柱上開關(guān)

配網(wǎng)自動(dòng)化以故障自動(dòng)診斷?故障區(qū)域自動(dòng)隔離?非故障區(qū)域自動(dòng)恢復(fù)送電為目的,開關(guān)的選型也要以此為依據(jù),針對(duì)不同的控制方式采用不同選擇?

4.1 就地控制方式,即初級(jí)自動(dòng)化?

這種方式線路短,分段小,應(yīng)采用重合器?充分利用重合器的重合及動(dòng)作時(shí)限配合,實(shí)現(xiàn)對(duì)故障區(qū)的自動(dòng)隔離和非故障區(qū)自動(dòng)恢復(fù)送電?

4.2 對(duì)于分布智能控制方式。

需要FTU將檢測(cè)到的各種信號(hào)通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信,把故障區(qū)斷路器的狀態(tài)及其他信息傳送到臨近的FTU,識(shí)別故障區(qū)段,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)隔離和恢復(fù)送電,即FTU 重合器或智能FTU 斷路器?

4.3 集中控制方式

將FTU監(jiān)控終端檢測(cè)到的信息,通過(guò)通信系統(tǒng)送至配電總服務(wù)器,由配電總服務(wù)器進(jìn)行全面計(jì)算管理?在干線發(fā)生故障后,先由站內(nèi)饋線斷路器斷開故障線路,并進(jìn)行一次重合?如果重合成功,控制中心不作判斷;如果重合不成功,控制中心則在自動(dòng)判別后,遙控自動(dòng)化系統(tǒng)斷路器隔離故障區(qū),恢復(fù)非故障區(qū)供電?這種控制模式下,隔離故障區(qū)段是在線路無(wú)電流?電壓的情況下進(jìn)行的,所以分段器完全可以采用負(fù)荷開關(guān)以降低成本?分支線路安裝斷路器,加裝微機(jī)保護(hù),準(zhǔn)確及時(shí)地切除故障分支,減少自動(dòng)化動(dòng)作次數(shù),縮短停電范圍和時(shí)間?這種模式采取分段用負(fù)荷開關(guān),分支用斷路器的方式比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用?

柱上開關(guān)常見的有柱上斷路器、柱上負(fù)荷開關(guān)、柱上隔離開關(guān)，三者之間性能是完全不同的，使用地點(diǎn)方式有所區(qū)別，本文介紹了三者選用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。

1　柱上斷路器

主要用于配電線路區(qū)間分段投切、控制、保護(hù)，能開斷、關(guān)合短路電流。

(1)　油浸斷路器。油浸斷路器是早期的產(chǎn)品，因開斷能力差、油易燃、滲漏、易釀成二次事故而趨于淘汰。

(2)　真空斷路器。真空斷路器有箱式、柱式二種，額定電流常為400A、630A，就額定電流而言兩者之間價(jià)格相差不大，額定開斷短路電流有 12.5kA、16kA、20kA，機(jī)械壽命、額定電流開斷10000次以上，額定開斷短路電流開斷次數(shù)30-50次，能頻繁操作。按相對(duì)地絕緣質(zhì)來(lái)分又可分為油浸絕緣、空氣絕緣、SF6絕緣。

(3)　SF6斷路器。SF6斷路器額定電流為400A、630A，額定開斷短路電流一般至12"para" label-module="para">

(4)　使用提示：

①油浸式斷路器雖屬于淘汰產(chǎn)品，但電網(wǎng)中或多或少總還存在一些，運(yùn)行中可取消其短路跳閘功能，作負(fù)荷開關(guān)使用。

②注意安裝地點(diǎn)短路電流的校驗(yàn)。校驗(yàn)用的短路電流應(yīng)考慮5-10年的發(fā)展變化，真空開關(guān)、SF6開關(guān)均為免維護(hù)產(chǎn)品，安裝之后如無(wú)大的問(wèn)題一般考慮在5年后更換大修，若短路開斷電流小于當(dāng)?shù)仡A(yù)期短路電流，則極易造成開斷時(shí)開關(guān)毀損。

