ZHXQB型電磁線圈保護(hù)裝置的原理及應(yīng)用

1、ZH-XQB型電磁線圈保護(hù)裝置的原理及應(yīng)用摘要在高壓電器領(lǐng)域，電磁線圈應(yīng)用在高壓斷路器的分、合閘回路中，高壓斷路器發(fā)生拒分、拒合故障時(shí)，多數(shù)電磁線圈不能限時(shí)斷電而燒損，因此電磁線圈的平安運(yùn)行，一直倍受人們關(guān)注。zhxqb型電磁線圈保護(hù)器的限時(shí)斷電功能及反電勢(shì)功能，可以有效保護(hù)高壓斷路器的分、合閘電磁線圈。關(guān)鍵詞高壓斷路器電磁線圈限時(shí)斷電反電勢(shì)電磁兼容1前言電磁線圈在電力系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛，在高壓電器領(lǐng)域，電磁線圈應(yīng)用在高壓斷路器的合閘回路及分閘回路中。高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開(kāi)關(guān)設(shè)備，在正常運(yùn)行時(shí)，斷路器可以接通和切斷電氣設(shè)備的負(fù)荷電流；在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)那么能可靠切短路電流，防止

2、事故擴(kuò)大，保證電力系統(tǒng)平安運(yùn)行，因此斷路器的操控是電力系統(tǒng)最重要的控制操作。跳閘操作：斷路器控制器發(fā)出分閘命令，分閘電磁線圈勵(lì)磁，啟動(dòng)閥系統(tǒng)或摯子系統(tǒng)，通過(guò)液壓或彈簧力的釋放，驅(qū)動(dòng)斷路器滅弧室的主觸頭，完成斷路器的分閘操作，當(dāng)斷路器跳閘操作完成即刻，斷路器的動(dòng)合觸頭輔助開(kāi)關(guān)qf1立即斷開(kāi)，斷開(kāi)分閘電磁線圈回路。合閘操作：斷路器控制器發(fā)出合閘命令，合閘電磁線圈勵(lì)磁，啟動(dòng)閥系統(tǒng)或摯子系統(tǒng)，通過(guò)液壓或彈簧力的釋放，驅(qū)動(dòng)斷路器滅弧室的主觸頭，完成斷路器的合閘操作，當(dāng)斷路器合閘操作完成即刻，斷路器的動(dòng)合觸頭輔助開(kāi)關(guān)qf2立即斷開(kāi)，斷開(kāi)合閘電磁線圈回路。在許多應(yīng)用電磁線圈的場(chǎng)合，特別是應(yīng)用在高壓斷路器中，

3、要求電磁線圈體積小，功率要大，為確保電磁線圈平安，電磁線圈的通電時(shí)間有嚴(yán)格限制。假如斷路器的動(dòng)合觸頭輔助開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障，無(wú)法迅速完成合分轉(zhuǎn)換，這樣電磁線圈無(wú)法及時(shí)斷電，使電磁線圈因通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而燒毀；還有一些故障是使電磁線圈因通電時(shí)間延長(zhǎng)，使電磁線圈經(jīng)受過(guò)熱，導(dǎo)致電磁線圈絕緣損壞。根據(jù)電力集團(tuán)公司、省自治區(qū)、直轄市電力公司局的統(tǒng)計(jì)，從1990年到1999年10年中，10千伏等級(jí)到220千伏等級(jí)配電開(kāi)關(guān)共發(fā)惹事故1608次，其中拒分事故共發(fā)生331次，占事故總數(shù)的20.6%；拒合事故共發(fā)生了90次，占事故總數(shù)的5.6%，這種拒分、拒合故障中，多數(shù)電磁線圈不能限時(shí)斷電而燒毀。因此電磁線圈限時(shí)通電及確

4、保電磁線圈平安運(yùn)行，一直是電力系統(tǒng)中倍受關(guān)注的問(wèn)題。另外，電磁線圈中電流由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)斷開(kāi)狀態(tài)的過(guò)程，會(huì)產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，危及電磁線圈的絕緣。2zhxqb型電磁線圈保護(hù)裝置的原理21電磁線圈損壞原因溫度是一個(gè)根本的圍物理量，許多設(shè)備的故障是由過(guò)熱而造成的。在正常運(yùn)行時(shí)，電磁線圈在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)，工作電流產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽咕€圈溫度升高，一般不會(huì)超出規(guī)定范圍；但假如超過(guò)規(guī)定時(shí)間通過(guò)工作電流，會(huì)使電磁線圈過(guò)熱，而使線圈的物理性能及絕緣性能迅速下降，甚至損壞線圈。另一個(gè)原因是過(guò)高的反電動(dòng)勢(shì)，使線圈匝間絕緣受到破壞。22xqb型電磁線圈保護(hù)裝置的原理框圖zhzhxqb型電磁線圈保護(hù)裝置的原理框圖見(jiàn)

5、圖1。圖1zhxqb型電磁線圈保護(hù)裝置的原理框圖虛線框內(nèi)23工作原理直流電磁線圈通電工作。直流電源正端經(jīng)常性開(kāi)關(guān)k和輔助開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)fk等接到保護(hù)器端子1，開(kāi)關(guān)電源立即工作；同時(shí)電源又經(jīng)常性延時(shí)觸點(diǎn)p1、保護(hù)器端子4及經(jīng)直流電磁線圈回到直流電源負(fù)端，直流電磁線圈啟開(kāi)工作例如完成分閘操作。吸收反向電動(dòng)勢(shì)電路。當(dāng)輔助開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)斷開(kāi)電源時(shí)，保護(hù)器內(nèi)部“吸收反向電動(dòng)勢(shì)電路工作，吸收觸點(diǎn)斷開(kāi)電源時(shí)產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)，延長(zhǎng)了直流電磁線圈的使用壽命。延時(shí)控制電路。當(dāng)直流電磁線圈控制器電路有故障不能即時(shí)斷開(kāi)電磁線圈電路時(shí)，線圈保護(hù)器內(nèi)部的“延時(shí)控制電路在2秒左右強(qiáng)行斷開(kāi)直流電磁線圈電路，從而確保直流電磁線圈不會(huì)燒壞。

