西安柱上永磁智能真空斷路器

一、戶外柱上斷路器概述

HW3M-12型戶外高壓智能真空斷路器(以下簡稱斷路器)是三相交流50Hz，適用于額定電壓為12kV的戶外高壓開關設備。斷路器符合國標GB1984《高壓交流斷路器》及專業標準JB3855《3.6～40.5kV戶外交流高壓真空斷路器》和相關的IEC標準。常供工礦企業、發電廠以及變電站作電氣設備的控制和保護之用，并適用于頻繁操作的場所。斷路器具有多次開斷和快速重合閘的能力。

HW3M -12型戶外高壓智能真空斷路器，是我公司自主研發的一種綜合保護戶外智能開關。它主要由真空斷路器本體和控制器的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電纜進行電氣連接，具有故障檢測功能，保護控制功能和通訊功能，能可靠判斷、檢測開關進、出線側的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。

斷路器采用永磁操動機構，斷路器機械壽命為1萬次,1萬次之內無需檢修、調整，實現了高可靠，長壽命。

西安柱上永磁智能真空斷路器

二、斷路器型號、名稱及含義

  H  W  3   M  –  12 / 630 – 20

                                      額定短路開斷電流（kA）

                                      額定電流(A)

                                      額定電壓(kV)

M為永磁機構

產品設計序號

戶外

智能真空斷路器

三、使用環境條件

a) 環境溫度不高于 + 45 ℃，不低于 – 30 ℃；

   b) 空氣相對濕度：日平均值不大于95%，月平均值不大于90%；

  飽和蒸汽壓：日平均值不大于2.2×10^-3 MPa，月平均值不大于1.8×10^-3 MPa；

  在高濕度期溫度急降時，可能凝露；

   c) 海拔高度不超過 1000 米；

   d) 地震烈度不超過8級；

   e) 無火災、爆炸、嚴重污穢、化學腐蝕以及劇烈震動的場所。

客戶如有其它特殊要求，可在訂貨時提出，我公司可給予zui大滿足。

四、主要技術參數

4．1斷路器主要技術參數，見下表

4.2  斷路器機械特性參數，見下表

五、斷路器的主要元器件

5．1固體密封真空滅弧室

1. 采用硅橡膠包封（作為絕緣及緩沖），體積小；
2. 封裝在環氧樹脂絕緣筒內；
3. 抗凝露性能優良；
4. 工作壽命長，性能可靠。

5．2固封絕緣筒

1. 符合環保要求：無油和SF6氣體；
2. 采用防塵硅橡膠對絕緣筒進行包封，防污等級高；
3. 美觀、輕，易于運輸。

5．3 永磁操作機構

1. 運用單穩態永磁技術，可靠性高、低能耗、低噪音；
2. 機械結構簡單，零件少，運動部件只有一個，與傳統

的彈簧機構幾十個相比，大大減少了故障源，因而極

大的提高了可靠性。同時取消了容易引發故障的機械脫、

鎖扣裝置，使整個系統的操作可靠性得到了提高。

1. 永磁機構控制器的自適應及自檢功能，可對永磁機構的運動特性進行優化，使真空開關的機械特性達到，從而延長了永磁機構和真空滅弧室的壽命。
2. 無需定期維護保養。
3. 技術數據如下表：

