淺析10kV戶外配電開關的運行維護

梁小燕

摘要:文章分析了10 kV 戶外配電開關的類型以及技術特點、并闡述了10kV戶外配電開關的選用與維護檢修。

關鍵詞: 配電開關 維護檢修 10kV配電

Abstract: the article analyzed the 10 kV outdoor power distribution switch types as well as the technical characteristics, and expounds the 10 kV power distribution switch 'selection and outdoor repair and maintenance.

Keywords: power distribution switch repair and maintenance of 10 kV power distribution

中圖分類號：TM564文獻標識碼：A 文章編號：

1 10 kV 戶外配電開關類型及特點

1.1 戶外彈簧操動機構真空斷路器

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

1.2 戶外永磁操動機構真空斷路器

結構上永磁機構有雙線圈雙穩(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彈簧操作, 分閘位置多數(shù)由彈簧保持。

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

永磁機構真空斷路器具有體積小、重量輕、結構簡單、操作可靠、免維護、使用壽命長等優(yōu)點, 但由于受各方面技術限制, 目前還未大量采用。

1.3 戶外真空負荷開關

有很多戶外真空負荷開關的基本結構與上述箱式真空斷路器的相同, 但多數(shù)配用手動彈簧操動機構, 沒有開斷短路電流的任務。典型的箱式結構產(chǎn)品如FZW28(VSP5) 型, 采用以SF6 氣體作為絕緣介質結合真空滅弧的方式, 內置有隔離斷口與真空滅弧室觸頭聯(lián)動, 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, 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, 采用箱式結構, 箱內充有額定壓力為0.25 MPa 或0.35 MPa( 20 ℃下, 表壓) 的SF6 氣體作為絕緣和滅弧介質, 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的結構。作為戶外柱上斷路器使用時可采用單桿安裝或雙桿平臺安裝方式。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)品可配手動儲能彈簧、電動儲能彈簧或直流電磁操動機構, 因而有多種操作方式。有企業(yè)派生為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等型號, Ⅰ型斷路器為配手動儲能彈簧操作機構, 主要用于10 kV 分支線路; Ⅱ型斷路器為配直流電磁操動機構; Ⅲ、Ⅳ型斷路器配用彈簧操動機構, 均可實現(xiàn)一次重合閘操作, 主要用作中小型變電所10 kV 側出口斷路器或主開關, 也適用于控制和保護單臺10 kV 及以下高壓電器設備。

1.5 戶外SF6 負荷開關

SF6 負荷開關典型國產(chǎn)產(chǎn)品如FLW34 型, 采用不銹鋼全封閉焊接結構, 利用SF6 氣體良好的絕緣性能, 同時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)品設有SF6 氣體高、低壓力保護裝置, 瓷套管采用電纜出線方式, 采用過中彈簧操動機構, 通過彈簧瞬間釋放能量實現(xiàn)分、合閘操作, 具有電動儲能直接合、分或手動直接合、分操作功能。

1.6 戶外空氣式負荷開關

目前使用的戶外空氣式負荷開關都是產(chǎn)氣式產(chǎn)品, 其型號有FKW17、FKW18 等。FKW17 型產(chǎn)品本體由隔離開關和產(chǎn)氣滅弧室組成, 采用手動操動機構, 分閘時使產(chǎn)氣滅弧室觸頭先行開斷滅弧, 然后打開隔離開關。產(chǎn)氣式負荷開關開斷性能不如真空和SF6 負荷開關穩(wěn)定, 滅弧性能與開斷電流的大小有關, 結構上要求滅弧觸頭和隔離刀閘的動作順序嚴格配合, 所以市場占有份額較少。

NPS 型柱上負荷隔離開關是一種采用空氣滅弧室的搖擺型開關———隔離器。

2 10 kV戶外配電開關與饋線遠方終端( FTU)的使用

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

在FTU 的配合上, 目前國產(chǎn)真空斷路器與進口或引進國外技術生產(chǎn)的配電開關有一定的技術差異, 主要表現(xiàn)在信號的采集上。進口開關都采用容性電流和電壓傳感器, 信號為容性信號, 與電流實際信號有一個電位角度差, FTU 裝置必須進行信號計算補差, 因此對上傳的計量值提出了更高要求。

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

3 10 kV 戶外配電開關的選用及檢測

3.1 把好選型關

( 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的焊接技術, 密封性能較好, 機械強度高, 爬距大,電壽命較長, 開斷容量大, 產(chǎn)品質量穩(wěn)定一致性好。因此, 陶瓷真空滅弧室的缺陷率低, 應作為首選。

( 2) 操動機構選擇。采用的彈簧操動機構應是少維護免維護產(chǎn)品, 可允許少量簡單的維護工作, 維護周期應較長, 有條件時可采用永磁操動機構。

3.2 做好調試和交接試驗工作

認真做好10 kV 戶外真空斷路器調試及交接試驗工作, 及時發(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、機構( 含連桿、分合閘緩沖器等) 異常及機械特性( 彈跳、速度、同期等)不良等, 必須對存在的缺陷進行處理后才能投入運行。

3.3 運行中進行定期檢測

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, 定期采用耐壓試驗是檢測這些缺陷的主要手段。

4 10 kV 戶外配電開關的維護及檢修

4.1 加強運行巡視及維護

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

針對新投產(chǎn)開關拒動次數(shù)較多的情況, 公司規(guī)定在投運1 年后對機構進行1 次維護工作, 重新測量開關的機械特性, 包括分合閘線圈的動作電壓值等, 并盡可能利用停電機會每年維護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

對于配電開關長期以來采用的是周期檢修的方法, 但隨著開關設備質量的不斷提高, 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構檢修, 滅弧室本體不能檢修但應作試驗鑒定。檢修

工作嚴格執(zhí)行有關檢修規(guī)程、規(guī)定和檢修工藝導則,保證檢修質量。

( 2) 極限開斷電流值統(tǒng)計

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

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)計極限開斷電流累計值時, 包括以下2 項。

① 正常負荷電流開斷: 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( 由調度提供) 。

5結束語

綜上所述：配電開關用于戶外架空線路中其質量應進一步提高, 主要要求有: ( 1) 用戶使用在戶外安裝與維護不方便, 必須有極高的可靠性; ( 2) 要求外形小、質量輕、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)自動化接口。