裝于10kV架空配電線(xiàn)路中戶(hù)外電桿上的開(kāi)關(guān),用于城郊及農村配電網(wǎng)中,用于分斷、閉合、承載線(xiàn)路負荷電流及故障電流的機械開(kāi)關(guān)設備。柱上開(kāi)關(guān)一般由帶傳感器的開(kāi)關(guān)本體+FTU(饋線(xiàn)自動(dòng)化終端)組成。下面介紹的開(kāi)關(guān)都是柱上隔開(kāi)開(kāi)關(guān)。
1、柱上開(kāi)關(guān)分類(lèi)
按開(kāi)斷能力分:
a.柱上隔離開(kāi)關(guān):不能關(guān)合、開(kāi)斷正常負荷電流,有明顯斷口,用于隔離線(xiàn)路檢修
b.柱上負荷開(kāi)關(guān):能關(guān)合、承載、開(kāi)斷正常負荷電流(≤630A),能承載但不能開(kāi)斷故障電流的開(kāi)關(guān)設備。
c.柱上斷路器:能關(guān)合、承載、開(kāi)斷正常負荷電流(≤630A)以及故障電流的開(kāi)關(guān)設備(≥20kA)。
d.柱上熔斷器:有于分斷短路電流,保護線(xiàn)路
滅弧方式:真空滅弧,SF6滅弧,油滅弧(淘汰)
絕緣方式 :空氣絕緣,SF6氣體絕緣,復合絕緣,油絕緣(已淘汰)柴油發(fā)電機組
按所配控制器分為:
a.分界型開(kāi)關(guān):內置零序互感器,具有零序保護功能,配負荷開(kāi)關(guān)或斷路器
b.電壓型負荷開(kāi)關(guān):可根據兩側線(xiàn)路電壓變化來(lái)自動(dòng)分合閘
c.集中型負荷開(kāi)關(guān):不能主動(dòng)開(kāi)斷短路電流的斷路
SF6絕緣氣體是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的不易燃氣體,而且具有卓越的電絕緣性和滅弧特性,密度為空氣的5倍,不易泄露。
2、 柱上隔離開(kāi)關(guān)
柱上隔離開(kāi)關(guān),又稱(chēng)隔離刀閘,是一種沒(méi)滅弧裝置的控制電器,其主要功能是隔離電源,以保證其它電氣設備的安全檢修,因此不允許帶負荷操作。但在一定條件下,允許接通或斷開(kāi)小功率電路。是高壓開(kāi)關(guān)當中使用的最多也是最頻繁的一個(gè)電器裝置。
柱上隔離開(kāi)關(guān)可用于線(xiàn)路設備的停電檢修、故障查找、電纜試驗、重構運行方式等,拉開(kāi)柱上隔離開(kāi)關(guān)可使需要檢修的設備與其他正在運行線(xiàn)路隔離,建立可靠的絕緣間隙,給予工作人員有可以看見(jiàn)的明顯的斷開(kāi)標志,保證檢修或試驗工作的安全。柱上隔離開(kāi)關(guān)優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低、簡(jiǎn)單耐用。一般作為加空線(xiàn)路與用戶(hù)的產(chǎn)權分界開(kāi)關(guān),以及作為電纜線(xiàn)路與架空線(xiàn)路的分界開(kāi)關(guān),還可安裝在線(xiàn)路聯(lián)絡(luò )負荷開(kāi)關(guān)一側或兩側,以方便故障查找、電纜試驗和檢修更換聯(lián)絡(luò )負荷開(kāi)關(guān)等。
隔離開(kāi)關(guān)不能帶額定負荷或大負荷操作,不能分合負荷電流和短路電流。 一般送電操作時(shí),先合隔離開(kāi)關(guān),后合斷路器或負荷開(kāi)關(guān);斷電操作時(shí),先斷開(kāi)斷路器或負荷開(kāi)關(guān)再斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)。
隔離開(kāi)關(guān)能可靠地承載工作電流和短路電流,但不能分斷負荷電流,可開(kāi)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(xiàn)路。隔離開(kāi)關(guān)一般動(dòng)穩定電流不超40kA,選用時(shí)應注意校驗。隔離開(kāi)關(guān)操作壽命在2000 次左右。
▲ 柱上隔離開(kāi)關(guān)
▲ 柱上隔離開(kāi)關(guān)安裝示意
3、柱上負荷開(kāi)關(guān)