      機構拉開斷路器處于分閘狀態         機構閉合斷路器處于合閘狀態

5.4  分、合指示

1. 在斷路器機箱的正面及側面各有一個分、合指示，保

證斷路器在任何安裝方式下都能在柱下看清分合狀態。

1. 分合指示上噴涂有熒光粉，可在夜間也能清楚看清。

5.5  電流互感器

1. 配置戶外抗老化高精度的雙繞組電流互感器，保證

電流互感器在負荷電流和故障電流、零序電流下具

有良好的線性度，即可用于測量又可用于保護；

1. 過流定值等可以通過控制箱現場設定。

5.6永磁機構智能控制箱

1. 帶UPS功能

具備UPS功能：交流失電可合分50次以上，保證48小時內正常工作；

1. 定時限保護功能

定時限保護方式按照傳統的三段式電流保護方式（速斷、速斷、過流）進行；

1. 反時限保護功能

反時限保護是按照固定的熔絲曲線進行保護（曲線按標準的熔絲曲線）；

1. 重合閘功能

可以按照事先整定的次數進行多次重合閘功能；

1. 手合遇故障功能

手動合閘時，出現故障，控制器立即斷開閉不進行重合閘。

1. 防涌流功能

在手合時當電流小于用戶設置的防涌流電流值則延時用戶設置時間進行防涌流，如果電流大于用戶設置的防涌流電流值則不防涌流。若不需要投入該功能，請在該菜單中設置為X，即顯示為：OFF。防涌流菜單的設置方法同過流菜單的設置方法。

1. 操作功能

重合器控制器提供了控制器面板操作功能，遙控器操作分、合閘功能以及遠方控制、遠程主機操作功能。

1. 液晶顯示功能

為產品的整定、設置、查看提供直觀的各種參數。

1. 事件記錄功能

可記錄zui近的255條事件。

1. 記憶功能

各種設定的數據自動進入記憶單元，10年不丟失。

1. 遙信量檢測功能,具備四遙通訊功能.

可檢測開關的當前狀態

1. 顯示自動保護功能

在沒有按鍵按下的情況下，為保護液晶，3分鐘后顯示自動關閉，按下任一鍵恢復顯示到主項面。

1. 備用電源自動管理功能

為節約備用電源，在沒有外部電源的情況下5分鐘后自動關閉蓄電池電源，需要使用時可恢復；來電后自動恢復。

1. 零序保護功能

當需要設定零序保護功能的時候，在零序菜單中設定需要的零序電源的大小以及需要的零序保護延時。如果不需要投入該功能，請在菜單中將ACT和Alarm設置為X。零序保護菜單的設置方法同過流菜單的設置方法。在設置為ACT時，零序保護閘后將閉鎖，在設置為Alarm時，報警但不閉鎖。

1. 控制器主要技術參數

5.7 輕巧、可靠的緊急手動分、合閘裝置

1. 當控制系統無電源或出現遙控失靈等異常時，

可手動緊急分、合閘，可靠開斷、關合額定

負荷電流。

1. 手動分閘裝置與聯動軸分開，控制箱未連接時，

手動分閘裝置有效，手動合閘裝置則必需在控制

箱連接妥當后才有效。

5.8 電壓互感器

1.   采用外置電壓互感器，互感器為環氧樹脂全封閉澆注絕緣結構，鐵芯采用優質冷軋硅鋼繞制，經退火處理后與一次繞組及二次繞組一起用環氧澆注成型，耐污穢、耐潮性能良好。
2. 銘牌處有二次接線保護端子盒，接線方便，防塵效果好。
3. 額定二次輸出及其相應準確級見下表

5.9 航空插頭

采用不銹鋼材料，

智能控制器可以實現電力自動化配網

（１）ＧＰＲＳ聯網

（２）ＧＳＭ短信聯網

（３）電力載波聯網

（４）ＣＡＮ總線聯網

（５）光纖聯網

下面我介紹一下ＧＰＲＳ聯網

整體方案

1 方案總體要求

1）根據實際情況，為保證產品安全、可靠運行，該方案設計時，以滿足以下要求為出發點。

1. 產品安全、可靠，這是產品zui基本的要求。所有產品應是成熟可靠的產品，有著*的保護功能，在系統發生故障時，應快速的隔離故障而不會造成越級跳閘。
2. 通過GPRS網絡實現遠程控制與監測，能實時將產品運行狀態和電壓、電流的變化通過無線網絡反映到后臺主機。系統發生故障時，能實時將故障上報后臺主機。
3. 具有*的保護功能，可實現合閘涌流、過流延時和短路速斷保護。合閘涌流延時、過流延時時間可調。
4. 一體化設計，防破壞，安裝方便。
5. 電壓互感器內置高壓限流熔斷器，能防止因電壓互感器故障造成線路越級跳閘。
6. 良好的操作界面，易操作，易維護。
7. 能節省投資，在滿足性和有關規范的要求前提下盡量節省投資。

