10KV柱上开关的选择和使用注意事项探讨

10KV柱上开关的选择和使用注意事项探讨

何德林陈志伟张冠洲

（广东电网有限责任公司东莞供电局广东东莞523122）

摘要：随着社会经济的迅猛发展，电量消耗在满足发展需要的前提下不断增加。人们为提高供电质量和使用上的安全可靠性，对配电网投入了大量研究，10kV柱上开关顺应时势被开发出来，其在配电网中支线和分段中的有效应用提高了供电的可靠性，为电力电器在社会经济的发展道路上作出很大贡献。柱上开关常见的有柱上断路器、柱上负荷开关、柱上隔离开关，三者之间性能是完全不同的，使用地点方式有所区别，本文介绍了三者选用时应注意的事项。

关键词：10KV柱上开关；选择；使用注意事项

0引言

在10kV配电网改造中，正确选用分段开关对配电线路进行适当分段是提高供电可靠性的一个重要技术手段。本文阐述了柱上断路器、负荷开关、隔离开关的选择与使用。

一、柱上开关的作用

配电系统处于供电系统的末端，与用户关系密切，其可靠性直接关系到社会经济的发展与人民生产生活。随着我国配电网建设改造投资的大幅增长和用户对供电可靠性要求的不断提高，配电系统的可靠性研究已引起了广泛重视。在配电系统网路中，户外柱上负荷开关是一种安装在架空线路上，能够在回路正常条件下（也可包括规定的过载条件）下关合、承载和开断电流，以及在规定的异常回路条件（如短路）下，在规定的时间内承载电流的机械开关设备，其广泛应用极大地提高了供电可靠性，而10kV柱上开关在配电网应用中较广，因此，对10kV柱上开关的研究具有相当的必要性。

二、柱上断路器

如图1，主要用于配电线路区问分段投切、控制、保护，能开断、关合短路电流。

2．1分类

(1)油浸断路器:早期产品，因开断能力差、油易燃、渗漏、易酿成事故而趋于淘汰。

(2)真空断路器:有箱式、柱式二种，额定电流常为400A、630A。就额定电流而言两者之间价格相差不大。额定开断短路电流有12．5kA、16kA、20kA。机械寿命、额定电流可开断10000次以上，额定开断短路电流次数为30一--50次，能频繁操作。按相对地绝缘介质来分又可分为油浸绝缘、空气绝缘、SF6绝缘。

(3)SF6断路器:额定电流常为400A、630A。额定开断短路电流一般至12．5kA，目前有的厂家已有16kA产品。机械寿命、额定电流可开断10000次以上，额定开断短路电流次数为30一--50次，适合于频繁操作。

图1断路器外形结构图

2．2使用提示

(1)油浸断路器虽属于淘汰产品，但电网中还或多或少存在一些。运行中可取消其短路跳闸功能，作负荷开关使用。

(2)注意校验安装地点的短路电流

校验用的短路电流应考虑5～10年的发展变化。真空断路器、SF。断路器均为免维护产品。安装之后如无大的问题，一般考虑在5年后更换大修；若短路开断电流小于当地预期短路电流，则开断时极易造成断路器损毁。

(3)保护用电流互感器(CT)一次额定电流宜选择比安装点可能出现的最大电流大2～3倍，并应配置涌流延时器。若保护CT一次电流与安装点最大电流相同或相近，即使断路器在低于安装点最大电流下运行，因保护稳定范围裕度小而处于不稳定状态。当线路合闸送电时由于配电线路中配变众多，励磁涌流可能使断路器需多次合闸才能合闸成功。当大的负荷投入时，受启动电流的冲击以及负荷波动的影响都会造成无故障跳闸。

电子涌流延时器时间整定可十分精确，时间整定0一5s可调，一般时间整定应在0．05s以上。

(4)在一条线路上不宜过多设置断路器，这是断路器保护无选择陛决定的。当线路故障时可能造成多台断路器同时动作跳闸，反而影响供电可靠性。

(5)对SF6断路器应注意安装之后的气体泄漏检查，尤其是新安装之后的头一二个月。

(6)SF6断路器不适于安装在寒冷地区，安装在-20℃以下地区时，在气体泄漏或液化之后，会因开断短路电流时的电弧重燃而引起断路器爆炸。应与制造厂根据SF6气体的工作曲线采取改进措施。

