ZW20A-12型户外高压交流真空断路器

1. 概述
ZW20A-12/T1000(630)-25型户外高压交流真空断路器(以下简称断路器)为额定电压12kV，三相交流50Hz的户外配电设备。它采用真空灭弧和SF6气体作为绝缘介质，是ZW20-12型柱上真空断路器改进型产品。箱体采用了引进日本东芝公司VSP5的气体密封，防爆，绝缘结构技术，进出线导管也进行了密封性能改进,整体密封性能优良，内部充装的SF6气体不泄漏，不受外界环境影响，其弹簧操作机构进行了小型化设计和可靠性和稳定性优化，采用直动链条主动和多级脱扣系统，动作可靠性和稳定性比国内传统的弹簧操作机构提高了好几倍：主回路的轴与套之间的接触采用了内收外张式表链结构，主回路的接触电阻小，温升低。所以，ZW20A-12型户外柱上真空断路器是一种免维护产品，是柱上断路器中的佳品。
ZW20A-12较ZW20-12还增加了过流保护，机构弹簧储能指示，并配备航空插座作二次电气连接，便于与智能化控制器相结合。
优良的电气和机构性能，使ZW20A-12型户外柱上真空断路器得到广泛的应用。主要用于开段，关合10kV电力系统的负荷电流及短路电流，适用于变电站及工矿企业配电系统中作保护和控制之用，更适用于电网频繁操作的场合。本产品与控制器配套，具有优良的重合器功能，能满足配电自动化系统要求。
本产品主要符合以下标准：
GB1984 高压交流断路器
GB/T11022 高压开关设备及控制设备标准的共用技术要求

2. 型号及含义

3. 使用条件
3.1 海拔高度：不超过2000m;
3.2 周围空气温度：-40°C～+40°C，日温差：日温变化不大于25°C;
3.3 风速:不大于35m/s;
3.4 无易燃，爆炸危险，强烈化学腐蚀物(如各种酸，碱或浓烟等)和剧烈震动的场所。

4. 产品特点
操作灵活，方便：本产品既可电动储能，电动分合闸，也可手动储能，手动分，合闸功能，并能近距离或远离遥控操作；
开断性能优越：开断短路电流25KA达30次；
操作功率小，可靠性高：全新设计的小型化电动弹簧机构，机件数目和储能电机是额定功率(约40W左右)都降低到最低水平；
安装方式灵活：可采用柱上吊装或坐安装方式；
具有免维护特性：断路器主回路，二次元器件,操作机构均密封在SF6气体(零表压)中，不受外界环境影响，性能稳定，可靠，免维护；
密封性能可靠：采用成熟的密封结构技术，密封性可靠；
进出线绝缘性能优良：采用硅橡胶套管，使接线端子之间绝缘离充裕，外绝缘性能优良使用安全；
“四遥”功能：可与控制器配套，实现遥控，遥测，遥信和遥调功能。

5. 技术参数
5.1 断路器本体的额定参数

5.2 断路器本体的机械特性参数

5.3 操动机构主要技术参数
5.3.1储能电机：采用直流电动机，其技术数据

5.3.2手动储能操作力：采用机构所配储能手柄时最大操作力小于25公斤。
5.3.3合闸电磁铁：采用螺管式电磁铁，其线圈技术数据

5.3.4 分闸电磁铁线圈及技术参数，同合闸线圈。
合闸额定工作电压范围：85%-110%；分闸额定工作电压范围：65%-120%，30%额定电压连续三次不应脱扣。

5.4 电流互感器的配置
电流互感器变化：50/5-1000/5，由用户根据需要选用；标准配置方案：穿心式电流互感器2只。增加配置方案：150/5及以下最多可配置穿心式电流互感器3只，200/5及以上的，最多可配置穿心式电流互感器6只，其中3只用于保护，3只用于计量。

5.5 开关保护定值的调整范围
配置延时器(又称浪涌控制器或定时限开关过流脱扣器)，断路器将具有优良的保护性能。
5.5.1 过电流保护过电流电流值：5A过流延时时间调整范围：40-3000ms
5.5.2 速断保护
速断电流倍数调整范围：2-7倍速断延时调整范围：0-120ms
5.5.3 浪涌保护
涌流延时调整范围：40-240ms

