柱上開關

2.1 國產開關設備｡

優點:按國內電力系統的使用特點設計製造;一般採用彈簧操動機構,可進行電動和手動分合閘操作;電流互感器二次電流按5 A設計,可設多組､多變壓比,有利於滿足繼電保護､遙測､計量的不同要求;一般斷路器本身配置隔離開關,並且斷路器與隔離開關之間設有操作閉鎖｡缺點:斷路器內部多采用空氣絕緣,安全性能受周圍環境的影響較大;無專用的操作控制箱,繼電保護功能靠U,W兩相的電流脱扣器來實現,因此無法實現繼電保護的上､下級的合理配合,容易造成斷路器誤動和拒動;操動機構製造工藝粗糙､氣密性差,尤其在空氣潮濕或沿海地區,在很短的時間內機構部件便有可能嚴重鏽蝕,無法進行正常的操作｡

2.2 進口斷路器｡

所有進口斷路器的共同點是:①電流互感器二次電流按1 A設計,規格有600/1和1000/1等2種;②所有斷路器均不配隔離開關;③配有專用的操作控制器,控制器的控制､保護功能齊全,可選擇性強,有利於上､下級保護的配合;④多采用零表壓下的SF6氣體絕緣,密封性能好,內部絕緣不受外部環境的影響,操動機構製造工藝優良且大多密封在SF6氣體腔內,現場免維護;⑤價格高,幾乎是國產斷路器的2倍;⑥訂貨週期長;⑦一旦斷路器發生問題,現場一般不能維修｡

2.3 斷路器､重合器､負荷開關｡　斷路器具有很強的滅弧能力,可切斷故障電流,配備含微機保護的控制器,可實現對分支線路的保護｡重合器開關本體與斷路器完全相同,區別在於控制器的功能上｡斷路器的控制器功能簡單,僅具備控制和線路電流保護功能,其他功能靠FTU實現｡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､運行程序儲存､自主判斷､與自動化系統的連接等功能,但價格較高｡負荷開關可以閉合故障電流,開斷額定負荷電流,採用真空和SF6滅弧｡其主要作為線路的分段開關,配備智能控制器就成為分段器,造價較低｡

合閘電流大,零部件多,結構複雜｡除電動分､合閘外,還可以手動分閘操作｡不能手動合閘送電,只可以在沒有電源的情況下用合閘手柄合上斷路器｡不能作為配網自動化的理想選擇產品｡

永磁操動機構是一種新概念的操動機構,它有單穩態和雙穩態之分｡特點是結構簡單,開關狀態靠永久磁鐵的磁力保持,機械傳動部件非常少,機構密封程度較高,受外界影響較小｡但其本質上還是電磁操動機構,瞬時功率大及機械特性控制是其難點,控制器較複雜,其啓動電容以及電子控制線路的壽命､温度特性及可靠性是操動機構總體可靠性的“瓶頸”,應加以高度重視｡永磁操動機構最為致命的缺點是沒有手動合閘手柄,在合閘送電時,如果遇到控制器或合閘迴路故障將會覺得非常棘手｡

國產彈簧操動機構結構複雜､設計觀念陳舊､氣密性差､機械壽命短｡進口彈簧操動機構以三角板式操動機構為代表,結構非常簡單,零部件極少,整個機構密封在SF6氣體腔內,故障幾率極低｡其功能不但能滿足電動操作,還可以進行手動分､合閘操作,即使控制器發生故障也能儘快手動恢復送電,是最為理想的操動機構｡

配網自動化以故障自動診斷､故障區域自動隔離､非故障區域自動恢復送電為目的,開關的選型也要以此為依據,針對不同的控制方式採用不同選擇｡

4.1 就地控制方式,即初級自動化｡

這種方式線路短,分段小,應採用重合器｡充分利用重合器的重合及動作時限配合,實現對故障區的自動隔離和非故障區自動恢復送電｡

4.2 對於分佈智能控制方式。

需要FTU將檢測到的各種信號通過點對點通信,把故障區斷路器的狀態及其他信息傳送到臨近的FTU,識別故障區段,實現自動隔離和恢復送電,即FTU+重合器或智能FTU+斷路器｡

4.3 集中控制方式

將FTU監控終端檢測到的信息,通過通信系統送至配電總服務器,由配電總服務器進行全面計算管理｡在幹線發生故障後,先由站內饋線斷路器斷開故障線路,並進行一次重合｡如果重合成功,控制中心不作判斷;如果重合不成功,控制中心則在自動判別後,遙控自動化系統斷路器隔離故障區,恢復非故障區供電｡這種控制模式下,隔離故障區段是在線路無電流､電壓的情況下進行的,所以分段器完全可以採用負荷開關以降低成本｡分支線路安裝斷路器,加裝微機保護,準確及時地切除故障分支,減少自動化動作次數,縮短停電範圍和時間｡這種模式採取分段用負荷開關,分支用斷路器的方式比較經濟實用｡

