一、引言
隨著我國國民經濟和電力工業的迅速發展，原有電壓為12kV供電網將逐步升級到電壓為24kV供電，在沿海經濟發達地區新建的開發區，已經用額定電壓24kV來環網供電。為此迫切需要開發出額定電壓為24kV高壓負荷開關來滿足用戶的需求，現把以空氣為滅弧介質額定電壓為24kV的NAL24型負荷開關的工作原理、技術參數、設計方法及使用情況作一分析，供廣大電力設計人員參考。
二24KV負荷開關發展概況
對于12KV負荷開關而言，是上世紀中期發展起來的．現在已在供電系統中特別是在工廠、居民小區、箱式變電站等場合已廣泛使用，在有些場合中，為了限制短路電流，寧愿采用負荷開關加限流熔斷器組合電器，用于降低電力系統在短路故障時的動穩定性和熱穩定性，從而進～步更加可靠的保護變壓器，近年來隨著供電網絡額定電壓將從12KV提高到24KV的推廣應用，以及使用24KV環網供電系統建設和24KV箱式變電站使用，額定電壓為24KV的負荷開關和24KV的負荷開關．熔斷器組合電器的開發已成為滿足市場需求的當務之急！為此近年來在12KV負荷開關的基礎上成功開發出24KV負荷開關來滿足市場的需求。
三、以空氣為滅弧介質的24KV負荷開關的結構和工作原理
目前24KV負荷開關的滅弧介質有空氣、真空和六氟化硫，尤其是NAL24型負荷開關填補了以空氣為滅弧介質領域的國內空白，現已成為24KV負荷開關的首選，NAL24型負荷開關是以空氣為滅弧介質，采用壓氣和產氣雙重滅弧系統，其工作原理如下：
負荷開關的靜觸頭座內部設計成一個活塞腔，并配裝活塞，活塞桿與主軸聯結，當主軸旋轉帶動動觸頭分閘時，活塞也被帶動，并與動觸頭同步運動沿活塞腔向上壓氣，被壓出的氣體從噴嘴噴出，形成快速縱向吹弧氣流，即壓氣滅弧，如左圖所示．壓氣滅弧作用與開斷電流大小無關，只與機械運動特性有關，如左圖中曲線2所示。
噴嘴材料為高溫產氣材料，當遇到由電弧產生的高溫時，材料表面將氣化，在瞬間產生大量氣體，并在短時間內聚集在噴嘴狹小的空間內，產生很大的氣壓，起到了有效的滅弧作用，即產氣滅弧。產氣滅弧作用大小與開斷電流的大小成近似正比例關系，即開斷電流越大，產生的溫度越高，噴嘴產生的氣體越多，氣體壓強越高，產生滅弧作用越大，如左圖中曲線1所示。實際開斷電流時，滅弧由活塞壓氣和噴嘴產氣共同完成，如左圖中曲線3所示。由此可見，在開斷小電流時以壓氣滅弧為主，在開斷大電流時以產氣滅弧為主。
四、NAL24型負荷開關的主要技術參數
NAL24型負荷開關的觸頭外型設計合理，觸頭運動速度快，短路關合能力在24KV電壓等級下達到50KA，主要技術指標如下：
額定電壓：24KV
額定電流：630A
額定短路關合電流：50KA
額定短時耐受電流：20KA/2S
額定峰值耐受電流：50KA
額定工頻耐受電壓：65Kv，IMin
（相問及相對地）
額定工頻耐受電壓；79KV/IMin
（隔離斷口間）
額定雷電沖擊耐受電壓：125KV/IMin
（相間及相對地）
額定雷電沖擊耐受電壓；145KV/IMin
（隔離斷口間）
五NAL24型負荷開關的應用實例
高新區新建某外資企業用1250KVA箱式變電站（附箱式變電站主接線圖）。
在圖中，箱式變電站的主變壓器為：SCB20-1250-20/0.4．即一次電壓為20KV．二次電壓為0.4KV，額定功率為1250KVA，采用二路環網進線，二臺進線柜上裝的開關為NAL24-6A275R型負荷開關，即額定電壓為24KV，額定電流為630A，該二臺開關間采用機械的方式進行強制閉鎖，也就是說二臺開關中只能合一臺，不能同時合二臺，但二臺可以同時分閘：出線柜上裝的開關為NALF24-6A275RE型負荷開關，熔斷器組合電器，配裝的熔斷器的型號為XRNT3A-24KV/63A-50KA．該箱式變電站使用二年來用戶反映良好，并且由于額定供電電壓已從原來的10KV提高到20KV．一次回路電流比用10KV供電減少一半，損耗有了較大的降低。
六、總結
1、在現有24KV負荷開關中有空氣式、真空式和六氟化硫式三種滅弧類型的開關，它們各有利弊。
2、對于六氟化硫負荷開關，開斷電壓越高其開斷性能越好，但六氟化硫式負荷開關存在泄漏問題，對環境有一定影響，且六氟化硫氣體一日．和水分結合，生成H2S03、HF、H2F03等易腐蝕酸液，所以在使用中要隨時監測其氣體系統上的壓力表，并及時補氣；同時跟據京都協定書的認定，六氟化硫氣體是六個溫室氣體之一，從環保的角度出發應少用或不用。
3、對真空負荷開關，其開斷電流在真空中，其開斷性能較好，對環境沒有影響，但其開斷截流值較高，其真空壽命十年左右，并且有l%的真空慢性漏氣幾率的存在，在使用中要定期監測和檢查。
4、對空氣式負荷開關，是以空氣為滅弧介質，象NAL24型負荷開關滅弧采用壓氣和產氣雙重滅弧系統，在24KV電壓等級填布了以空氣為滅弧介質開關的國內空白，且通過國家高壓電器質量監督檢驗中心西安高壓電器研究所的型式試驗證明，該滅弧原理在24KV電壓下是可行和可靠的。
5、由于24KV空氣式NAL24型負荷開關采用模塊化設計，結構緊湊，且用雙盤簧操作機構，保證了負荷開關所需要的分合閘速度，特別是分閘速度達到6.5米／秒，確保了負荷開關能開斷和關合大電流。
6、24KV空氣式NAL24型負荷開關安裝方便，可跟據客戶的要求靈活方便的組合安裝成左操右操，正裝倒裝，該開關使用壽命設計為五十年，在24KV負荷開關領域里是最理想的一種，目前已由上百臺開關在箱式變電站中使用。
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