摘要:文章分析了10 kV 戶外配電開關(guān)的類型以及技術(shù)特點(diǎn)、并闡述了10kV戶外配電開關(guān)的選用與維護(hù)檢修。

關(guān)鍵詞: 配電開關(guān) 維護(hù)檢修 10kV配電

1 10 kV 戶外配電開關(guān)類型及特點(diǎn)

1.1 戶外彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)真空斷路器

國產(chǎn)真空斷路器中, 占主體的都是采用獨(dú)立彈簧機(jī)構(gòu), 其操作過程必須先拉長彈簧儲(chǔ)能, 通過彈簧儲(chǔ)存的能量完成合閘、分閘操作。有些機(jī)構(gòu)有單獨(dú)的型號(hào)如CT23 型由專業(yè)廠生產(chǎn), 由于此類機(jī)構(gòu)是從早期產(chǎn)品不斷更新和改進(jìn)而來, 其零部件已大為減少, 結(jié)構(gòu)比較簡單、直觀, 可靠性及穩(wěn)定性也得到了很大的提高, 維護(hù)與使用都較容易。這類機(jī)構(gòu)能很好的滿足真空斷路器的分、合閘操作的要求, 可保證負(fù)荷電流、短路電流的開斷性能。

1.2 戶外永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)真空斷路器

結(jié)構(gòu)上永磁機(jī)構(gòu)有雙線圈雙穩(wěn)態(tài)和單線圈單穩(wěn)態(tài)等品種, 前者是用永磁體使斷路器保持在合閘或分閘位置; 后者在合分閘時(shí)對同一線圈通以極性相反的電流, 合閘位置由永磁保持而分閘操作必須是電磁啟動(dòng)彈簧操作, 分閘位置多數(shù)由彈簧保持。

2 種結(jié)構(gòu)的電磁線圈都不需要長期帶電, 結(jié)構(gòu)和性能既有相同之處也各具有優(yōu)劣。單線圈單穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)使用了一個(gè)電磁線圈來控制分、合閘操作, 從而簡化了機(jī)械的整體結(jié)構(gòu), 減小了機(jī)構(gòu)體積, 但在合閘位置不僅要克服觸頭彈簧壓力, 還要為分閘彈簧儲(chǔ)能, 所需保持力更大。新的磁路設(shè)計(jì)增大了合閘保持力, 同時(shí)可減小對合閘時(shí)線圈電流的要求。

永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、操作可靠、免維護(hù)、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn), 但由于受各方面技術(shù)限制, 目前還未大量采用。

1.3 戶外真空負(fù)荷開關(guān)

有很多戶外真空負(fù)荷開關(guān)的基本結(jié)構(gòu)與上述箱式真空斷路器的相同, 但多數(shù)配用手動(dòng)彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu), 沒有開斷短路電流的任務(wù)。典型的箱式結(jié)構(gòu)產(chǎn)品如FZW28(VSP5) 型, 采用以SF6 氣體作為絕緣介質(zhì)結(jié)合真空滅弧的方式, 內(nèi)置有隔離斷口與真空滅弧室觸頭聯(lián)動(dòng), 采用全密封瓷套電纜澆注出線, 長約2 m的絕緣電纜接頭水平布置在兩側(cè), 可懸掛式安裝。

1.4 戶外SF6 斷路器

戶外SF6 斷路器以國產(chǎn)LW3 為代表, 采用箱式結(jié)構(gòu), 箱內(nèi)充有額定壓力為0.25 MPa 或0.35 MPa( 20 ℃下, 表壓) 的SF6 氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì), 采用旋弧式滅弧原理。根據(jù)需要可配裝電流互感器, 也