柱上負荷開(kāi)關(guān)是具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置,可以帶負荷分、合電路的控制電器。能通斷一定的負荷電流和過(guò)負荷電流,但不能斷開(kāi)短路電流,必須與高壓熔斷器串聯(lián)使用,借助熔斷器來(lái)切除短路電流。
負荷開(kāi)關(guān)是介于隔離開(kāi)關(guān)和斷路器之間的一種開(kāi)關(guān)電器,主要用于線(xiàn)路的分段和故障隔離。
負荷開(kāi)關(guān)主要有產(chǎn)氣式負荷開(kāi)關(guān)、真空、SF6負荷開(kāi)關(guān)。產(chǎn)氣式負荷開(kāi)關(guān)是利用固體產(chǎn)氣材料組成的狹縫在電弧作用下產(chǎn)生大量氣體形成氣吹滅弧,因其結構簡(jiǎn)單,成本低廉而一度被廣泛推廣使用。真空、SF6負荷開(kāi)關(guān)與真空、SF6斷路器外形、參數相似,區別在于負荷開(kāi)關(guān)不配保護CT、不能開(kāi)斷短路電流,但可以承受短路電流、關(guān)合短路電流,具有壽命長(cháng)、免維護特點(diǎn),機械壽命、額定電流開(kāi)斷次數10000次以上,適合于頻繁操作。
工作中常用的柱上負荷開(kāi)關(guān)一般是采用柱上真空負荷開(kāi)關(guān)。真空負荷開(kāi)關(guān)采用真空滅弧,SF6絕緣,三相共箱式,VSP5電磁或彈簧操作機構,電流互感器可內置,電纜或端子出線(xiàn),可內置隔離斷口,吊式或坐式安裝。如下圖所示:
▲ 柱上真空負荷開(kāi)關(guān)
另外采用用柱上SF6負荷開(kāi)關(guān)液不少。SF6負荷開(kāi)關(guān)采用SF6滅弧,SF6絕緣,三相共箱式,電流互感器可內置,電纜或端子出線(xiàn),外側可選配隔離裝置,吊式或坐式安裝。如下圖所示:
▲ 柱上SF6負荷開(kāi)關(guān)
▲ 柱上負荷開(kāi)關(guān)安裝示意
4、柱上斷路器
斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開(kāi)斷正?;芈窏l件下的電流并能關(guān)合、在規定的時(shí)間內承載和開(kāi)斷異?;芈窏l件下的電流的開(kāi)關(guān)裝置。斷路器可用來(lái)分配電能,不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機,對電源線(xiàn)路及電動(dòng)機等實(shí)行保護,當它們發(fā)生嚴重的過(guò)載或者短路及欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路,其功能相當于熔斷器式開(kāi)關(guān)與過(guò)欠熱繼電器等的組合。
柱上斷路器是指在電桿上安裝和操作的斷路器,俗稱(chēng)“看門(mén)狗”,它是一種可以在正常情況下切斷或接通線(xiàn)路,并在線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí),通過(guò)操作或繼電保護裝置的作用,將故障線(xiàn)路手動(dòng)或自動(dòng)切換的開(kāi)關(guān)設備。斷路器與負荷開(kāi)關(guān)的主要區別在于斷路器可用來(lái)開(kāi)斷短路電流。柱上斷路器主要用于配電線(xiàn)路區間分段投切、控制、保護,能開(kāi)斷、關(guān)合短路電流。
柱上斷路器按其所采用的滅弧介質(zhì),可分為油斷路器(基本淘汰)、六氟化硫(SF6)斷路器、真空斷路器。
原來(lái)配網(wǎng)工程中采用六氟化硫(SF6)斷路器與真空斷路器都較多,現在配電線(xiàn)路中斷路器主要采用戶(hù)外交流高壓智能真空斷路器,智能真空斷路器具備故障檢測功能、保護控制功能和通迅功能。一般安裝在10kV架空線(xiàn)路責任分界點(diǎn),可實(shí)現自動(dòng)切除、單相接地和自動(dòng)隔離短路故障,是配電線(xiàn)路改造和配網(wǎng)自動(dòng)化建設的理想產(chǎn)品。