③選擇保護(hù)用電流互感器一次額定電流宜比安裝點(diǎn)可能出現(xiàn)的最大電流大2-3倍，并應(yīng)配置涌流延時(shí)器，若保護(hù)CT變比一次電流與安裝點(diǎn)最大電流相同或相近，即使開關(guān)在低于安裝點(diǎn)最大電流下運(yùn)行，因保護(hù)穩(wěn)定范圍裕度小而處于不穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)線路合閘送電時(shí)由于配電線路中配變眾多，勵(lì)磁涌流影響可能使開關(guān)需多次合閘才能合閘成功，當(dāng)大的負(fù)荷投入啟動(dòng)電流的沖擊以及負(fù)荷波動(dòng)的影響都會(huì)造成無(wú)故障跳閘。電子涌流延時(shí)器時(shí)間整定可十分精確，時(shí)間整定0-5S可調(diào)，一般時(shí)間整定應(yīng)在0.05S以上。

④在一條線路上不宜過(guò)多設(shè)置斷路器，這是斷路器保護(hù)無(wú)選擇性決定的，當(dāng)線路故障時(shí)可能造成多臺(tái)開關(guān)同時(shí)動(dòng)作跳閘，反而影響供電可*性。

⑤SF6開關(guān)注意安裝之后的氣體泄漏檢查，尤其是新安裝之后的頭一二個(gè)月。

⑥SF6開關(guān)不適于安裝在寒冷地區(qū)，在-20℃以下地區(qū)安裝時(shí)應(yīng)與廠家協(xié)商SF6氣體的工作曲線，氣體泄漏或液化之后，當(dāng)開斷短路電流時(shí)會(huì)因電弧重燃引起開關(guān)爆炸。

⑦選用的斷路器宜具備重合功能。由于配電線路點(diǎn)多面廣，發(fā)生瞬時(shí)性的故障及率多，如：雷擊、線間瞬時(shí)碰線，而斷路器保護(hù)對(duì)短路電流非常敏感，瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘，從而造成用戶停電，而人工試送往往又能送出，這樣就增加了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，從另一方面講也反而可能增加了停電時(shí)戶數(shù)，違背了裝設(shè)斷路器隔離故障點(diǎn)、提高供電可*性的本意。從我局實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，真正永久故障跳閘并不多見，實(shí)現(xiàn)重合功能應(yīng)是十分必要。實(shí)現(xiàn)重合功能一般廠家產(chǎn)品需外接電源(有源)：有低壓電源的可考慮低壓直接引入，無(wú)低壓電源的外掛電源互感器配蓄電池，也有的廠家使用太陽(yáng)能與蓄電池搭配形式。實(shí)現(xiàn)無(wú)源重合是從保護(hù)CT感應(yīng)電流取樣供給控制器作電源，如：寧波天安集團(tuán)生產(chǎn)的VT3-12真空斷路器，相對(duì)有源由于減少了元器件提高了斷路器的可靠性。

⑧宜選擇斷路器與隔離開關(guān)組合電器，由于廠家出廠時(shí)考慮了操作順序并相互閉鎖，從而減小了誤操作的可能性。

2　柱上負(fù)荷開關(guān)

具有承載、分合額定電流能力，但不能開斷短路電流，主要用于線路的分段和故障隔離。

(1)　產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān)。產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān)是利用固體產(chǎn)氣材料組成的狹縫在電弧作用下產(chǎn)生大量氣體形成氣吹滅弧，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉而一度被廣泛推廣使用。

(2)　真空、SF6負(fù)荷開關(guān)。與真空、SF6斷路器外形、參數(shù)相似，區(qū)別在于負(fù)荷開關(guān)不配保護(hù)CT、不能開斷短路電流，但可以承受短路電流、關(guān)合短路電流，具有壽命長(zhǎng)、免維護(hù)特點(diǎn)，機(jī)械壽命、額定電流開斷次數(shù)10000次以上，適合于頻繁操作。

(3)　使用提示：

①?gòu)奈揖质褂脕?lái)看，產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān)故障率較高，發(fā)生過(guò)滅弧罩脫落，多次一極開關(guān)燒毀，燒毀主要原因是動(dòng)靜觸頭合閘不能完全接觸，局部接觸電阻增大過(guò)熱引起環(huán)氧樹脂絕緣子炭化擊穿。