5.6 操作电流
5.6.1 断路器工作时需要操作电源。操作电源可以外引交流220V或直流24V电源(电压应与控制器电源相符)，但一般是在10kV线路上外置操作电源变压器或电压互感器，以获得交流220V操作电源。
5.6.2 若仅需单侧操作电源，只需在进线侧安装1只单相操作电源变压器或二次侧单绕阻，额定电压220V的单相电压互感器。
5.6.3 虽仅需单侧操作电源，但电压互感器要兼作计量用，选用两只次级双绕组电压互感器，二次额定电压为交流100V，220V。一次侧接进线A，B相和B，C相，V形接线，次级计量绕组(100V)接成V形。
5.6.4 需双侧操作电源，在开关进出线侧各安装1只单相操作电源变压器或二次单绕组，额定电压交流220V的单相电压互感器。
5.6.5 外置操作电源变压器或电压互感器型号由用户选配，建议选用户外型带熔断器的产品，以方便安装。如外置操作电源变压器或电压互感器不带熔断器，用户还得另行加装户外式熔断器，以保护外置式操作电源变压器或电压互感器。
5.6.6 操作电源的二次侧熔断器配置，详见发货随机文件。

6. 产品的主要元器件

7. 产品结构
该产品由断路器本体，操作机构和起吊装置三部分组成。
7.1 断路器本体结构
断路器本体结构由导电回路，绝缘系统,密封件及壳体组成(如图1)导电回路由进线导电杆，导电夹，软连结与真空灭弧室连接而成。
本产品采用SF6气体绝缘。进出线绝缘套管采用环氧树脂和硅橡胶整体浇注，为减小开关体积，A，C两相采用拐角套管，保证良好的外绝缘：内部采用复合绝缘结构，在不充SF6气体的情况下也能达到相应的绝缘水平。
本产品采用成熟的密封结构。机构罩及壳体上盖采用冲压成型槽密封，输出指针轴采用双层“0”型圈密封，进出线套管整体浇注，以保证良好的气密性。
7.2 操动机构
本产品操动机构为电动储能，电动分合，同时具有手动储能，手动分合，过流保护。整个结构由合闸弹簧，储能系统，过流脱扣器，分合闸线圈，手动分合闸系统，辅助开关及指示器等部件组成(如图4，图5)
7.3 延时器
根据用户要求，可以配置延时器(又称涌流控制器或定时限开关过流脱扣器)，使断路器具更为良好的保护性能。可以调整涌流延时时间，以躲过合闸涌流,调整过电流定值和过流动作延长时间：调整速断电流倍数和速断动作延时时间。

8. 工作原理
8.1 储能
机构储能如图3所示，图3(a)为合闸弹簧末储能状态，图3(b)为合闸弹簧已储能状态。
8.1.1 电动储能原理：电动机将输出扭矩作用于机构的小齿轮，经链条，传动至主轴上的大齿轮，从而带动拐臂旋转。使合闸弹簧储能，当拐臂上的螺丝压下行程开关时，切断电动机电源，弹簧储能完毕。
8.1.2 手动储能原理：由手动储能传动机构输出轴，通过其上的小齿轮，将旋转扭矩传递给小齿轮，充分啮合大齿轮(位于主轴上，并与大链轮铆紧)，从而带动拐臂旋转，使合闸弹簧储能。

