柱上开关介绍

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1、柱上断路器1 柱上开关的类型目前市场上的柱上开关形式多样，性能也各不相同。具体可按以下6种方式分类：按生 产国可分为国产和进口 2种；按触头灭弧能力可分为断路器、负荷开关；按绝缘介质可分 为油绝缘、空气绝缘、SF6绝缘；按操动机构可分为电磁操动机构、弹簧操动机构、永磁操 动机构；按控制器的功能可分为断路器、重合器、分段器；按出线套管的材质可分为瓷套管 和硅橡胶套管等。2 各类开关的特点2.1 国产开关设备优点：按国内电力系统的使用特点设计制造；一般采用弹簧操动机构， 可进行电动和手动分合闸操作；电流互感器二次电流按 5 A 设计，可设多组多变压比，有利于 满足继电保护遥测计量的不同要求；一般断

2、路器本身配置隔离开关，并且断路器与隔离开关之间 设有操作闭锁。缺点：断路器内部多采用空气绝缘，安全性能受周围环境的影响较大；无专用的 操作控制箱，继电保护功能靠U, W两相的电流脱扣器来实现，因此无法实现继电保护的上下 级的合理配合，容易造成断路器误动和拒动；操动机构制造工艺粗糙气密性差，尤其在空气潮湿 或沿海地区，在很短的时间内机构部件便有可能严重锈蚀，无法进行正常的操作。2.2进口断路器所有进口断路器的共同点是：电流互感器二次电流按1 A设计，规格有 600/1和1000/1等2种；所有断路器均不配隔离开关；配有专用的操作控制器，控制器的 控制保护功能齐全，可选择性强，有利于上下级保护的配

3、合；多采用零表压下的SF6气体绝 缘，密封性能好，内部绝缘不受外部环境的影响，操动机构制造工艺优良且大多密封在 SF6 气 体腔内，现场免维护；价格高，几乎是国产断路器的2倍；订货周期长；一旦断路器发 生问题，现场一般不能维修。2.3 断路器重合器、负荷开关断路器具有很强的灭弧能力，可切断故障电流， 配备含微机 保护的控制器，可实现对分支线路的保护。重合器开关本体与断路器完全相同，区别在于控制器 的功能上。断路器的控制器功能简单，仅具备控制和线路电流保护功能，其他功能靠FTU实现； 而重合器的控制器除了具备断路器控制器的所有功能外，还具有 3 次以上的重合闸、多种特性 曲线相位判断程序、恢复运

4、行程序储存、自主判断与自动化系统的连接等功能，但价格较高；负 荷开关可以闭合故障电流，开断额定负荷电流，采用真空和 SF6 灭弧其主要作为线路的分段开 关，配备智能控制器就成为分段器，造价较低。3 各类操动机构的特点3.1 电磁操动机构合闸电流大，零部件多，结构复杂除电动分合闸外，还可以手动分闸操 作；不能手动合闸送电，只可以在没有电源的情况下用合闸手柄合上断路器；不能作为配网自动 化的理想选择产品。3.2 永磁操动机构永磁操动机构是一种新概念的操动机构，它有单稳态和双稳态之分；特点是结构简单，开 关状态靠永久磁铁的磁力保持，机械传动部件非常少，机构密封程度较高，受外界影响较小；但 其本质上还

5、是电磁操动机构，瞬时功率大及机械特性控制是其难点，控制器较复杂，其启动电容 以及电子控制线路的寿命温度特性及可靠性是操动机构总体可靠性的瓶颈，应加以高度重视。 永磁操动机构最为致命的缺点是没有手动合闸手柄，在合闸送电时，如果遇到控制器或合闸回路 故障将会觉得非常棘手。3.3 弹簧操动机构国产弹簧操动机构结构复杂设计观念陈旧、气密性差、机械寿命短；进口弹簧操动机构目 前以三角板式操动机构为代表，结构非常简单，零部件极少，整个机构密封在 SF6 气体腔内， 故障几率极低，其功能不但能满足电动操作，还可以进行手动分合闸操作，即使控制器发生故障 也能尽快手动恢复送电，是目前最为理想的操动机构。4 开关

6、的选型配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区域自动恢复送电为目的，开关 的选型也要以此为依据，针对不同的控制方式采用不同选择4.1 就地控制方式，即初级自动化这种方式线路短，分段小，应采用重合器；充分利用重 合器的重合及动作时限配合，实现对故障区的自动隔离和非故障区自动恢复送电。4.2 对于分布智能控制方式，需要 FTU 将检测到的各种信号通过点对点通信， 把故障区 断路器的状态及其他信息传送到临近的FTU,识别故障区段，实现自动隔离和恢复送电，即FTU 重合器或智能 FTU 断路器。4.3集中控制方式，是将FTU监控终端检测到的信息，通过通信系统送至配电总服务器， 由配电总服务

