摘要：10kV柱上開(kāi)關(guān)在農(nóng)網(wǎng)線路上的合理應(yīng)用，為供電企業(yè)提高供電可靠性立下了汗馬功勞。該文針對(duì)農(nóng)網(wǎng)線路的結(jié)構(gòu)與故障性質(zhì)，應(yīng)選用不同型式的10kV柱上開(kāi)關(guān)設(shè)備。

關(guān)鍵詞：10kV；柱上開(kāi)關(guān)；合閘涌流

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用電量不斷的增加，用戶對(duì)供電的可靠性及供電質(zhì)量提出了更高的要求。10kV柱上開(kāi)關(guān)設(shè)備在農(nóng)網(wǎng)線路上的合理應(yīng)用，為供電企業(yè)提高供電可靠性立下了汗馬功勞。但是隨著我國(guó)配電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與布局日趨復(fù)雜，農(nóng)網(wǎng)線路容量的增大，線路絕緣化水平進(jìn)一步的提高，農(nóng)網(wǎng)線路的故障性質(zhì)發(fā)生了變化，因此對(duì)10kV農(nóng)網(wǎng)線路柱上開(kāi)關(guān)的選擇與應(yīng)用提出了新的要求。

110kV柱上開(kāi)關(guān)的分類

10kV柱上開(kāi)關(guān)，按滅弧介質(zhì)區(qū)分，經(jīng)歷了壓縮空氣型、磁吹型、產(chǎn)氣材料型、多油型、SF6型、真空型等幾個(gè)代表性的階段。20世紀(jì)50年代的多油斷路器，由于三相觸頭同室，其滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)均為絕緣油，開(kāi)斷容量在1250A以下，開(kāi)斷故障電流時(shí)存在爆炸危險(xiǎn)，隨著技術(shù)的發(fā)展，已逐漸被淘汰。SF6斷路器和真空斷路器是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的產(chǎn)品，20世紀(jì)90年代在我國(guó)得到廣泛的應(yīng)用，成為取代油斷路器的主導(dǎo)產(chǎn)品。其開(kāi)斷電流在16kA及以上，開(kāi)斷短路電流次數(shù)多達(dá)30次，10～20年免維護(hù)。同時(shí)已具有加裝電動(dòng)操作和控制器，實(shí)現(xiàn)智能化和配網(wǎng)自動(dòng)化的功能。

斷路器。出現(xiàn)故障電流后按照整定電流和時(shí)間跳閘，一般配備電磁感應(yīng)線圈和脫扣聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，既能開(kāi)斷，又能關(guān)合短路電流，開(kāi)斷故障電流能力較高，作為保護(hù)線路用。但因10kV柱上斷路器存在保護(hù)級(jí)差問(wèn)題，在實(shí)際運(yùn)行中存在越級(jí)跳閘的現(xiàn)象。

重合器。有電流型重合器和電壓型重合器兩種。反應(yīng)故障電流跳閘后能重合的，稱電流型重合器，這種重合器既做保護(hù)跳閘用，又能實(shí)現(xiàn)1～3次重合閘，將故障段從最后一段開(kāi)始逐一淘汰，直到判別到故障段。

因需多次重合故障電流，對(duì)電網(wǎng)沖擊較大，同時(shí)分段越多，需重合的次數(shù)越多，時(shí)間越長(zhǎng)，故分段一般不宜超過(guò)3段。重合器適用于農(nóng)網(wǎng)分支線和輻射型線路。

另一種重合器在線路失壓時(shí)跳閘，來(lái)電延時(shí)后合閘，稱為電壓型重合器。變電站內(nèi)出線斷路器需2次重合，完成故障區(qū)段隔離與非故障區(qū)段恢復(fù)供電，其中第一次重合為判別故障區(qū)段，依據(jù)各分段點(diǎn)開(kāi)關(guān)合閘的情況，確定故障區(qū)段，并自動(dòng)將故障區(qū)段兩側(cè)開(kāi)關(guān)閉鎖，隔離故障。第二次重合為恢復(fù)非故障區(qū)段的供電，全線饋線僅重合一次故障電流，完成故障區(qū)段隔離與恢復(fù)非故障區(qū)段的供電時(shí)間較長(zhǎng)。