6、消弧電路。為了削弱輔助開(kāi)關(guān)觸頭斷電拉弧，可將保護(hù)器內(nèi)部“消弧電路從保護(hù)器端子3號(hào)，連接到通斷的“觸點(diǎn)前，就可消除通斷形成的電唬抗干擾限幅電路?？垢蓴_限幅電路可以削弱串入保護(hù)器的強(qiáng)干擾電壓幅值。3、主要功能及抗擾度試驗(yàn)31主要功能311限時(shí)斷電功能利用電磁線圈動(dòng)模實(shí)驗(yàn)儀，對(duì)電磁線圈保護(hù)裝置本臺(tái)已設(shè)置限時(shí)2秒進(jìn)展了檢驗(yàn)。檢驗(yàn)裝置示于圖2，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。表1zhxqb電磁線圈保護(hù)裝置限時(shí)斷電時(shí)間d=220v，單位：s次數(shù)12345斷電時(shí)間2.222.212.232.192.25檢驗(yàn)說(shuō)明：zhxqb型電磁線圈保護(hù)器限時(shí)為2秒0.5。圖2限時(shí)斷電時(shí)間檢驗(yàn)裝置312對(duì)斷路器合、分線圈反向電動(dòng)勢(shì)的吸收才能

7、檢驗(yàn)線路示于圖3，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。表2反向電動(dòng)勢(shì)吸收才能試驗(yàn)數(shù)據(jù)序號(hào)電磁線圈型號(hào)電壓、線圈電阻測(cè)試電壓v未加保護(hù)反電動(dòng)勢(shì)v加保護(hù)反電動(dòng)勢(shì)v1額定電壓220v電阻：1202233501002206001752659252002額定電壓220v電阻：80143500150220220025026512022003額定電壓220v電阻：43.314385025022022022002651300300結(jié)論:能吸收在65%120%額定電壓下各種線圈反向電動(dòng)勢(shì)的70%80%.圖3檢驗(yàn)斷路器合、分線圈反向電動(dòng)勢(shì)的吸收才能電路32電磁兼容試驗(yàn)在國(guó)家繼電器質(zhì)量監(jiān)視檢驗(yàn)中心進(jìn)展321振蕩波抗擾度檢驗(yàn)對(duì)電磁線圈保

8、護(hù)器的電源、輸出回路進(jìn)展了共模2.5kv，差模1kv的振蕩波抗擾度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)說(shuō)明：嚴(yán)酷度為級(jí)。322電快速瞬變脈沖群抗擾度檢驗(yàn)對(duì)電磁線圈保護(hù)器的電源、輸出回路進(jìn)展了2kv/5khz的電快速瞬變脈沖群抗擾度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)說(shuō)明：嚴(yán)酷度為級(jí)。323浪涌抗擾度檢驗(yàn)對(duì)電磁線圈保護(hù)器的電源、輸出回路進(jìn)展了線地2kv，線線1kv的浪涌抗擾度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)說(shuō)明：嚴(yán)酷度為級(jí)。324工頻磁場(chǎng)抗擾度檢驗(yàn)采用浸入法對(duì)對(duì)電磁線圈保護(hù)器施加連續(xù)磁場(chǎng)30s磁場(chǎng)強(qiáng)度100a/，短時(shí)磁場(chǎng)3s磁場(chǎng)強(qiáng)度300a/。檢驗(yàn)說(shuō)明：嚴(yán)酷度為級(jí)。4、zhxqb型電磁線圈保護(hù)器的應(yīng)用41用于高壓斷路器合、分閘線圈保護(hù)高壓斷路器合、分閘線圈中接入zhx

9、qb型電磁線圈保護(hù)器后，該高壓斷路器的合、分閘功能及合、分閘時(shí)間滿足該斷路器技術(shù)要求；由于增加了限時(shí)斷電功能及反向電動(dòng)勢(shì)吸收功能，更有效地保護(hù)了合、分閘線圈。zhxqb型電磁線圈保護(hù)器已大量應(yīng)用于西安高壓開(kāi)關(guān)廠、平頂山高壓開(kāi)關(guān)廠及北京開(kāi)關(guān)廠消費(fèi)的高壓sf6斷路器產(chǎn)品中。l25126的合、分閘線圈中接入zhxqb型電磁線保護(hù)器現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)見(jiàn)圖4，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3圖4zhxqb型電磁線圈保護(hù)器應(yīng)用在高壓sf6斷路器l25126中表3斷路器l25126中接入電磁線圈保護(hù)器后分閘時(shí)間檢測(cè)數(shù)據(jù)d=220v單位：s沒(méi)有接入zhxqb型電磁線圈保護(hù)器a26.826.826.7b26.626.726.6b26.626.626.6接入zhxqb型電磁線圈保護(hù)器a95.395.395.3b95.395.295.395.395.395.242用于電磁閥線圈保護(hù)電磁閥線圈d=220v/線圈電阻6000工作于瞬間通電或斷電，它不長(zhǎng)期通電，所以線圈的發(fā)熱的影響可以不考慮。但是這種線圈電感量大，而且通斷電流變化率大，因此會(huì)產(chǎn)生很高感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，假如沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)吸收電路，會(huì)破壞線圈內(nèi)絕緣，損壞電磁閥線圈，在這種場(chǎng)合可以應(yīng)用zhxqb型電磁線