(7)选用的断路器宜具备重合功能。由于配电线路点多面广，发生瞬时性的故障机率多，如：雷击、线间瞬时碰线；而断路器保护对短路电流非常敏感，瞬时动作于跳闸，从而造成用户停电，而人工试送往往又能送出，这样就增加了运行人员的劳动强度。从另一方面讲也可能增加了停电户数，违背了装设断路器隔离故障点、提高供电可靠性的本意。从我局实际运行经验来看，真正永久故障跳闸并不多见，实现重合功能十分必要。实现重合功能一般厂家产品需外接电源(有源)：有低压电源的可考虑低压直接引入；无低压电源的外挂电压互感器配蓄电池，也有的厂家使用太阳能与蓄电池搭配形式。实现无源重合是从保护CT感应电流取样供给控制器作电源，对比有源重合，由于减少了元器件，提高了断路器的可靠性。

(8)宜选择断路器与隔离开关组合电器。由于厂家出厂时考虑了操作顺序并相互闭锁，从而减小了误操作的可能性。

三、柱上负荷开关

负荷开关是介于断路器和隔离开关之间的一种开关电器，具有简单的灭弧装置（如图2），能切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断短路电流。具有承载、分合额定电流能力，但不能开断短路电流，主要用于线路的分段和故障隔离。

图2灭弧室内部结构图

3．1分类

(1)产气式负荷开关

利用固体产气材料组成的狭缝在电弧作用下产生大量气体形成气吹灭弧；因其结构简单、成本低廉而一度被广泛使用。

(2)真空、SF6负荷开关

与真空、SF6断路器外形、参数相似，区别在于负荷开关不配装保护CT和不能开断短路电流，但可以承载短路电流，具有寿命长、免维护特点，额定电流开断次数10000次以上，适合于频繁操作。

3．2使用提示

(1)从我局使用来看，产气式负荷开关故障率较高，发生过灭弧罩脱落，多次一极开关烧毁；烧毁主要原因是动静触头合闸不能完全接触，局部接触电阻增大过热引起环氧树脂绝缘子炭化击穿。

(2)在带电合闸时产气式负荷开关有时会产生弧光泄漏，影响人身安全。据厂家介绍，开关设计时其灭弧过程主要考虑带电分负荷；当合闸时主辅触头不同步时就易产生弧光外泄。

(3)产气式负荷开关灭弧罩需不定期维护，长期运行维护工作量较大，开断满负荷次数20次左右就需检查维修，不如真空、SF6开关可开断10000次以上。

(4)产气式负荷开关操作机构可分为挂钩式、引下操作杆式；引下操作杆式安装操作柄时应加锁而锁具本身需不时更换、维护，运行不便。操作柄应安装离地2．5m以上，否则易受外力破坏。

(5)真空负荷组合开关现在的价格已与产气式开关相当，而其可靠性、安全性是产气式负荷开关无法比拟的，在选用时应优先使用。

四、隔离开关

主要用于隔离电路；分闸状态有明显断口，便于线路检修、重构运行方式，有三极联动、单极操作两种形式。隔离开关配置在主接线上，保证了线路及设备检修时形成明显的断口与带电部分隔离，由于隔离开关没有灭弧装置及开断能力低，所以操作隔离开关时，必须遵守倒闸操作顺序，即送电时，首先合上母线侧隔离开关，其次合上线路侧隔离开关，最后合上断路器，停电则于上述相反。

使用提示：

（1）隔离开关能可靠地承载工作电流和短路电流，但不能分断负荷电流。可开合励磁电流不超2A的空载变压器，电容电流不超5A的空载线路。

（2）隔离开关一般动稳定电流不超40kA，选用时应注意校验。

（3）隔离开关操作寿命在2000次左右。

图3柱上隔离开关结构图

五、结束语

中小城市因其对城市美化、绿化、道路的要求不像大城市那么高，中压配电网络一般以架空线路为主，而柱上开关设备就如同中压配电网络的接点，没有接点就不成网络。由此可见柱上开关设备对中小城市的中压配电网络是最为关键的设备之一。它的使用好坏直接关系到配网改造的成败，关系到是否能真正通过配网改造来大幅提高供电可靠性。

文献参考:

[1]侣军徽,徐艳玲.10kV柱上开关电器的分类与应用探讨[J].科技致富向导,2011

[2]薛仙凤.10kV柱上开关电器的分类及选择与使用[J].城市建设,2010

[3]刘兆强,黄晓亮.浅析10kV配电农网供电可靠性[J].城市建设理论研究,2012