未儲能狀態，圖3（b）為合閘彈簧已儲能狀態。

7.1.1電動儲能原理：電動機將輸出扭矩作用于機構的小齒輪，經鏈條，傳動至主軸上的大鏈輪，從而帶動拐臂旋轉，使合閘彈簧儲能，當拐臂上的螺絲壓下行程開關時，切斷電動機電源、彈簧儲能完畢。 

7.1.2手動儲能原理：由手動儲能傳動機構輸出軸，通過輸出軸上的小齒輪將旋轉扭矩傳遞給小齒輪，充分嚙合的大齒輪（位于主軸上，并與大鏈輪鉚緊），從而帶動拐臂旋轉，使合閘彈簧儲能。

7.2 合閘圖4為機構合閘操作示意圖。

7.2.1電動合閘：機構接到合閘信號以后，合閘電磁鐵的動鐵心向上運動，推動合閘脫扣桿向上運動，使合閘半軸逆時針方向旋轉，解除對合閘摯子的約束；與此同時，合閘摯子受滾子的壓迫而逆時針轉動，解除儲能維持，位于主軸上的凸輪因合閘彈簧的釋放產生沖擊力，撞上手動儲能軸（即輸出軸）上的搖臂，通過連桿傳動給開關，從而完成合閘操作。 

7.2.2手動操作：拉動合閘手動手柄，施加外力（約為80~120N）帶動合閘半軸上的拔插逆時針轉動時，帶動合閘半軸沿逆時針方向旋轉，從而產生與合閘電磁鐵操作同樣的效果。

7.2.3重合閘操作：機構釋放儲能彈簧的能量后，完成合閘操作；在合閘狀態下，機構再進行儲能操作，完成儲能操作，機構處于合閘已儲能狀態；在此狀態一旦接到正確的信號，機構便能實現一次自動重合閘操作。

7.3 分閘圖5為機構分閘操作示意圖

7.3.1電動分閘：機構接到分閘信號后，分閘電磁鐵的動鐵心向上運動，推動分閘脫扣桿作向上運動，使分閘半軸逆時針方向旋轉，解除對分閘摯子的約束。與此同時，分閘摯子受滾子的壓迫而逆時針轉動，搖臂因受開關內部分閘彈簧的推動而逆時針方向旋轉，從而完成合閘操作。

7.3.2手動分閘：拉動分閘手動手柄，施加外力（約為80~120N）帶動分閘半軸上的拔插逆時針轉動時，帶動分閘半軸沿逆時針方向旋轉，從而產生與分閘電磁鐵操作同樣的效果。

7.4 操動機構二次控制回路電氣原理圖在圖6中，當機構處于末儲能狀態時，行程開關 WD常閉接點接通，電動機M帶動合閘彈簧開始儲能，儲能完成后，行程開關WD常閉接點斷開，切斷電源，電動機停轉。合閘彈簧儲能結束后，機構如果處于分閘位置，輔助開關常閉接點S1接通，只要有合閘信號，合閘電磁鐵HQ通電，機構進行電動合閘。電動合閘結束，輔助開關常閉接點S1斷開，切斷合閘電磁鐵電源。WD常閉接點接通儲能電動機M電源，電機M帶動合閘彈簧儲能，直到儲能完畢，行程開關WD常閉接點再斷開。
開關合閘之后，輔助開關常開接點S2閉合，只要有分閘信號，分閘電磁鐵線圈TQ就通電，機構進行分閘操作。分閘后，輔助開關常開接點S2打開，切斷分閘電磁鐵線圈電源。