做好柱上開關安裝與選型技術

郭錦

【摘 要】近年來，伴隨著我國社會經濟的高速發展，對電能的需求也快速增長，經濟發展對配電網的要求越來越高。而柱上開關作為配網自動化系統的主要組成部分，柱上開關的安裝與選型對于配電網運行情況有著直接影響。本文主要闡述了柱上開關設備安裝的作業流程，并在分析柱上開關類型、特點的基礎上，對不同控制方式下柱上開關的選型進行分析與探討，以期為我國配電自動化建設中柱上開關安裝技術的進步提供理論指導。

【關鍵詞】柱上開關 開關選型 配電自動化

1 柱上開關安裝作業流程

柱上開關設備安裝的作業流程如下：

（1）驗電，掛地線：在驗電前需確認驗電器良好，驗電時必須按照先低壓后高壓、先下層后上層、先近側后遠側的順序。掛地線時也必須按照先低壓后高壓、先下層后上層、先近側后遠側的先后順序。在選擇成套接地線時，必須滿足裝設地點短路電流的要求，嚴禁使用纏繞法接地，裝設接地線同樣應按照一定的先后順序，并保證接地連接的可靠性。

（2）組裝金具：組裝金具前應保證表面光潔無缺陷，線夾可靈活轉動，螺桿與螺母配合適當；鍍鋅無銹蝕、剝落的情況。金具的傳遞應使用繩索綁扎牢靠，橫擔與槽鋼安裝需要保證平整。通過螺栓進行連接的構件應保證螺桿構件面垂直，螺頭平面與構件間緊密接觸，必須加墊圈的連接處，每端墊圈不應超過2個。

（3）附件安裝：在避雷器、隔離刀閘安裝前應先進行外觀檢查，避雷器安裝需要保證絕緣子良好，安裝牢固，在與電氣部件相連時，不得對避雷器施加應力，并必須保證接地電阻符合相關規定。隔離刀閘的安裝同樣應保證絕緣子良好，操作機構動作靈活，合閘時可緊密接觸，分閘時保證一定的間隙。

（4）開關吊裝：在柱上開關設備的吊裝過程中必須使用可靠的鋼絲繩索，并在吊運過程中保持設備平衡，設備未安裝完畢前不得解除吊鉤。桿上中壓開關在安裝前需要合適斷路器各項技術參數，分和動作均能實現，瓷件與套管均無滲漏現狀，開關設備安裝牢固，水平傾斜度極小，且設備外殼實現可靠接地。

（5）連接引線：連接引線前檢查銅鋁端子有無缺陷，端子型號必須與導線相匹配，嚴禁掐斷線芯的連接方法，開關端子接觸面必須保證緊密接觸。接地裝置地下部分采用焊接方式連接，采用螺栓連接保護接地線與設備的連接，螺栓連接應加入彈性墊片。

（6）檢查驗收：在開關設備安裝結束后，需要檢查斷路器與引線的連接情況，三項引線間距離應保持一致，斷路器接線端子應避免受力。設備絕緣體無缺陷，保證斷路器與接地線連接緊密。

（7）清理工作現場：在開關設備安裝完成后，首先應按照先受電側后電源側、先上層后下層的順序拆除接地線。清理作業現場的工具設備，柱上開關安裝工作結束。

2 柱上開關的選型

柱上開關是配自動化系統核心組件，其性能直接決定著配電網系統運行的穩定性與安全性，因此柱上開關設備的選型就顯得尤為重要。下面筆者將在分析柱上開關類型、特點的基礎上，對不同控制方式下柱上開關的選型進行分析與探討。

2.1 柱上開關設備的類型

當前市場上使用的柱上開關設備類型眾多，不同類型開關的特點存在較大差異，柱上開關的分類方法也比較多。柱上開關安裝位置：桿頂式（見圖1）、幺二式兩類（見圖2）；觸頭滅弧能力：斷路器、負荷開關；絕緣介質種類：油絕緣、空氣絕緣、SF6絕緣；操作機構：電磁操作機構、彈簧操作機構、永磁操作機構；控制器功能：斷路器、重合器、分段器；出線套管材質：瓷套管、硅橡膠套；柱上開關產地：進口開關設備、國產開關設備。