分段器。能記錄故障電流脈沖次數(shù)，在無(wú)電壓、無(wú)電流時(shí)，當(dāng)故障電流次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)值就自動(dòng)分閘閉鎖，構(gòu)成電流脈沖計(jì)數(shù)型分段器。分段器大多與重合器配合使用，自動(dòng)完成預(yù)期的分合及閉鎖操作，具有檢測(cè)與控制操動(dòng)能力。

負(fù)荷開(kāi)關(guān)。負(fù)荷開(kāi)關(guān)僅在無(wú)電壓無(wú)電流時(shí)才能斷開(kāi)，但可以關(guān)合故障電流，開(kāi)斷額定負(fù)荷電流，主要作為線路的分段。因造價(jià)低在集中式的配網(wǎng)自動(dòng)化中采用。

210kV柱上開(kāi)關(guān)在農(nóng)網(wǎng)中的選用

2.1選用原則

所有故障都應(yīng)獲得作為瞬時(shí)故障處理的機(jī)會(huì)，避開(kāi)涌流的影響，分閘后閉鎖應(yīng)僅發(fā)生了永久性故障的情況，因分閘后閉鎖而切除的線路區(qū)段應(yīng)盡可能少。

根據(jù)負(fù)荷大小和線路長(zhǎng)短，經(jīng)濟(jì)合理地安排和選擇分段點(diǎn)及開(kāi)關(guān)設(shè)備。農(nóng)村長(zhǎng)線路和分支線一般采用電流型重合器或分段器，以提高供電可靠性，環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)可采用電壓型重合器，具備通信的饋線可采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)。

根據(jù)安裝地點(diǎn)選定額定電流、開(kāi)斷和關(guān)合短路電流及動(dòng)、熱穩(wěn)定電流。短路電流一般應(yīng)選擇16kA以上，才能適應(yīng)電網(wǎng)容量不斷提高的要求。

正確整定其保護(hù)配合，如跳閘電流、重合次數(shù)、分段器的次數(shù)預(yù)設(shè)、延時(shí)時(shí)間特性等。

電流型重合器與其他類型的重合器的配合應(yīng)充分利用其快、慢的“雙時(shí)”時(shí)間特性曲線，位于電源側(cè)的重合器應(yīng)至少1次的快速操作，其后的重合器有相同或更多的快速動(dòng)作。而電壓型重合器的延時(shí)時(shí)間整定應(yīng)一級(jí)比一級(jí)延長(zhǎng)t（一般設(shè)置為7s）時(shí)間，環(huán)網(wǎng)供電中環(huán)網(wǎng)點(diǎn)的時(shí)間應(yīng)大于每側(cè)延時(shí)時(shí)間之和。

重合器與分段器的配合，故障電流次數(shù)整定應(yīng)一級(jí)比一級(jí)少。

2.2選用分析

如果農(nóng)網(wǎng)線路是架空線路，線路容量不大，樹(shù)害問(wèn)題突出，在線路分段開(kāi)關(guān)的選擇上應(yīng)以過(guò)流脫扣開(kāi)關(guān)為主。在這些線路上，這種開(kāi)關(guān)能有效地發(fā)揮作用，切除故障區(qū)段，保證非故障區(qū)段連續(xù)供電。

如果農(nóng)網(wǎng)線路是架空絕緣線路（包括架空與電纜混合線路），在線路分段開(kāi)關(guān)的選擇上應(yīng)以斷路器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)為主，因?yàn)檫@種線路瞬間故障的幾率比較小，過(guò)流脫扣開(kāi)關(guān)就失去了它的作用。筆者對(duì)某市2006～2007年配網(wǎng)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)分析，其中按變電站開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作分析，80以上為電流一段，且重合閘重合不成功，15為電流二段保護(hù)動(dòng)作，且重合成功（純電纜線路除外），原因不明占5；按故障性質(zhì)分，外力破壞占70，客戶原因占15，設(shè)備故障占10，其它原因占5。