六、斷路器的基本結構

   6.1  斷路器由斷路器本體、加裝電壓互感器和永磁控制箱三部分組成,斷路器本體結構采用操動機構和滅弧室上下布置的形式，斷路器本體內部結構圖見圖1

1分閘彈簧  2輔助開關  3起吊裝置   4驅動拉桿  5永磁機構  6箱體

7接線盒  8接地標牌  9絕緣拉桿  10下絕緣筒  11導電夾  12真空滅弧室

13上絕緣筒  14上出線座   15電流互感器   16下出線座  17電壓互感器

圖1 斷路器內部結構圖

七、斷路器的工作原理

7．1 滅弧原理   

斷路器配用的真空滅弧室，具有的真空度，以真空作為滅弧和絕緣介質。當動、靜觸頭在操動機構作用下帶電分閘時，在觸頭間將會產生電弧；同時，由于觸頭的特殊結構，在觸頭間隙中產生出一定的縱向磁場，使真空電弧保持著擴散型，并維持低的電弧電壓。在電流自然過零時，殘留的離子、電子和金屬蒸汽在微秒數量級的時間內就可復合或凝聚在觸頭表面和屏蔽罩上，滅弧室斷口的介質絕緣強度很快被恢復，達到分斷的目的。

7．2 永磁機構工作原理

 電動分、合閘：永磁操動機構動鐵芯動作，直接推動絕緣拉桿上下運動，完成合、分閘動作。動作完成后由永磁體提供的剩余磁場力，保持合、分閘狀態。

手動分閘：拉動分閘手柄，手動脫扣軸向下帶動動鐵芯動作完成分閘操作。

八、控制箱操作

8．1 控制箱面板

8．2 LCD液晶及鍵盤

8．2．1鍵盤按鍵功能

面板上共有9個鍵，每一個鍵的功能如下：

• RST    鍵，  復位鍵回到主頁面
• ＋ －  鍵，  加減鍵
• ENT    鍵，  確認鍵
•        鍵，  上下翻頁或移位健
•        鍵，  左右移位鍵
•  ESC   鍵，  取消鍵

          ：向下鍵，每按一次    鍵，顯示屏向下翻屏（即向下翻一頁）。

          ：向上鍵，每按一次    鍵，顯示以期向上翻屏。

：整定參數時，光標顯示的設定數以下，每按一次   鍵，光標向右移動一字。

：整定參數時，光標顯示在設定數以下，每按一次   鍵，光標向左移動一字。

ENT   ：確認鍵，它與   鍵配合可以進入當前頁的設置修改頁，按下ENT鍵，出現“請輸入密碼”字樣，再按下ENT鍵進入當前頁的設置修改頁：ENT鍵并且對設定或修改好的值進行確認，只有經過ENT鍵確認，設置或修改的值才有效，否則無效。

＋－  ：加減鍵，設定或修改參數時，每按一次＋－鍵，光標下的數值加1或減1。

調試按鈕：在沒有外部電源的情況下，如果要查看參數只要按下此按鈕并保持1秒即可查看。

8．2．2 LCD液晶顯示及鍵盤操作

• 上電后，點陣式LCD液晶顯示字符如下為初始頁：

• 系統設定菜單

菜單首頁時，按“ENT（確定）”鍵，就進入主菜單：（陰影區域表示光標，箭頭表示手指向。）

• 選擇系統設定后就進入定、反時限方式狀態頁。

     若要進入定、反時限以設置頁，對定、反時限進行選擇修改時，先按下ENT確認鍵，這時，菜單出現“請輸入密碼”的提示，顯示如下：

連續按4個向下鍵

再按一下確認，即進入設置狀態，顯示頁出現光標，顯示如下：

（注：以下設定時如出現輸入密碼的提示，可采用同一方法解密。）

這時顯示的上次設置的方式，X部分有1、2兩種選擇，1：為定時限2：為反時限。X部分用＋、－鍵進行選擇，隨關X部分的變化后面部分也隨著變化，然后按確認鍵對設置進行確認，光標消失，參數即存入控制器，例如顯示如下：