2.2 各類開關設備的特點分析

（1）進口開關設備：進口開關設備的電流互感器二次電流設計為1A；設備配有有專用的操作控制器，絕緣性能優秀，但是成本較高，維修復雜。（2）國產開關設備：根據國內電力系統特點進行設計與制造，適用性強；但是制造工藝較為粗糙，多采用空氣絕緣，受環境變化影響較大，容易出現開關誤動、拒動等故障，使用壽命較短。（3）斷路器：具備較強的滅弧能力，可關合、切斷故障電流，控制器含微機保護，能夠對分支線路進行有效保護。（4）重合器：重合器的開關結構與斷路器相同，但具備三次以上的重合閘功能、相位判斷、程序恢復功能、運行程序儲存功能、自主判斷功能、自動化系統連接功能等，設備價格較為昂貴。（5）負荷開關：能夠實現關合故障電流、開斷額定負荷電流等功能，主要包括真空滅弧與SF6滅弧兩種類型，多用于配電線路的分段開關，在搭配智能控制器后即可作為分段器使用。

2.3 各類開關操作機構的特點分析

（1）電磁操動機構：該類開關操作機構的合閘電流大，且零部件多，結構復雜；除電動分、合閘外還可以手動分閘操作，不能實現手動合閘送電，在自動化配電網建設中已經被逐步淘汰。（2）永磁操動機構：永磁操動機構主要包括單穩態與雙穩態兩種類型，該操作機構的開關狀態靠永久磁鐵的磁力保持，具有結構簡單、機械部件少、整體密封性好、穩定性高等一系列優點；但是，永磁操動機構的控制器較為復雜，開關使用的可靠性與安全性受電子控制器性能的影響，并且沒有設置手動合閘手柄，在出現控制器故障時很難進行處理。（3）彈簧操動機構：進口彈簧操動機構具備極為優異的整體性能，具有結構簡單、故障率低、功能完善等優點，也是當前最為先進的開關操作機構；但是國產彈簧操作機構的整體性能還有待提升，設備結構復雜，氣密性差、使用壽命較短。

2.4 不同控制方式下柱上開關的選型

在柱上開關的選型中，需要根據控制方式的差異分別進行考慮：一是就地控制方式，該控制方式的線路短，分段少，可以優先考慮使用重合器，借助重合及動作時限配合，實現故障區電路的自動隔離以及非故障區的恢復用電。二是分布智能控制方式，可以選擇FTU+重合器或智能FTU+斷路器的開關控制方式，FTU能夠通過點對點通訊對故障進行識別與分析，實現故障區的隔離與非故障區的恢復供電。三是集中控制方式，可以采用分段用負荷開關、分支用斷路器的方式來降低設備安裝與維護成本；該控制方式中，FTU將監測信息直接傳輸至總服務器進行全面分析，最終得出故障區并進行自動隔離，恢復非故障區供電；這種控制模式下隔離故障區段是在線路無電流、電壓的情況下進行的，所以分段器完全可以采用負荷開關降低成本。

3 結語

當前柱上開關設備的安裝需要按照驗電、掛地線、組裝金具、開關吊裝、連接引線、檢查驗收、工作現場清理等幾個規范流程進行。柱上開關的類型較多，在開關設備的選型時應注意以下幾個問題：柱上斷路器、分段器均采用SF6氣體絕緣；開關設備必須具備先進的控制模式，操動機構應選擇新型彈簧操動模式。

參考文獻：

[1]楊曉翔，肖為忠，張鷹.帶負荷更換10kV線路柱上開關的作業方法[J].湖州師范學院學報，2009，2（31）：148-150.

[2]付魯軍，寇政理.新一代環境友好型柱上開關設備的關鍵技術分析與產品解決方案[J].2012（09）：68-70.

[3]吳愛軍，陳海昆，陳華霖.智能化柱上開關控制器研究與設計[J].華東電力，2013，41（4）：887-889.