可派生帶外隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)。作為戶外柱上斷路器使用時(shí)可采用單桿安裝或雙桿平臺(tái)安裝方式。典型產(chǎn)品額定電流為630 A 及1 250 A, 額定短路開斷電流為16 kA。產(chǎn)品可配手動(dòng)儲(chǔ)能彈簧、電動(dòng)儲(chǔ)能彈簧或直流電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu), 因而有多種操作方式。有企業(yè)派生為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等型號(hào), Ⅰ型斷路器為配手動(dòng)儲(chǔ)能彈簧操作機(jī)構(gòu), 主要用于10 kV 分支線路; Ⅱ型斷路器為配直流電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu); Ⅲ、Ⅳ型斷路器配用彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu), 均可實(shí)現(xiàn)一次重合閘操作, 主要用作中小型變電所10 kV 側(cè)出口斷路器或主開關(guān), 也適用于控制和保護(hù)單臺(tái)10 kV 及以下高壓電器設(shè)備。

1.5 戶外SF6 負(fù)荷開關(guān)

SF6 負(fù)荷開關(guān)典型國產(chǎn)產(chǎn)品如FLW34 型, 采用不銹鋼全封閉焊接結(jié)構(gòu), 利用SF6 氣體良好的絕緣性能, 同時(shí)通過旋弧或吹弧方式在SF6 氣體中熄滅電弧, 開斷性能比較優(yōu)良。產(chǎn)品設(shè)有SF6 氣體高、低壓力保護(hù)裝置, 瓷套管采用電纜出線方式, 采用過中彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu), 通過彈簧瞬間釋放能量實(shí)現(xiàn)分、合閘操作, 具有電動(dòng)儲(chǔ)能直接合、分或手動(dòng)直接合、分操作功能。

1.6 戶外空氣式負(fù)荷開關(guān)

目前使用的戶外空氣式負(fù)荷開關(guān)都是產(chǎn)氣式產(chǎn)品, 其型號(hào)有FKW17、FKW18 等。FKW17 型產(chǎn)品本體由隔離開關(guān)和產(chǎn)氣滅弧室組成, 采用手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu), 分閘時(shí)使產(chǎn)氣滅弧室觸頭先行開斷滅弧, 然后打開隔離開關(guān)。產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān)開斷性能不如真空和SF6 負(fù)荷開關(guān)穩(wěn)定, 滅弧性能與開斷電流的大小有關(guān), 結(jié)構(gòu)上要求滅弧觸頭和隔離刀閘的動(dòng)作順序嚴(yán)格配合, 所以市場占有份額較少。

NPS 型柱上負(fù)荷隔離開關(guān)是一種采用空氣滅弧室的搖擺型開關(guān)———隔離器。

2 10 kV戶外配電開關(guān)與饋線遠(yuǎn)方終端( FTU)的使用

隨著通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展, 對電力自動(dòng)化的要求越來越高, 在配電網(wǎng)自動(dòng)化中, 戶外開關(guān)通常采用的方式是配電開關(guān)加上FTU 裝置, 通過通信介體與主站相聯(lián), 完成自動(dòng)化指令。

在FTU 的配合上, 目前國產(chǎn)真空斷路器與進(jìn)口或引進(jìn)國外技術(shù)生產(chǎn)的配電開關(guān)有一定的技術(shù)差異, 主要表現(xiàn)在信號(hào)的采集上。進(jìn)口開關(guān)都采用容性電流和電壓傳感器, 信號(hào)為容性信號(hào), 與電流實(shí)際信號(hào)有一個(gè)電位角度差, FTU 裝置必須進(jìn)行信號(hào)計(jì)算補(bǔ)差, 因此對上傳的計(jì)量值提出了更高要求。

國產(chǎn)開關(guān)都采用傳統(tǒng)的電流互感器和電壓互感器,信號(hào)的處理方便直接, 對技術(shù)要求和成本都比較有利, 但可靠性、外形體積及質(zhì)量上存在差距。

3 10 kV 戶外配電開關(guān)的選用及檢測

3.1 把好選型關(guān)

( 1) 真空滅弧室的選擇。真空滅弧室是真空斷路器的最主要元件, 按外殼材料有陶瓷和玻璃兩類。

陶瓷真空滅弧室的制造采用一次封排工藝和先進(jìn)的焊接技術(shù), 密封性能較好, 機(jī)械強(qiáng)度高, 爬距大,電壽命較長, 開斷容量大, 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定一致性好。因此, 陶瓷真空滅弧室的缺陷率低, 應(yīng)作為首選。