7、器进行全面计算管理。在干线发生故障后，先由站内馈线断路器断开故障线路，并 进行一次重合；如果重合成功，控制中心不作判断；如果重合不成功，控制中心则在自动判别后， 遥控自动化系统断路器隔离故障区，恢复非故障区供电这种控制模式下，隔离故障区段是在线路 无电流电压的情况下进行的，所以分段器完全可以采用负荷开关以降低成本。分支线路安装断路 器，加装微机保护，准确及时地切除故障分支，减少自动化动作次数，缩短停电范围和时间这种 模式采取分段用负荷开关，分支用断路器的方式比较经济实用。-WORD格式-可编辑-专业资料-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

8、方式有所区别，本文介绍了三者选用时应注意的事项。1 柱上断路器主要用于配电线路区间分段投切、控制、保护，能开断、关合短路电流。(1) 油浸断路器。油浸断路器是早期的产品，因开断能力差、油易燃、渗漏、易酿成二次事 故而趋于淘汰。(2) 真空断路器。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 而言而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 流开断 10000 次以上，额定开断短路电流开断次数 30-50 次，能频繁操作。按相对地绝缘质来 分又可分为油浸绝缘、空气绝缘、 SF6 绝缘。(3) SF6断路器。SF6断路器额定电

9、流为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、额定电流开断 10000 次以上，额定开断短路电流开 断次数 30-50 次，适合于频繁操作。(4) 使用提示：油浸式断路器虽属于淘汰产品，但电网中或多或少总还存在一些，运行中 可取消其短路跳闸功能，作负荷开关使用。注意安装地点短路电流的校验。校验用的短路电 流应考虑 5-10 年的发展变化，真空开关、 SF6 开关均为免维护产品，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，则极易造成开断时开关毁 损。 选择保护用电流互感器一次额定电流宜比安装点

10、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 变比一次电流与安装点最大电流相同或相近，即使开关在低于安装 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，励磁涌流影响可能使开关需多次合闸才能合闸成功，当大的负荷投入启动电流的冲 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 0-5S可调，一般时间整定应在0.05S以上。在一条线路上不宜过多设置断路器，这是断路器 保护无选择性决定的，当线路故障时可能造成多台开关同时动作跳闸，反而影响供电可靠性。 SF6开关注意安装之后的气体泄漏检查，尤

11、其是新安装之后的头一二个月。SF6开关不适于 安装在寒冷地区，在-20C以下地区安装时应与厂家协商SF6气体的工作曲线，气体泄漏或液化 之后，当开断短路电流时会因电弧重燃引起开关爆炸。选用的断路器宜具备重合功能。由于 配电线路点多面广，发生瞬时性的故障及率多，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，从另一方面讲也反而可能增加了停电时户数，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 功能应是十分必要。实现重合功能一般厂家

12、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源互感器配蓄电池，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，如：宁波天安集团生产的 VT3-12 真 空断路器，相对有源由于减少了元器件提高了断路器的可靠性。 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。2 柱上负荷开关具有承载、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。(1)产气式负荷开关。产气式负荷开关是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

13、，成本低廉而一度被广泛推广使用。(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保 护 CT 、不能开断短路电流，但可以承受短路电流、关合短路电流，具有寿命长、免维护特点， 机械寿命、额定电流开断次数10000 次以上，适合于频繁操作。(3) 使用提示：从我局使用来看，产气式负荷开关故障率较高，发生过灭弧罩脫落，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。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

14、易产生弧光外 泄。产气式负荷开关灭弧罩需不定期维护，开断满负荷次数20次左右就需检查维修，不如 真空式、SF6开关可开断10000次以上，长期运行维护工作量大。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把柄时应加锁而锁具体身需不时更换、维 护，运行不便。操作杆应安装离地2.5M以上，否则易受外力破坏。真空负荷组合开关现在的 价格已与产气时开关相当，而其可靠性、安全性是产气式负荷开关无法比拟的，在选用时应优选 使用。3 柱上隔离开关(1) 柱上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。(2) 使用提示：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。隔离开关一般动稳定电流 不超40kA，选用时应注意校验。隔离开关操作寿命在2000次左右。