前言

在电气领域,我们常常会碰到诸如VCB、HVS、ACB等专有名词。这些代号分别代表什么?它们之间又有何异同?本文旨在为大家详细解读这些电气代号的含义,并对比它们的特性,以期为电气从业者提供有益的参考。

01 VCB是什么?

VCB,即Vacuum Circuit Breaker,指的是真空断路器。这种断路器利用真空作为灭弧介质,具有灭弧速度快、触点烧蚀小、使用寿命长等特点。在电气系统中,它常被用于控制和保护高压电路。

高压断路器是电力系统中不可或缺的重要设备,其应用范围广泛,尤其在3kV及以上的配电应用中发挥着关键作用。根据灭弧介质的不同,高压断路器可分为油断路器、压缩空气断路器、磁吹断路器、真空断路器、六氟化硫断路器和产气断路器等类型。其中,真空断路器以其独特的灭弧介质和优越性能在配电网中得到了广泛应用。

真空断路器得名于其灭弧介质和触头间隙的绝缘介质均为高真空状态。这种断路器体积小巧、重量轻盈,非常适合频繁操作,且灭弧过程无需检修,极大地方便了维护和管理。在执行标准方面,真空断路器需遵循GB1984《交流高压断路器》、JB/T 3855《高压交流真空断路器》以及DL/T 403《高压交流真空断路器》等行业规范。

真空断路器不仅是发电厂和变电站的核心设备,还能在系统发生故障时与保护装置自动配合,迅速切断故障电流,缩小停电范围,防止事故进一步扩大,确保系统的安全稳定运行。其无油化、少检修及频繁操作的特点使得它特别适用于各种使用场所,如中置柜、双层柜和固定柜等高压电气设备控制和保护场合。此外,随着技术的不断进步,真空断路器的电压等级和额定电流也在不断提高,目前已有产品达到5000A的额定电流、200kA的开断电流以及110kV的电压等级,为电力系统的安全运行提供了更为强大的保障。
真空断路器的工作原理是:在操作机构的作用下,动、静触头分离,从而产生电弧。触头在高温环境下挥发出蒸汽,这些蒸汽在特殊设计的触头形状下,形成一磁场。在电流通过时,电弧受到磁场的作用,沿触头表面切线方向迅速运动。同时,金属圆筒(屏蔽罩)上凝结了部分金属蒸汽。当电弧自然过零时,由于真空中气体分子稀少,导电粒子容易向周围真空扩散,因此电弧迅速熄灭,触头间的介质强度得以迅速恢复。

值得一提的是,真空断路器以真空为灭弧和绝缘介质,其所谓的“真空”是指气体压力低于1322×10-4Pa的空间。在这样的环境中,几乎不存在可供游离导电的气体分子,因此真空的绝缘强度远高于变压器油、六氟化硫(SF6)或空气等传统绝缘介质。此外,由于其灭弧介质或绝缘介质不使用油,所以不存在火灾和爆炸的风险。触头部分采用完全密封结构,有效抵御潮气、灰尘和有害气体的影响,确保工作可靠、通断性能稳定。因此,真空断路器不仅适用于户内环境,也在户外得到广泛应用,如智能开关、柱上断路器等。

高压负荷开关,这一电器设备,在三相交流3KV以上的电力系统中发挥着重要作用。其功能巧妙地介于高压断路器和高压隔离开关之间,既具备了简单的灭弧装置,又能通断一定的负荷电流和过负荷电流。然而,它并不能单独断开短路电流,因此常与高压熔断器串联,借助熔断器的功能进行短路保护。此外,高压负荷开关及其组合电器还具备防止设备缺相运行的能力,开关本身具有明显的隔离断口,并配备了具有关合能力的接地开关和电动弹簧机构,从而实现远动远控。

与此同时,负荷开关和隔离开关都能形成明显的断开点,而大部分断路器则不具备隔离功能,仅有少数具有。值得注意的是,隔离开关本身并不具备保护功能,而负荷开关则通常通过加装熔断器来进行保护,其保护功能包括速断和过流。

在我国,高压负荷开关的型号遵循国家技术标准,通常由文字符号和数字组成,各部分代表不同的含义。这些型号不仅体现了开关的类别、设计序号和电压等级,还清晰地标注了是否带熔断器以及熔断器的安装位置。

ACB,即air circuit breaker,是空气开关或框架式断路器的英文缩写。
在英文产品名称中,它专指框架式断路器。实际上,框架式断路器的英文全称是frame-type circuit breaker,简称为FTCB,但后者较少使用。此类断路器需遵循的标准包括GB 1402《低压开关设备和控制设备 第二部分:断路器》,以及GB 1091《电气附件 家用及类似场所用过电流保护断路器 第一部分:用于交流的断路器》。

从广义上讲,空气开关泛指所有以空气为隔弧、灭弧介质的开关,涵盖空气断路器、空气负荷开关、空气隔离开关等。在狭义上,它专指低压断路器,特别是塑壳断路器和小型(微型)断路器。因此,可以说空气开关包含某些断路器,但并非所有断路器都是空气开关(例如SF6断路器和油断路器)。

框架式断路器,也常被俗称为万能式空气断路器,有固定式和抽出式两种主要类型。对于固定式断路器,它无法抽出。而抽出式断路器则通常安装在抽架内,摇柄插入后即可摇出至抽出位置。需要注意的是,在摇出过程中,断路器必须处于断开状态,以确保安全。
框架式断路器的显著特点在于其开关部件均安装在一个金属框架上,且各元件保持开放状态。相比之下,塑壳开关MCCB则将所有元件封闭在塑料外壳之中。框架式断路器的额定容量普遍较高,甚至可达4000A及以上。在保护方式上,塑壳开关常采用热脱口器或电磁保护,而框架式断路器则更倾向于使用电子保护。

此外,框架式断路器还拥有多种型号,例如DW15系列万能式断路器,它分为一般型和限流型两大类别,适用于交流50Hz、额定工作电压至1140V以及额定工作电流至4000A的陆上和煤矿井下配电网络。该断路器不仅能分配电能、保护线路及电源设备免受过载、欠电压和短路的损害,还可用于电动机的控制以及在正常条件下的不频繁启动。DW16系列万能断路器则以其高短路分断能力和优良的保护特性著称,其操作方式灵活多样。DW17系列万能式断路器源自德国AEG公司的ME系列技术,适用于交流50Hz、额定工作电压380V或660V以及额定电流630至4000A的配电网络。它不仅能分配电能、保护线路和电源设备,还能直接启动电动机并具备选择性保护功能。而AE(DW18)系列万能式断路器,则是从日本三菱电机公司引进的技术产品,其通断能力强大、体积紧凑且功能全面,适用于交流50Hz、额定工作电压至660V以及额定电流至3200A的电路中作为配电保护之用。
DW45系列万能式断路器,作为我国自主研发的第三代产品,以其卓越的智能性脱颖而出。它不仅结构紧凑、体积小巧,更拥有出色的可靠性和无飞弧设计。此外,该断路器还集成了负载监控、显示、记忆、自动报警以及通信接口等智能化功能,使得远距离遥控成为可能。其主要技术指标已跻身20世纪90年代国外同类产品的前列,广泛应用于交流50Hz、额定电压至660V、额定电流至6300A的配电网络中,为线路和电源设备提供过载、欠电压、短路、接地等全方位保护。

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