柱上開關常見的有柱上斷路器、柱上負荷開關、柱上隔離開關，三者之間性能是完全不同的，使用地點方式有所區別，本文介紹了三者選用時應注意的事項。

1　柱上斷路器

主要用於配電線路區間分段投切、控制、保護，能開斷、關合短路電流。

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

(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格相差不大，額定開斷短路電流有 12.5kA、16kA、20kA，機械壽命、額定電流開斷10000次以上，額定開斷短路電流開斷次數30-50次，能頻繁操作。按相對地絕緣質來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?5kA，有的廠家已有16kA產品，機械壽命、額定電流開斷10000次以上，額定開斷短路電流開斷次數30-50次，適合於頻繁操作。

(4)　使用提示：

①油浸式斷路器雖屬於淘汰產品，但電網中或多或少總還存在一些，運行中可取消其短路跳閘功能，作負荷開關使用。

②注意安裝地點短路電流的校驗。校驗用的短路電流應考慮5-10年的發展變化，真空開關、SF6開關均為免維護產品，安裝之後如無大的問題一般考慮在5年後更換大修，若短路開斷電流小於當地預期短路電流，則極易造成開斷時開關毀損。

③選擇保護用電流互感器一次額定電流宜比安裝點可能出現的最大電流大2-3倍，並應配置湧流延時器，若保護CT變比一次電流與安裝點最大電流相同或相近，即使開關在低於安裝點最大電流下運行，因保護穩定範圍裕度小而處於不穩定狀態，當線路合閘送電時由於配電線路中配變眾多，勵磁湧流影響可能使開關需多次合閘才能合閘成功，當大的負荷投入啓動電流的衝擊以及負荷波動的影響都會造成無故障跳閘。電子湧流延時器時間整定可十分精確，時間整定0-5S可調，一般時間整定應在0.05S以上。

④在一條線路上不宜過多設置斷路器，這是斷路器保護無選擇性決定的，當線路故障時可能造成多台開關同時動作跳閘，反而影響供電可*性。

⑤SF6開關注意安裝之後的氣體泄漏檢查，尤其是新安裝之後的頭一二個月。

⑥SF6開關不適於安裝在寒冷地區，在-20℃以下地區安裝時應與廠家協商SF6氣體的工作曲線，氣體泄漏或液化之後，當開斷短路電流時會因電弧重燃引起開關爆炸。

⑦選用的斷路器宜具備重合功能。由於配電線路點多面廣，發生瞬時性的故障及率多，如：雷擊、線間瞬時碰線，而斷路器保護對短路電流非常敏感，瞬時動作於跳閘，從而造成用户停電，而人工試送往往又能送出，這樣就增加了運行人員的勞動強度，從另一方面講也反而可能增加了停電時户數，違背了裝設斷路器隔離故障點、提高供電可*性的本意。從我局實際運行經驗來看，真正永久故障跳閘並不多見，實現重合功能應是十分必要。實現重合功能一般廠家產品需外接電源(有源)：有低壓電源的可考慮低壓直接引入，無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能與蓄電池搭配形式。實現無源重合是從保護CT感應電流取樣供給控制器作電源，如：寧波天安集團生產的VT3-12真空斷路器，相對有源由於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組合電器，由於廠家出廠時考慮了操作順序並相互閉鎖，從而減小了誤操作的可能性。

2　柱上負荷開關

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

(1)　產氣式負荷開關。產氣式負荷開關是利用固體產氣材料組成的狹縫在電弧作用下產生大量氣體形成氣吹滅弧，因其結構簡單，成本低廉而一度被廣泛推廣使用。

(2)　真空、SF6負荷開關。與真空、SF6斷路器外形、參數相似，區別在於負荷開關不配保護CT、不能開斷短路電流，但可以承受短路電流、關合短路電流，具有壽命長、免維護特點，機械壽命、額定電流開斷次數10000次以上，適合於頻繁操作。

(3)　使用提示：

①從我局使用來看，產氣式負荷開關故障率較高，發生過滅弧罩脱落，多次一極開關燒燬，燒燬主要原因是動靜觸頭合閘不能完全接觸，局部接觸電阻增大過熱引起環氧樹脂絕緣子炭化擊穿。

②在帶電合閘時產氣式負荷開關有時會產生弧光泄漏，影響人身安全，據廠家介紹開關設計時其滅弧過程主要考慮帶電分負荷，當合閘時主輔觸頭不同步時就易產生弧光外泄。

③產氣式負荷開關滅弧罩需不定期維護，開斷滿負荷次數20次左右就需檢查維修，不如真空式、SF6開關可開斷10000次以上，長期運行維護工作量大。

④產氣式負荷開關操作機構可分為掛鈎式、引下操作杆式，引下操作杆式安裝操作把柄時應加鎖而鎖具體身需不時更換、維護，運行不便。操作杆應安裝離地2.5M以上，否則易受外力破壞。

⑤真空負荷組合開關價格已與產氣時開關相當，而其可靠性、安全性是產氣式負荷開關無法比擬的，在選用時應優選使用。

3　柱上隔離開關

(1)　柱上隔離開關主要用於隔離電路，分閘狀態有明顯斷口，便於線路檢修、重構運行方式、有三極聯動、單極操作兩種形式。

(2)　使用提示：

①隔離開關能可*地承載工作電流和短路電流，但不能分斷負荷電流，可開合勵磁電流不超2A的空載變壓器、電容電流不超5A的空載線路。

②隔離開關一般動穩定電流不超40kA，選用時應注意校驗。

③隔離開關操作壽命在2000次左右。