在設(shè)計(jì)制造10kV系統(tǒng)KYN□系列金屬封閉移開式開關(guān)柜和XGN□系列金屬封閉固定式開關(guān)柜時(shí)，4000A大電流斷路器均要求采用強(qiáng)制風(fēng)冷。當(dāng)斷路器電流達(dá)到額定電流4000A的70%以上時(shí)，貫流式風(fēng)機(jī)將由電流繼電器控制啟動(dòng)，對(duì)斷路器進(jìn)行強(qiáng)制排風(fēng)，以降低斷路器溫度。

在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中需對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)風(fēng)量降低或?yàn)榱悖ㄆ湓蚩赡苁秋L(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)，進(jìn)風(fēng)口堵塞等），系統(tǒng)應(yīng)馬上報(bào)警，變電站操作者應(yīng)將斷路器電流控制在3150A以下，直至風(fēng)機(jī)故障排除。

目前，高壓4000A大電流斷路器冷卻風(fēng)機(jī)的可靠監(jiān)控一直是困擾大電流開關(guān)柜的一個(gè)設(shè)計(jì)難題，4000A大電流斷路器在運(yùn)行中如果沒有對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行有效監(jiān)控，一但出現(xiàn)貫流風(fēng)機(jī)故障而沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將引起斷路器溫升過高，從而降低使用壽命，嚴(yán)重時(shí)將引起斷路器燒毀，影響電網(wǎng)正常運(yùn)行，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失是不可估量的。直接損失將達(dá)到10萬元以上。

現(xiàn)有的一般做法是對(duì)風(fēng)機(jī)采用ABB機(jī)械監(jiān)控裝置，此裝置采用風(fēng)帆式微動(dòng)開關(guān)，在微動(dòng)開關(guān)轉(zhuǎn)軸上加一塊與風(fēng)向垂直的葉片，通過風(fēng)力使葉片轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而使開關(guān)動(dòng)作，當(dāng)無風(fēng)或風(fēng)弱時(shí)因彈力作用使微動(dòng)開關(guān)復(fù)位，達(dá)到報(bào)警的目的。

不過此裝置還存在以下一些不足之處，由于葉片與微動(dòng)開關(guān)間采用的是鋼絲連接，在風(fēng)力作用下會(huì)變形，所以可靠性和穩(wěn)定性較差，制作工藝也難于保證，風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)而報(bào)警裝置已報(bào)警，或風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)了監(jiān)控裝置不報(bào)警的情況時(shí)有發(fā)生；另外由于葉片的作用使風(fēng)道上增加了阻力，因此會(huì)減少冷卻風(fēng)量。

1、解決思路

根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，設(shè)計(jì)出采用大氣壓差開關(guān)做為主要元件的高壓4000A大電流斷路器冷卻風(fēng)機(jī)大氣壓差風(fēng)量監(jiān)控裝置，通過氣流引起的大氣氣壓差使開關(guān)動(dòng)作，從而起到對(duì)斷路器的保護(hù)作用。

此裝置克服了機(jī)械監(jiān)控裝置的缺點(diǎn)：由于測(cè)風(fēng)管口只是一段Φ5×30mm的塑膠管，其大氣氣壓差監(jiān)控裝置放在風(fēng)槽外面，對(duì)風(fēng)道口風(fēng)量基本沒有影響；因采用空氣動(dòng)力學(xué)原理，沒有機(jī)械力傳遞，大大提高了監(jiān)控裝置的可靠性和穩(wěn)定性，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和綜合性能；為高壓大電流斷路器的穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保證，降低了電力系統(tǒng)事故停電隱患。

2、實(shí)施方式（見圖一：壓差監(jiān)控裝置布置示意圖）

圖1

高壓4000A大電流斷路器冷卻風(fēng)機(jī)大氣壓差風(fēng)量監(jiān)控裝置安裝在開關(guān)柜體（10）內(nèi)用于監(jiān)控高壓大電流斷路器（12）的冷卻風(fēng)機(jī)（13）的風(fēng)量。

大氣壓差風(fēng)量監(jiān)控裝置（20）由大氣壓差開關(guān)（21）、測(cè)風(fēng)管口（22）、常壓管口和軟管（24）組成，將測(cè)風(fēng)管口（22）安裝在主風(fēng)道（11）上，壓差開關(guān)（21）安裝在主風(fēng)道外的開關(guān)柜體（10）上或高壓開關(guān)柜外或高壓開關(guān)儀表室內(nèi)，用于方便觀察和調(diào)節(jié)壓差，主風(fēng)道（11）還設(shè)有防塵口（14）和防爆板（15），大氣壓差開關(guān)與測(cè)風(fēng)口和常壓管口之間通過軟管（24）相互連接。