在定反時限頁上，分別按一次、二次、三次、四次   鍵就可以進入時間設定、通信波特率、地址設定頁，同樣也可按   鍵進入。進行上面類似的操作就能對這些參數修改、設置。ESC（取消）鍵，退出該子菜單，回到主菜單。

• 時間設定功能

在前一狀態下，按    鍵進入時間設定功能菜單。顯示如下：

表示當前時間為2005年1月23日15點23分28秒。修改時間時，設置方法同上面“時限選擇的設置”。出現光標，按               鍵一定光標，按＋、－鍵修改數字。然后按確認鍵對設置進行確認，光標消失，參數即存入控制器。

• 通訊波特率選擇

在前一狀態下，按    鍵進入通訊波特率設定功能菜單。顯示如下：

表示當前與電腦通訊所采用的通訊波特率為9600。修改時，設置方法同上面“時限選擇的設置”。出現光標，按＋、－鍵修改數字。然后按確認鍵對設置進行確認，光標消失，參數即存入控制器。  

對應關系：4：4800

              5：9600

D.通訊地址設定：在前一狀態下，按   鍵進入地址設定功能菜單。顯示如下：

    該功能用于這臺柱上開關組網時，身份識別用，在不組網時，該地址可以不修改，如要修改方法同前。

• 定值設定子菜單：

1．若在主菜單上按    鍵，光標將向下翻一行停在定值設定上，此時按下“ENT（確定）”鍵就進入了該子菜單的頁顯示如下：

A.若在“系統設定”子菜單選擇定時，頁顯示如下：

第2行有打“X”OFF表示關閉該功能和打“√”ON表示啟用該功能兩種狀態。可以對電流門限I （即XX.XXA）進行設置和修改、動作時間（即XX.XXS）進行設定和修改。光標上的值可通過＋、－進行設置和修改，光標通過               米移動。電流設定值的范圍：0.01A—30.0A（此為二次側電流值，對應一次側電流如表1所示）。

建議：在設置過流一、二、三段時，過流一段為速斷，過流二段為速斷，過流三段為過流。注意：定時限和反進限只可選其一。

B．若在“系統設定”子菜單選擇反時，頁顯示如下：

TCC曲線是用米設置時限保護時分閘的時間。

曲線說明：Standard  IT 標準反時限曲線

用戶可根據自己的需要選擇。如果用戶使用時覺得曲線不夠。本公司可根據用戶要求添加曲線。zui小啟動電流IMIN，它是用來設置反時限的電流門限。設定的范圍：0.05—6.0。進入設置頁方法同“時限選擇的設置”。TP為時間速定系數。

保護電流設定值與一次側電流對照表(表1)

•  設置重合閘次數

在前一狀態下，繼續按   鍵，便可進入重合閘次數設置菜單。顯示如下：

其中X：    為上次設定的。

重合次數定值說明

如果要對重合閘操作方式進行設置，設置方法同“時限選擇的設置”。X可用

＋、－來選擇上面表中的序號，后面的“－”根據前面的序號做相應的變化，共4種動作方式，序號從1—4，用戶可根據需要進行選擇。

• 重合閘時間設置功能：

在前一狀態下，按    鍵，進入重合閘時間設置菜單。顯示如下：

共有T1、T2、T3、Trst 四個時間可以設置，T1、T2、T3分別表示、二、三次重合時間間隔，Trst 表示復位時間（Trst >過流時限值T1+T2+T3）。各個重合時間的設置和修改，同上“時限選擇的設置”。光標通過              鍵移動，值通過＋、－選擇。

次重合閘間隔時間T1：0～180.0s；　　步長；　0.1

第二次重合閘間隔時間T2：0～999.9s；　　步長；　1

第三次重合閘間隔時間T3：0～999.9s；　　步長；  1

復位時間Trst ：         0～999.9s； 　 步長；　1

涌流抑制功能設置：

在前一狀況下，按    鍵，進入涌流抑制設置菜單。顯示如下：

第二行有打“×”OFF表示關閉該功能和打“√”ON表示啟用該功能兩種狀態。Ftrip是涌流定值，Tdly是涌流動作延時時間。用戶對這些值的修改和設置，設置方法同上“時限選擇的設置”。光標通過              鍵移動，值通過＋、－選擇。