智能真空斷路器可以手動(dòng)操作、電動(dòng)操作、遙控器操作及遠程主機操作。斷路器由本體、操作機構、控制器三部分組成(可內置隔離開(kāi)關(guān))。斷路器根據需要可配置CT(保護電流互感器)、ZCT(零序電流互感器)、u(電壓互感器),作為控制器的檢出器。
真空斷路器根據絕絕緣材料有SF6絕緣真空斷路器與空氣絕緣真空斷路器。SF6絕緣真空斷路器采用真空滅弧,SF6絕緣,三相共箱式,采用彈簧操作機構,電流互感器可內置,電纜或端子出線(xiàn),外側選配隔離裝置,吊式或坐式安裝??諝饨^緣真空斷路器采用真空滅弧,空氣絕緣,三相固封極柱式,采用彈簧或永磁操作機構,電流互感器外置,端子出線(xiàn),外側選配隔離裝置,坐式安裝。如下圖所示:
▲ 柱上真空斷路器(真空滅弧,SF6絕緣)
▲ 柱上真空斷路器(真空滅弧,真空絕緣)
▲ 柱上真空斷路器安裝示意圖
5、跌落式熔斷器
跌落式熔斷器俗稱(chēng)領(lǐng)克,是10kV配電線(xiàn)路分支線(xiàn)和配電變壓器最常用的一種短路保護開(kāi)關(guān)。它具有經(jīng)濟、操作方便、適應戶(hù)外環(huán)境性強等特點(diǎn),被廣泛應用于10kV配電線(xiàn)路和配電變壓器一次側作為保護和進(jìn)行設備投、切操作之用。
跌落式熔斷器安裝在10kV配電線(xiàn)路分支線(xiàn)上,可縮小停電范圍,因其有一個(gè)高壓跌落式熔斷器明顯的斷開(kāi)點(diǎn),具備了隔離開(kāi)關(guān)的功能,給檢修段線(xiàn)路和設備創(chuàng )造了一個(gè)安全作業(yè)環(huán)境,增加了檢修人員的安全感。安裝在配電變壓器上,可以作為配電變壓器的主保護,所以,在10kV配電線(xiàn)路和配電變壓器中得到了普及。
熔斷器可以裝在負荷開(kāi)關(guān)的電源側,也可以裝在負荷開(kāi)關(guān)的受電側。當不需要經(jīng)常掉換熔斷器時(shí),宜采用前一種布置,以便利用負荷開(kāi)關(guān)兼作隔離開(kāi)關(guān)的功能,用它來(lái)隔離加在限流熔斷器上的電壓。
跌落式熔斷器的組成主要有絕緣體 、下支撐座、下動(dòng)觸頭、下靜觸頭、安裝板、上靜觸頭、鴨嘴、上動(dòng)觸頭、熔絲管等。如下圖所示:
▲ 跌落式熔斷器
▲ 跌落式熔斷器安裝示意
6、柱上開(kāi)關(guān)的區別
主要的區別如下:
隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置,所以只適合切斷無(wú)負荷的電流,無(wú)法切斷負荷電流、短路電流,所以隔離開(kāi)關(guān)電器只能在電路安全斷開(kāi)的情況下才能安全的進(jìn)行操作,并且是嚴禁帶有負荷操作,以免造成安全事故。
負荷開(kāi)關(guān)因為有滅弧裝置,具備一定的滅弧能力,但是不如斷路器滅弧能力強,他可以分合正常的工作電流,短路情況下,他只能默默地承受短路電流,如果這個(gè)時(shí)候手動(dòng)或電動(dòng)分閘可能爆炸,所以負荷開(kāi)關(guān)一般配合限流熔斷器一起使用(負荷開(kāi)關(guān)+熔斷器不是標準配置,也可不帶熔斷器使用),在過(guò)載或短路時(shí)由熔斷器斷開(kāi)電路。為了節省成本,負荷開(kāi)關(guān)+熔斷器可以代替斷路器。
斷路器滅弧能力很強,可以分合正常工作電流,也可以分合故障電流。斷路器的保護功能是通過(guò)繼電保護裝置實(shí)現的,高壓斷路器沒(méi)有低壓斷路器的熱脫扣、磁脫扣、欠壓脫扣等裝置,線(xiàn)路是否有故障,由繼電保護裝置判斷,斷路器只按照繼電保護的指令執行分閘。負荷開(kāi)關(guān)和隔離刀因為不能分斷故障電流,所以也不需要在線(xiàn)路故障的時(shí)候給他們發(fā)指令。斷路器是一個(gè)滅弧能力很強的開(kāi)關(guān),必須配合繼電保護裝置一起使用。
通過(guò) 我們可以得出如下總結:
隔離開(kāi)關(guān)——只能開(kāi)斷和接通系統空載電流,并且作為主接線(xiàn)系統明顯斷開(kāi)點(diǎn),在檢修過(guò)程中作為系統明顯斷開(kāi)點(diǎn)。
負荷開(kāi)關(guān)——可以開(kāi)斷和接通系統正常負載電流,但不能分斷系統故障電流。
斷路器——除了可以開(kāi)斷和接通系統的正常負載電流,還可以開(kāi)斷和接通系統的故障和短路電流。