空气开关跳闸的问题分析及解决方法

作者：信息来源:电子市场 2006-9-27

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1 空气开关跳闸的问题分析供电系统自动空气开关的失压脱扣器是一个电磁铁，失电瞬间会在弹簧的带动下衔铁释放，然后带动跳闸机构动作，空气开关完成跳闸操作。为了防止高压系统闪电瞬间失压脱扣器衔铁释放，经过分析提出了以下三个技术解决方案： ①将电磁失压脱扣器的衔铁捆住，防止其释放，这样可以达到闪电时空气开关不...

1 空气开关跳闸的问题分析

供电系统自动空气开关的失压脱扣器

一个电磁铁，失电瞬间会在弹簧的带动下衔铁释放，然后带动跳闸机构动作，空气开关完成跳闸操作。高压配电系统闪电时，失压脱扣器若能延时几秒钟后再起跳，在高压系统电压瞬间恢复正常后，供电系统才能够得以维持正常供电，从而显著降低闪电对轻烃装置生产的影响。为了防止高压系统闪电瞬间失压脱扣器衔铁释放，经过分析提出了以下三个技术解决方案：

①将电磁失压脱扣器的衔铁捆住，防止其释放，

样可以达到闪电时空气开关不起跳的目的，但在系统永久失电时，空气开关也无法动作，失去了存在的意义，故不可取；

②采用 UPS系统给失压脱扣器供电的方法，经过反复试验，由于设备接线复杂、可靠性差、无法稳定实现延时起跳，故不可取；

③将失压脱扣器线圈电源改为直流电源，在该线圈上并联一只贮能电容，系统电压过低时，电容自动向失压脱扣器线圈释放电能，使其维持一定时间的吸合状态，待贮能电容放电结束后，失压脱扣器失电，空气开关自动完成延时起跳操作。其改造方法类似交流接触器的交流启动、直流无声运行，接线方式简单，经试验可靠性高，故被采用。

2 技术改造依据

为了测量不同电容量的贮能电容的放电延时时间，我们连接一台同型号的备用断路器（电路示意图见图 2 ）上，分批次测定不同电容量的贮能电容维持失压脱扣器的吸合时间（见表1）。

由试验测定数据可知，采用 2200μF的电容能保证失压脱扣器维持吸合时间为5s，闪电时可以有效地保障自动空气开关延时起跳，故选用2200μF的贮能电容。

经测定，失压脱扣器线圈直流电阻为 540Ω，交流电压380V，电流0.045A 。因交流线圈通过相同的直流电流和交流电流时，吸力维持不变；交流电源改成直流电源时，电感线圈无感抗，其总体阻抗等于其直流电阻，故所需

直流电压＝电流×电阻＝0.045×540＝24.3V

经分析确定最终选取所需使用的电器元件见表 2所示：

3 解决方法

我们首先选择安装一个 50W的控制变压器，将400V交流电变为24V交流电；再经过桥式整流堆，将失压脱扣器线圈电压由24V交流电转换为24V直流电；最后在桥式整流堆与失压脱扣器线圈构成的回路中，并联一个2200uF的贮能电容，闪电时为失压脱扣器线圈供电（电路示意图见图3）。

当发生闪电供电系统电压瞬间失去时，贮能电容自动向失压脱扣器线圈释放电能，使其维持吸合状态，因空气开关须经过 5秒钟后才会跳闸，在这5秒钟以内，供电系统若能及时恢复正常，则空气开关不会跳闸，这样就可以有效地保障了空气开关起跳动作延时，待高压系统电压恢复正常后，供电系统仍可维持正常供电，同时避免了闪电造成机泵等动力设备瞬间停运现象的发生，将会极大地降低了高压系统闪电对轻烃装置连续生产的影响。