6.零序保護功能設置：

在前一狀態下，按    鍵，進入涌流抑制設置菜單。顯示如下：

第2行有ACT（動作跳閘），第3行有Alarm（報警），打“√”表示啟用該功能，打“X”表示關閉該功能。I0是零序過流定值，Tdly是零序過流動作延時時間。用戶對這些值的修改和設置，同上“時限選擇的設置”。光標通過             鍵移動，值通過＋、－選擇。

出廠定值設定如下表:

零序保護電流定值整定原則表

如果不采用表中的定值，用戶也可以采用下面的計算對零序電流的整定值進行計算。

定值計算公式

電流定值=[界內架空線的長度（km）×0.02＋電纜界內長度(km) ×1] ×3×1.5(A)

零序保護電流定值表

零序保護延時定值表

速斷保護電流定值表

• 系統監視子菜單：

按“取消”鍵回到主菜單，再按    鍵，將光標停在系統監視上，此時按下“確定”就進入了該子菜單的下級菜單。顯示如下（黃色區域表示光標）

• 測量值監視功能：

按“取消”鍵回到上一菜單頁，移動光標到“測量值監視”上，按“確認”鍵進入測量值監視功能菜單。顯示如下：

該頁顯示的是低羰保護的電流電壓值，電流電壓的波動不超過正負5%，Uab、Ubc、Ia、Ib、Ic是電壓、電流值，P是有功功率值，Q是無功功率值，F是頻率值，IO是零序電流值，IC是諧波電流值。

B．開關量監視功能：

按“取消”鍵回到上一菜單頁，移動光標到“開關量監視”上，按“確認”鍵進入測量值監視功能菜單。顯示如下：

YX1表示開關狀態：“分”表示開關在分閘狀態；“合”表示開關在合閘狀態。Yx7表示開關儲能狀態。

C．故障記錄功能：

按“取消”鍵回到上一菜單頁，移動光標到“故障記錄”上，按“確認”鍵進入故障記錄功能菜單。顯示如下：

    本控制器是默認顯示zui后一次故障動作時間、原因。上面是故障產生的時間。接著是故障原因，可通過按＋、－鍵查看以前故障動作記錄。如按－鍵，可顯示前一次動作記錄。本控制器可以存儲255次故障動作記錄，若故障動作記錄滿，把zui早的刪除，新的添上。如果發生，則顯示：

D．系統自檢

按“取消”鍵回到上一菜單頁，移動光標到“系統自檢”上，按“確認”鍵進入測量值監視功能菜單。這是重合器系統內部的自檢，不可人為改變。顯示如下：

  用戶通過操作面板上的LCD液晶顯示屏和按鍵，可以顯示并且用戶可以進行頁面操作：

• 時間設置
• 通訊波特率        
• 地址設置
• 時限選擇設置
• 過流設置
• 速斷
• 速斷設置
• 重合閘次數
• 重合閘時間
• 涌流抑制
• 零序保護  
• 測量值監視
• 開關量監視
• 故障記錄
• 系統自檢
• 版本信息