工作原理

根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，當(dāng)有氣流流經(jīng)裝有液體的U型管中的一個(gè)管口，而另一個(gè)管口沒有氣流通過時(shí)，由于氣流的作用將在U型管中產(chǎn)生一個(gè)大氣壓差，使有氣流流過的這端管口的液面低于另一端管口的液面。本大氣壓差監(jiān)控裝置正是按照此原理設(shè)計(jì)的。

壓差開關(guān)是一種能感測(cè)空氣流量、空氣壓力或空氣壓差的微壓差儀表，壓差開關(guān)的控制范圍為20~4000pa。其由兩個(gè)傳感孔檢測(cè)到的壓差，作用于控制器薄膜的兩面。當(dāng)兩側(cè)壓差大于設(shè)定值，彈簧承托的薄膜移動(dòng)并啟動(dòng)開關(guān)。

將測(cè)風(fēng)管口安裝在貫流風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口，而將常壓管口安裝在風(fēng)道外部。貫流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，氣流將在測(cè)風(fēng)管口與常壓管口之間產(chǎn)生一個(gè)大氣壓差，這個(gè)大氣壓差將使壓差裝置內(nèi)被密封的薄膜動(dòng)點(diǎn)向低氣壓方向移動(dòng)，薄膜動(dòng)點(diǎn)將通過金屬杠桿使微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作；當(dāng)沒有氣流通過測(cè)風(fēng)管口時(shí)，測(cè)風(fēng)管口與常壓管口之間無大氣壓差，薄膜動(dòng)點(diǎn)恢復(fù)正常，微動(dòng)開關(guān)不動(dòng)作。

此裝置可根據(jù)要求對(duì)大氣壓差值進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而可以對(duì)風(fēng)力不足的情況也給予監(jiān)測(cè)，非常方便（見圖一：壓差監(jiān)控裝置布置示意圖）。

電氣動(dòng)作過程

當(dāng)斷路器電流達(dá)到額定電流4000A的70%以上時(shí)，貫流式風(fēng)機(jī)將由電流繼電器LJ控制啟動(dòng)（見圖二：壓差監(jiān)控裝置電氣控制原理圖），電流繼電器LJ同時(shí)啟動(dòng)中間繼電器KC1，KC1常開觸點(diǎn)動(dòng)作使A11點(diǎn)與電源導(dǎo)通，為風(fēng)機(jī)停風(fēng)報(bào)警做準(zhǔn)備。此時(shí)已有氣流從裝置的測(cè)風(fēng)口流過，在測(cè)風(fēng)管口與常壓管口之間有大氣壓差，從而帶動(dòng)微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，使常閉點(diǎn)開關(guān)FAK斷開，聲光報(bào)警裝DL、DX失電，表示貫流風(fēng)機(jī)在正常運(yùn)行中。

圖2

一但出現(xiàn)斷路器工作電流在2800A以上，而貫流風(fēng)機(jī)沒有工作或風(fēng)力減少，測(cè)風(fēng)管口與常壓管口之間沒有大氣壓差或大氣壓差過小，裝置內(nèi)氣囊動(dòng)點(diǎn)恢復(fù)正常，微動(dòng)開關(guān)不動(dòng)作，常閉點(diǎn)開關(guān)FAK閉合。此時(shí)由于KC17常開觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，故將觸發(fā)報(bào)警裝置產(chǎn)生聲光報(bào)警，提醒變電站操作者及時(shí)處理，達(dá)到保護(hù)斷路器和電網(wǎng)正常運(yùn)行的目的。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝要求

本裝置結(jié)構(gòu)簡單：主要由大氣壓差開關(guān)、測(cè)風(fēng)管口、常壓管口和連接軟管組成。大氣壓差開關(guān)可根據(jù)風(fēng)力要求將大氣壓差值在20～200 帕之間進(jìn)行調(diào)整，其大氣壓差調(diào)節(jié)步長為10帕。

安裝方便：將測(cè)風(fēng)管口安裝在主風(fēng)道上，壓差開關(guān)可根據(jù)情況安裝在主風(fēng)道上或風(fēng)道外的開關(guān)柜體上，也可裝于高壓開關(guān)柜外或儀表室內(nèi)，以方便觀察和調(diào)節(jié)壓差。如壓差開關(guān)安裝在主風(fēng)道上則必須用軟管將常壓管口引到風(fēng)道外部，否則將不能產(chǎn)生大氣壓差。

工藝要求：測(cè)風(fēng)管口必須用金屬架固定牢固，安裝時(shí)應(yīng)注意測(cè)風(fēng)管口與風(fēng)道方向保持一致；連接軟管應(yīng)通過萬能膠等保持與壓差開關(guān)、測(cè)風(fēng)管口、常壓管口的可靠連接。

其它要求：風(fēng)道四周要保證密封，防止風(fēng)量泄漏；必須保證通風(fēng)通道的順暢，風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口、底盤通風(fēng)口、斷路器絕緣筒上風(fēng)口、下風(fēng)口不能堵塞。

（編自《電氣技術(shù)》，作者為張力游。）