②在帶電合閘時(shí)產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān)有時(shí)會(huì)產(chǎn)生弧光泄漏，影響人身安全，據(jù)廠家介紹開關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)其滅弧過(guò)程主要考慮帶電分負(fù)荷，當(dāng)合閘時(shí)主輔觸頭不同步時(shí)就易產(chǎn)生弧光外泄。

③產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān)滅弧罩需不定期維護(hù)，開斷滿負(fù)荷次數(shù)20次左右就需檢查維修，不如真空式、SF6開關(guān)可開斷10000次以上，長(zhǎng)期運(yùn)行維護(hù)工作量大。

④產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān)操作機(jī)構(gòu)可分為掛鉤式、引下操作桿式，引下操作桿式安裝操作把柄時(shí)應(yīng)加鎖而鎖具體身需不時(shí)更換、維護(hù)，運(yùn)行不便。操作桿應(yīng)安裝離地2.5M以上，否則易受外力破壞。

⑤真空負(fù)荷組合開關(guān)價(jià)格已與產(chǎn)氣時(shí)開關(guān)相當(dāng)，而其可靠性、安全性是產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān)無(wú)法比擬的，在選用時(shí)應(yīng)優(yōu)選使用。

3　柱上隔離開關(guān)

(1)　柱上隔離開關(guān)主要用于隔離電路，分閘狀態(tài)有明顯斷口，便于線路檢修、重構(gòu)運(yùn)行方式、有三極聯(lián)動(dòng)、單極操作兩種形式。

(2)　使用提示：

①隔離開關(guān)能可*地承載工作電流和短路電流，但不能分?jǐn)嘭?fù)荷電流，可開合勵(lì)磁電流不超2A的空載變壓器、電容電流不超5A的空載線路。

②隔離開關(guān)一般動(dòng)穩(wěn)定電流不超40kA，選用時(shí)應(yīng)注意校驗(yàn)。

③隔離開關(guān)操作壽命在2000次左右。2100433B

柱上開關(guān)電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)

合閘電流大,零部件多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜?除電動(dòng)分?合閘外,還可以手動(dòng)分閘操作?不能手動(dòng)合閘送電,只可以在沒有電源的情況下用合閘手柄合上斷路器?不能作為配網(wǎng)自動(dòng)化的理想選擇產(chǎn)品?

柱上開關(guān)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)

永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)是一種新概念的操動(dòng)機(jī)構(gòu),它有單穩(wěn)態(tài)和雙穩(wěn)態(tài)之分?特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,開關(guān)狀態(tài)靠永久磁鐵的磁力保持,機(jī)械傳動(dòng)部件非常少,機(jī)構(gòu)密封程度較高,受外界影響較小?但其本質(zhì)上還是電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu),瞬時(shí)功率大及機(jī)械特性控制是其難點(diǎn),控制器較復(fù)雜,其啟動(dòng)電容以及電子控制線路的壽命?溫度特性及可靠性是操動(dòng)機(jī)構(gòu)總體可靠性的“瓶頸”,應(yīng)加以高度重視?永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)最為致命的缺點(diǎn)是沒有手動(dòng)合閘手柄,在合閘送電時(shí),如果遇到控制器或合閘回路故障將會(huì)覺得非常棘手?

柱上開關(guān)彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)

國(guó)產(chǎn)彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜?設(shè)計(jì)觀念陳舊?氣密性差?機(jī)械壽命短?進(jìn)口彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)以三角板式操動(dòng)機(jī)構(gòu)為代表,結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,零部件極少,整個(gè)機(jī)構(gòu)密封在SF6氣體腔內(nèi),故障幾率極低?其功能不但能滿足電動(dòng)操作,還可以進(jìn)行手動(dòng)分?合閘操作,即使控制器發(fā)生故障也能盡快手動(dòng)恢復(fù)送電,是最為理想的操動(dòng)機(jī)構(gòu)?

2.1 國(guó)產(chǎn)開關(guān)設(shè)備?