本地遙控器合、分閘操作利用遙控器可在本地進行遙控合、分閘。操作方法如下：

合閘：先按“合閘”鍵，再按“確認”鍵；即：先按“B”鍵，再按“D”鍵；

分閘：先按“分閘”鍵，再按“確認”鍵；即：先按“A”鍵，再按“D”鍵；

備注：兩次按鍵時間間隔不能超過3秒鐘，否則前一次鍵無效。

注意：如果遙控器不用，要把遙控器中的電池取出，并且經常檢查遙控器電池是否充足（遙控器電池型號為：12VP23A），若電量不足需及時更換。

運動/就地切換開關：在就地位置時運動與通訊都不能對控制器進行分、合閘操作；在運動位置時控制器面板與遙控器都不能進行操作。

欠壓指示燈：當欠壓指示燈亮時表明蓄電池電壓偏低，應該立即充電

• LCD液晶顯示及鍵盤操作

開關設備接口：交流輸入回路、遙信輸入、電源等通過電纜接入。具體接入號如下：

九、接線定義

控制口26芯管腳排列圖

                                                            正面                        接線柱

26芯航空插座說明：

1：IA        （進）                        9：PT-1 220V     

2：IB        （進）                        10：CDA 合閘同步觸點信號

3：IC        （進）                        11：CDA 合閘同步觸點信號

4：IABC      （公共端）                    12：PT-2 220V

5：PT-3         　                         16：HM14永磁機構

6：PT-4                                        19：HM15永磁機構

7：PT-5                                        20：HM5-4同步觸點信號

8：PT-6                                     22：HM5M-1 同步觸點信號

十、斷路器的調試與安裝

斷路器的調試和操作中的各項工作應由受過專門訓練、詳細了解本開關性能的專業人員進行，工作中必須考慮相應的保護和預防措施。

10．1 準備工作（在一次回路通電之前進行）

10.1.1斷路器開箱后，應檢查固定真空滅弧室的絕緣筒有無破裂，產品銘牌、合格證是否與訂貨單相符，裝箱清單是否與實物相符，確信完好無誤后再清理表面灰塵污垢。然后用工頻耐壓法檢查真空滅弧室的真空度（工頻耐壓法檢測）。

10.1.2 運行前的檢查  

 斷路器在投入運行之前，必須仔細核對各操作元件的額定電壓（或電流）與實際情況是否相符，給控制部分接通電源（電源電壓根據訂貨要求），檢驗儲能指示燈是否在10秒時間內點亮，機構每次上電，均有10秒種的蜂鳴器的報警聲，必須要在上電的報警聲停止后方可進行分合閘動作。

十一、維護

11.1、必須要由專業的設備維護人員進行如下的定期維護。

11.1.1檢查斷路器的各安裝螺釘是否松動，如有松動進行加固；

11.1.2由經過培訓的專業人員檢測超程和開距，按要求調整各相的參數；

11.1.3重新調整超行程之后的斷路器在使用前必須重新檢測合閘狀態下上下出線間的回路電阻；

11.1.4使用機械特性測試儀測量斷路器的機械特性；

11.1.5使用前對斷路器重新進行一次回路的耐壓檢驗；

11.1.6真空滅弧室在使用20年或達到技術參數表中規定的短路電流開斷次數或電壽命后即需更換。

11.2、蓄電池的使用和維護

產品的備用蓄電池是2節12V7AH免維修蓄電池。在產品正常使用時，插上交流電源，一邊對產品提供電源，一邊對蓄電池充電。在交流電源失去后，本產品在5分鐘后自動關閉備用電池開關，這時，如果要使用，按下調試按鈕保持1秒即可工作。

每年對蓄電池必須檢查一次，如果蓄電池電壓低于12V，必須立即更換。蓄電池的型 為：日本YUASA公司的NP7-12/12V  7AH，或其他公司相同性能，相同容量的蓄電池。每3年對蓄電池必須更換一次。

11.3安裝示意圖

單桿安裝

雙桿安裝

11．4安裝尺寸

十二、運輸與儲存

13.1 斷路器在運輸時必須整臺裝入封閉的包裝箱內并予以可靠的固定，運輸時不可側放、倒放。

13.2 應在干燥的室內進行產品的裝箱或開箱，并核對產品和零部件是否完整、是否與裝箱單相符。

13.3 斷路器應存放在干燥、通風、防潮、防震、無有害氣體侵蝕的室內，存放時應在傳動部分涂上潤滑油脂，并定期檢查環境是否符合要求。

十四、隨機文件

1. 產品合格證；
2. 安裝使用說明書；
3. 斷路器接線圖
4. 裝箱單。

十五、訂貨須知

用戶在訂貨時應注明：

1. 斷路器的型號、名稱及對控制箱內配置的要求；
2. 斷路器的額定電壓、額定電流和額定短路開斷電流和額定操作電壓；
3. 互感器變比、精度及數量；
4. 所需備品、備件的名稱和數量；
5. 其他特殊要求。

敬 告 用 戶

隨著技術進步及配電要求的改進與提高，今后樣本中有改進與不同之處，以改進后的內容為準，屆時恕不另行通知。