柱上開關操動機構特點

柱上開關電磁操動機構

合閘電流大,零部件多,結構復雜?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?

柱上開關永磁操動機構

永磁操動機構是一種新概念的操動機構,它有單穩(wěn)態(tài)和雙穩(wěn)態(tài)之分?特點是結構簡單,開關狀態(tài)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,控制器較復雜,其啟動電容以及電子控制線路的壽命?溫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回路故障將會覺得非常棘手?

柱上開關彈簧操動機構

國產彈簧操動機構結構復雜?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(fā)生故障也能盡快手動恢復送電,是最為理想的操動機構?

2.1 國產開關設備?

優(yōu)點:按國內電力系統(tǒng)的使用特點設計制造;一般采用彈簧操動機構,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,有利于滿足繼電保護?遙測?計量的不同要求;一般斷路器本身配置隔離開關,并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(huán)境的影響較大;無專用的操作控制箱,繼電保護功能靠U,W兩相的電流脫扣器來實現,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),在很短的時間內機構部件便有可能嚴重銹蝕,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(guī)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,有利于上?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(huán)境的影響,操動機構制造工藝優(yōu)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訂貨周期長;⑦一旦斷路器發(fā)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(qū)別在于控制器的功能上?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(tǒng)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,采用真空和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?

配網自動化以故障自動診斷?故障區(qū)域自動隔離?非故障區(qū)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采用不同選擇?

4.1 就地控制方式,即初級自動化?

這種方式線路短,分段小,應采用重合器?充分利用重合器的重合及動作時限配合,實現對故障區(qū)的自動隔離和非故障區(qū)自動恢復送電?

4.2 對于分布智能控制方式。

需要FTU將檢測到的各種信號通過點對點通信,把故障區(qū)斷路器的狀態(tài)及其他信息傳送到臨近的FTU,識別故障區(qū)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(jiān)控終端檢測到的信息,通過通信系統(tǒng)送至配電總服務器,由配電總服務器進行全面計算管理?在干線發(fā)生故障后,先由站內饋線斷路器斷開故障線路,并進行一次重合?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后,遙控自動化系統(tǒng)斷路器隔離故障區(qū),恢復非故障區(qū)供電?這種控制模式下,隔離故障區(qū)段是在線路無電流?電壓的情況下進行的,所以分段器完全可以采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,縮短停電范圍和時間?這種模式采取分段用負荷開關,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(qū)別，本文介紹了三者選用時應注意的事項。

1　柱上斷路器

主要用于配電線路區(qū)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"para" label-module="para">

(4)　使用提示：

①油浸式斷路器雖屬于淘汰產品，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(fā)展變化，真空開關、SF6開關均為免維護產品，安裝之后如無大的問題一般考慮在5年后更換大修，若短路開斷電流小于當地預期短路電流，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，并應配置涌流延時器，若保護CT變比一次電流與安裝點最大電流相同或相近，即使開關在低于安裝點最大電流下運行，因保護穩(wěn)定范圍裕度小而處于不穩(wěn)定狀態(tài)，當線路合閘送電時由于配電線路中配變眾多，勵磁涌流影響可能使開關需多次合閘才能合閘成功，當大的負荷投入啟動電流的沖擊以及負荷波動的影響都會造成無故障跳閘。電子涌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臺開關同時動作跳閘，反而影響供電可*性。

⑤SF6開關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月。

⑥SF6開關不適于安裝在寒冷地區(qū)，在-20℃以下地區(qū)安裝時應與廠家協商SF6氣體的工作曲線，氣體泄漏或液化之后，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。由于配電線路點多面廣，發(fā)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戶數，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，真正永久故障跳閘并不多見，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組合電器，由于廠家出廠時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，主要用于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(qū)別在于負荷開關不配保護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，適合于頻繁操作。

(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(fā)生過滅弧罩脫落，多次一極開關燒毀，燒毀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(huán)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鉤式、引下操作桿式，引下操作桿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。操作桿應安裝離地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(yōu)選使用。

3　柱上隔離開關

(1)　柱上隔離開關主要用于隔離電路，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(wěn)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。2100433B

本規(guī)范對的抽檢模式、流程、工作內容等做了規(guī)定,適用于國家電網公司系統(tǒng)招標采購的12kV～40.5kV產品的抽檢工作。其他電壓等級柱上開關可參照執(zhí)行。

本標準規(guī)范了12 kV智能配電柱上開關（以下簡稱：智能柱上開關）的型式試驗、出廠試驗和交接試驗的試驗條件、試驗項目和試驗方法，并明確了試驗相關技術指標要求。 本標準適用于12 kV智能柱上開關的生產、使用、試驗和驗收。

進行智能電網建設已經成為我國電力產業(yè)發(fā)展的必然趨勢，進行智能電網理論和關鍵技術的研究也顯得尤為重要?？紤]到我國電力工業(yè)發(fā)展由于種種歷史原因所導致的配電網自動化水平較低下的狀況，特編寫本叢書。本書是《配網運維與檢修技術》叢書之一，主要介紹柱上開關設備如斷路器、隔離開關、各種自動裝置等的運維與檢修技術。