( 2) 操動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇。采用的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)是少維護(hù)免維護(hù)產(chǎn)品, 可允許少量簡單的維護(hù)工作, 維護(hù)周期應(yīng)較長, 有條件時(shí)可采用永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)。

3.2 做好調(diào)試和交接試驗(yàn)工作

認(rèn)真做好10 kV 戶外真空斷路器調(diào)試及交接試驗(yàn)工作, 及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種異常情況, 例如真空滅弧室可能的漏氣、附屬絕緣件擊穿、機(jī)構(gòu)( 含連桿、分合閘緩沖器等) 異常及機(jī)械特性( 彈跳、速度、同期等)不良等, 必須對存在的缺陷進(jìn)行處理后才能投入運(yùn)行。

3.3 運(yùn)行中進(jìn)行定期檢測

真空斷路器本體常見的缺陷主要有真空滅弧室慢性漏氣、絕緣件擊穿等, 在目前仍未有完善的在線監(jiān)測手段的情況下, 定期采用耐壓試驗(yàn)是檢測這些缺陷的主要手段。

4 10 kV 戶外配電開關(guān)的維護(hù)及檢修

4.1 加強(qiáng)運(yùn)行巡視及維護(hù)

在操作中須注意觀察有無異常現(xiàn)象, 例如在分閘操作中開關(guān)斷開后檢查電纜頭的帶電顯示裝置有無顯示帶電; 拉開母線側(cè)刀閘時(shí)觀察刀口有無火花, 以判斷真空滅弧室是否良好。

針對新投產(chǎn)開關(guān)拒動(dòng)次數(shù)較多的情況, 公司規(guī)定在投運(yùn)1 年后對機(jī)構(gòu)進(jìn)行1 次維護(hù)工作, 重新測量開關(guān)的機(jī)械特性, 包括分合閘線圈的動(dòng)作電壓值等, 并盡可能利用停電機(jī)會(huì)每年維護(hù)1 次。

4.2 戶外真空斷路器的檢修

( 1) 檢修工作過渡到狀態(tài)檢修的模式

對于配電開關(guān)長期以來采用的是周期檢修的方法, 但隨著開關(guān)設(shè)備質(zhì)量的不斷提高, 已經(jīng)開始過渡到狀態(tài)檢修的模式。真空斷路器的檢修主要針對機(jī)構(gòu)檢修, 滅弧室本體不能檢修但應(yīng)作試驗(yàn)鑒定。檢修

工作嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)檢修規(guī)程、規(guī)定和檢修工藝導(dǎo)則,保證檢修質(zhì)量。

( 2) 極限開斷電流值統(tǒng)計(jì)

真空斷路器在達(dá)到極限開斷電流值時(shí), 應(yīng)更換真空泡。斷路器的極限開斷電流累計(jì)值可由廠家給定的額定開斷電流及滿容量開斷次數(shù)計(jì)算得出:

IΣ= n ×Ikn ( 1)

式中: n 為滿容量開斷次數(shù); I kn

為額定短路開斷電流。

具體統(tǒng)計(jì)極限開斷電流累計(jì)值時(shí), 包括以下2 項(xiàng)。

① 正常負(fù)荷電流開斷: I′Σ = n1 ×In , 其中n1為正常電流開斷次數(shù); In

為開關(guān)額定工作電流。

② 短路開斷: I″Σ= n2 ×Ik, 其中n2為短路電流開斷次數(shù); Ik

為10 kV 母線最大開斷電流( 由調(diào)度提供) 。

5 結(jié)束語

綜上所述：配電開關(guān)用于戶外架空線路中其質(zhì)量應(yīng)進(jìn)一步提高, 主要要求有: ( 1) 用戶使用在戶外安裝與維護(hù)不方便, 必須有極高的可靠性; ( 2) 要求外形小、質(zhì)量輕、安裝使用條件廣泛; ( 3) 提供更可靠的二次智能電子裝置, 具有可靠的配網(wǎng)自動(dòng)化接口。

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