8.2 合闸
图4为机构合闸示意图。
8.2.1 电动合闸
机构接到合闸信号以后，合闸电磁铁的动铁心向上运动，推动合闸脱扣杆向上运动，使合闸半轴逆时针方向旋转，解除对合闸掣子的约束。与此同时，合闸掣子受滚子的压迫而逆时针转动，解除储能维持。位于主轴上的凸轮因合闸弹簧的收缩力而产生冲击力，撞上手动储能轴(即输出轴)上的摇臂，通过连杆传动给开关，完成电动合闸操作。
8.2.2 手动合闸
操作手动合闸装置，安装在合闸半轴上的拨插逆时针转动时，带动合闸半轴沿逆时针方向旋转，从而产生与合闸电磁铁操作同样的效果而合闸。
8.2.3 重合闸
机构释放储能弹簧的能量后，完成合闸操作，在合闸状态，机构再进行储能，储能后，机构处于合闸已储能状态。在此状态，一旦跳闸后接到重合闸信号，机构便能实现一次自动重合闸。
8.3 分闸
图5为机构分闸操作示意图。
8.3.1 电动分闸
机构接到分闸信号后，分闸电磁铁的动铁心向上运动，推动分闸脱扣杆作向上运动，使分闸半轴逆时针旋转，解除对分闸掣子的约束。与此同时，分闸掣子受滚子的压迫而逆时针转动，摇臂因受开关内部分闸弹簧的推力而逆时针方向旋转，从而完成操作。
8.3.2 手动分闸
操作手动分闸装置，安装在分闸半轴上的拨插逆时针转动时，带动分闸半轴沿逆时针方向旋转，从而产生与分闸电磁铁操作同样效果而分闸。
8.3.3 过流脱扣
当过流脱扣器中过流线圈通过规定的脱扣电流时，电磁铁动作，推杆顶动脱扣杆。使分闸半轴逆时针方向旋转，解除对掣子的约束从而产生与分闸电磁铁操作相同的效果，完成断路器过流脱扣动作。

8.4 控制回路电气原理图
在图中，当机构处于末储能状态时，行程开关WD常闭接点接通，电动机M带动合闸弹簧开始储能，储能完成后行程开关WD常闭接点断开，切断电源，电动机停转。
合闸弹簧储能结束后，机构如果处于分闸位置，只要有合闸信号，合闸电磁铁HQ通电，机构进行电动合闸，电动合闸结束，辅助开关S常闭接点断开，切断合闸电磁铁电源。WD常闭接点接通储能电动机M电源，电机M带动动合闸弹簧储能，直到储能完成行程完毕，行程开关WD常闭接点再断开。
开关合闸之后，只要有分闸信号，因辅助开关S的常开接点已闭合，分闸电磁铁线圈TQ就通电，机构进行分闸操作。分闸后，辅助开关S常开接点打开，切断分闸电磁铁线圈电源。

9. 运行，验收和储存
9.1 运输
运输时必须整台装入封闭的包装箱内加以固定。运输过程中不得翻转，倾斜，应采取防震措施，在搬运，起重时，严禁抬绝缘套管使引出线非受力件作为受力件受力(见图7)。
9.2 验收
用户收到柱上断路器后应进行如下工作：
9.2.1 开箱后应检查柱上断路器绝缘套管有无破裂，产品铭牌，合格证是否与订货单相符，装箱清单是否与实物相符。
9.2.2 对照产品装箱单检查文件是否齐全：附件及备件是否齐全。
9.2.3 检查柱上断路器铭牌上的技术参数，产品合格是否符合订货要求。
9.3 储存
装箱，开箱和保管应在干燥的室内进行，以核对产品及各部门是否完整和订货单相符；产品应存放在干燥，通分，防潮，防震及防有害气体侵袭的事内，长期存放应定期检查环境是否符合要求。
注意：
1. 严禁打开本体封盖及机构罩!
2. 除安装用螺栓和螺帽外，请勿装卸其他紧固件!
3. 严禁在搬运，吊装中将产品套管等作为受力件!

10. 安装和维护
10.1 柱上断路器安装前，先用机构上的手动分合闸机构先进行试操作，以检查各种动作是否正确。
10.2 应按规定进行交接试验；
10.3 断路器坐装用螺栓为M1彩图X50数量4只，其具体安装尺寸见图8。

11. 订货须知
11.1 订货时应说明产品型号，名称，数量及额定值
11.2 用户须提出安装方法，选择相应紧固附件
11.3 用户须根据使用需要选择相应所配的附件。

12. 随机文件
12.1 产品合格证；
12.2 安装使用说明书；
12.3 装箱单；
12.4 产品二次接线图。