在設(shè)計制造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，4000A大電流斷路器均要求采用強制風(fēng)冷。當(dāng)斷路器電流達(dá)到額定電流4000A的70%以上時，貫流式風(fēng)機將由電流繼電器控制啟動，對斷路器進(jìn)行強制排風(fēng)，以降低斷路器溫度。

在風(fēng)機運行過程中需對風(fēng)機進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)風(fēng)量降低或為零（其原因可能是風(fēng)機停轉(zhuǎn)，進(jìn)風(fēng)口堵塞等），系統(tǒng)應(yīng)馬上報警，變電站操作者應(yīng)將斷路器電流控制在3150A以下，直至風(fēng)機故障排除。

目前，高壓4000A大電流斷路器冷卻風(fēng)機的可靠監(jiān)控一直是困擾大電流開關(guān)柜的一個設(shè)計難題，4000A大電流斷路器在運行中如果沒有對風(fēng)機進(jìn)行有效監(jiān)控，一但出現(xiàn)貫流風(fēng)機故障而沒有及時發(fā)現(xiàn)，將引起斷路器溫升過高，從而降低使用壽命，嚴(yán)重時將引起斷路器燒毀，影響電網(wǎng)正常運行，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)有的一般做法是對風(fēng)機采用ABB機械監(jiān)控裝置，此裝置采用風(fēng)帆式微動開關(guān)，在微動開關(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)動進(jìn)而使開關(guān)動作，當(dāng)無風(fēng)或風(fēng)弱時因彈力作用使微動開關(guān)復(fù)位，達(dá)到報警的目的。

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

1、解決思路

根據(jù)空氣動力學(xué)原理，設(shè)計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)動作，從而起到對斷路器的保護(hù)作用。

此裝置克服了機械監(jiān)控裝置的缺點：由于測風(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，對風(fēng)道口風(fēng)量基本沒有影響；因采用空氣動力學(xué)原理，沒有機械力傳遞，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)定運行提供了可靠保證，降低了電力系統(tǒng)事故停電隱患。

2、實施方式（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（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）、測風(fēng)管口（22）、常壓管口和軟管（24）組成，將測風(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型管中的一個管口，而另一個管口沒有氣流通過時，由于氣流的作用將在U型管中產(chǎn)生一個大氣壓差，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)計的。

壓差開關(guān)是一種能感測空氣流量、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。其由兩個傳感孔檢測到的壓差，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并啟動開關(guān)。

將測風(fēng)管口安裝在貫流風(fēng)機的出風(fēng)口，而將常壓管口安裝在風(fēng)道外部。貫流風(fēng)機啟動時，氣流將在測風(fēng)管口與常壓管口之間產(chǎn)生一個大氣壓差，這個大氣壓差將使壓差裝置內(nèi)被密封的薄膜動點向低氣壓方向移動，薄膜動點將通過金屬杠桿使微動開關(guān)動作；當(dāng)沒有氣流通過測風(fēng)管口時，測風(fēng)管口與常壓管口之間無大氣壓差，薄膜動點恢復(fù)正常，微動開關(guān)不動作。

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

電氣動作過程

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

圖2

一但出現(xiàn)斷路器工作電流在2800A以上，而貫流風(fēng)機沒有工作或風(fēng)力減少，測風(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)氣囊動點恢復(fù)正常，微動開關(guān)不動作，常閉點開關(guān)FAK閉合。此時由于KC17常開觸點處于閉合狀態(tài)，故將觸發(fā)報警裝置產(chǎn)生聲光報警，提醒變電站操作者及時處理，達(dá)到保護(hù)斷路器和電網(wǎng)正常運行的目的。

結(jié)構(gòu)特點及工藝要求

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：測風(fēng)管口必須用金屬架固定牢固，安裝時應(yīng)注意測風(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。）