如果農(nóng)網(wǎng)線路是純電纜線路，在線路分段開(kāi)關(guān)的選擇上也應(yīng)以斷路器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)為主，因?yàn)檫@種線路瞬間故障的幾率更小。

經(jīng)過(guò)近幾年城農(nóng)網(wǎng)改造，我國(guó)的農(nóng)網(wǎng)線路的絕緣化水平進(jìn)一步提高，10kV農(nóng)網(wǎng)線路抵御自然災(zāi)害的能力增強(qiáng)。隨著農(nóng)網(wǎng)線路容量增大，主線路的10kV柱上開(kāi)關(guān)主要選用斷路器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)，如果采用過(guò)流脫扣開(kāi)關(guān)，這種開(kāi)關(guān)都裝有躲過(guò)合閘涌流的裝置，即在10kV柱上開(kāi)關(guān)從無(wú)壓到有壓的合閘瞬間內(nèi)，躲過(guò)10kV配電線路激磁涌流；在城區(qū)負(fù)荷比較大的10kV配電線路上，合閘操作下一級(jí)開(kāi)關(guān)時(shí)，若上一級(jí)開(kāi)關(guān)在正常運(yùn)行狀態(tài)，就會(huì)引起上一級(jí)開(kāi)關(guān)過(guò)流跳閘，給運(yùn)行、維護(hù)人員造成線路有故障的假象，降低供電可靠性。過(guò)流脫扣開(kāi)關(guān)有一個(gè)弊端，對(duì)架空線路而言，如圖1所示，變電站10kV出線開(kāi)關(guān)，保護(hù)電流Ⅱ段一般時(shí)限為0.6s，客戶端為0.3s，如果線路被這種開(kāi)關(guān)分為幾段，如圖1甲線路，被1ZS、2ZS分為三段（1、2、3），一方面沒(méi)法實(shí)現(xiàn)時(shí)差配合，另一方面如果線路故障是瞬時(shí)故障，這種開(kāi)關(guān)會(huì)過(guò)流脫扣，往往會(huì)跳到離該農(nóng)網(wǎng)線路變電站出口近的柱上開(kāi)關(guān)上，即1ZS上，如果變電站出線開(kāi)關(guān)（即10kV）重合閘動(dòng)作成功，就只能恢復(fù)對(duì)全線路的第1段供電，而本線路2段、3段不能及時(shí)恢復(fù)供電，降低了供電可靠性；如果農(nóng)網(wǎng)線路是永久性故障，這種開(kāi)關(guān)來(lái)不及動(dòng)作，變電站10kV出線開(kāi)關(guān)保護(hù)優(yōu)先動(dòng)作跳閘，因?yàn)樽冸娬?0kV出線開(kāi)關(guān)保護(hù)電流I段時(shí)限一般為0s。

綜上所述，如果農(nóng)網(wǎng)線路容量比較大，線路絕緣化水平比較高，瞬時(shí)故障幾率小，過(guò)流脫扣斷路器在主線上分段就失去了它的價(jià)值，應(yīng)選用負(fù)荷開(kāi)關(guān)；在故障較多、絕緣水平低的分支線上，選用過(guò)流脫扣斷路器，如果支線有故障，從主線路上分離，也利于運(yùn)行人員查找故障點(diǎn)。

3結(jié)束語(yǔ)

10kV配電線路柱上開(kāi)關(guān)的選擇應(yīng)根據(jù)線路容量、絕緣化水平、線路故障性質(zhì)等合理選用不同類型的開(kāi)關(guān)。如果線路絕緣化水平不高，瞬時(shí)故障較多，可以選擇過(guò)流脫扣開(kāi)關(guān)；在線路負(fù)荷密集、絕緣化水平高的主干線上，應(yīng)選用負(fù)荷開(kāi)關(guān)，避免操作時(shí)引起上一級(jí)開(kāi)關(guān)因涌流問(wèn)題引起跳閘，以進(jìn)一步提高配電線路的供電可靠性。