優(yōu)點(diǎn):按國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)的使用特點(diǎn)設(shè)計(jì)制造;一般采用彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu),可進(jìn)行電動(dòng)和手動(dòng)分合閘操作;電流互感器二次電流按5 A設(shè)計(jì),可設(shè)多組?多變壓比,有利于滿足繼電保護(hù)?遙測(cè)?計(jì)量的不同要求;一般斷路器本身配置隔離開關(guān),并且斷路器與隔離開關(guān)之間設(shè)有操作閉鎖?缺點(diǎn):斷路器內(nèi)部多采用空氣絕緣,安全性能受周圍環(huán)境的影響較大;無(wú)專用的操作控制箱,繼電保護(hù)功能靠U,W兩相的電流脫扣器來(lái)實(shí)現(xiàn),因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的上?下級(jí)的合理配合,容易造成斷路器誤動(dòng)和拒動(dòng);操動(dòng)機(jī)構(gòu)制造工藝粗糙?氣密性差,尤其在空氣潮濕或沿海地區(qū),在很短的時(shí)間內(nèi)機(jī)構(gòu)部件便有可能嚴(yán)重銹蝕,無(wú)法進(jìn)行正常的操作?

2.2 進(jìn)口斷路器?

所有進(jìn)口斷路器的共同點(diǎn)是:①電流互感器二次電流按1 A設(shè)計(jì),規(guī)格有600/1和1000/1等2種;②所有斷路器均不配隔離開關(guān);③配有專用的操作控制器,控制器的控制?保護(hù)功能齊全,可選擇性強(qiáng),有利于上?下級(jí)保護(hù)的配合;④多采用零表壓下的SF6氣體絕緣,密封性能好,內(nèi)部絕緣不受外部環(huán)境的影響,操動(dòng)機(jī)構(gòu)制造工藝優(yōu)良且大多密封在SF6氣體腔內(nèi),現(xiàn)場(chǎng)免維護(hù);⑤價(jià)格高,幾乎是國(guó)產(chǎn)斷路器的2倍;⑥訂貨周期長(zhǎng);⑦一旦斷路器發(fā)生問(wèn)題,現(xiàn)場(chǎng)一般不能維修?

2.3 斷路器?重合器?負(fù)荷開關(guān)?　斷路器具有很強(qiáng)的滅弧能力,可切斷故障電流,配備含微機(jī)保護(hù)的控制器,可實(shí)現(xiàn)對(duì)分支線路的保護(hù)?重合器開關(guān)本體與斷路器完全相同,區(qū)別在于控制器的功能上?斷路器的控制器功能簡(jiǎn)單,僅具備控制和線路電流保護(hù)功能,其他功能靠FTU實(shí)現(xiàn)?而重合器的控制器除了具備斷路器控制器的所有功能外,還具有3次以上的重合閘?多種特性曲線?相位判斷?程序恢復(fù)?運(yùn)行程序儲(chǔ)存?自主判斷?與自動(dòng)化系統(tǒng)的連接等功能,但價(jià)格較高?負(fù)荷開關(guān)可以閉合故障電流,開斷額定負(fù)荷電流,采用真空和SF6滅弧?其主要作為線路的分段開關(guān),配備智能控制器就成為分段器,造價(jià)較低?

本規(guī)范對(duì)的抽檢模式、流程、工作內(nèi)容等做了規(guī)定,適用于國(guó)家電網(wǎng)公司系統(tǒng)招標(biāo)采購(gòu)的12kV～40.5kV產(chǎn)品的抽檢工作。其他電壓等級(jí)柱上開關(guān)可參照?qǐng)?zhí)行。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了12 kV智能配電柱上開關(guān)（以下簡(jiǎn)稱：智能柱上開關(guān)）的型式試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)和交接試驗(yàn)的試驗(yàn)條件、試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法，并明確了試驗(yàn)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于12 kV智能柱上開關(guān)的生產(chǎn)、使用、試驗(yàn)和驗(yàn)收。

進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)成為我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，進(jìn)行智能電網(wǎng)理論和關(guān)鍵技術(shù)的研究也顯得尤為重要?？紤]到我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展由于種種歷史原因所導(dǎo)致的配電網(wǎng)自動(dòng)化水平較低下的狀況，特編寫本叢書。本書是《配網(wǎng)運(yùn)維與檢修技術(shù)》叢書之一，主要介紹柱上開關(guān)設(shè)備如斷路器、隔離開關(guān)、各種自動(dòng)裝置等的運(yùn)維與檢修技術(shù)。