做好柱上开关安装与选型技术

郭锦

【摘 要】近年来，伴随着我国社会经济的高速发展，对电能的需求也快速增长，经济发展对配电网的要求越来越高。而柱上开关作为配网自动化系统的主要组成部分，柱上开关的安装与选型对于配电网运行情况有着直接影响。本文主要阐述了柱上开关设备安装的作业流程，并在分析柱上开关类型、特点的基础上，对不同控制方式下柱上开关的选型进行分析与探讨，以期为我国配电自动化建设中柱上开关安装技术的进步提供理论指导。

【关键词】柱上开关 开关选型 配电自动化

1 柱上开关安装作业流程

柱上开关设备安装的作业流程如下：

（1）验电，挂地线：在验电前需确认验电器良好，验电时必须按照先低压后高压、先下层后上层、先近侧后远侧的顺序。挂地线时也必须按照先低压后高压、先下层后上层、先近侧后远侧的先后顺序。在选择成套接地线时，必须满足装设地点短路电流的要求，严禁使用缠绕法接地，装设接地线同样应按照一定的先后顺序，并保证接地连接的可靠性。

（2）组装金具：组装金具前应保证表面光洁无缺陷，线夹可灵活转动，螺杆与螺母配合适当；镀锌无锈蚀、剥落的情况。金具的传递应使用绳索绑扎牢靠，横担与槽钢安装需要保证平整。通过螺栓进行连接的构件应保证螺杆构件面垂直，螺头平面与构件间紧密接触，必须加垫圈的连接处，每端墊圈不应超过2个。

（3）附件安装：在避雷器、隔离刀闸安装前应先进行外观检查，避雷器安装需要保证绝缘子良好，安装牢固，在与电气部件相连时，不得对避雷器施加应力，并必须保证接地电阻符合相关规定。隔离刀闸的安装同样应保证绝缘子良好，操作机构动作灵活，合闸时可紧密接触，分闸时保证一定的间隙。

（4）开关吊装：在柱上开关设备的吊装过程中必须使用可靠的钢丝绳索，并在吊运过程中保持设备平衡，设备未安装完毕前不得解除吊钩。杆上中压开关在安装前需要合适断路器各项技术参数，分和动作均能实现，瓷件与套管均无渗漏现状，开关设备安装牢固，水平倾斜度极小，且设备外壳实现可靠接地。

（5）连接引线：连接引线前检查铜铝端子有无缺陷，端子型号必须与导线相匹配，严禁掐断线芯的连接方法，开关端子接触面必须保证紧密接触。接地装置地下部分采用焊接方式连接，采用螺栓连接保护接地线与设备的连接，螺栓连接应加入弹性垫片。

（6）检查验收：在开关设备安装结束后，需要检查断路器与引线的连接情况，三项引线间距离应保持一致，断路器接线端子应避免受力。设备绝缘体无缺陷，保证断路器与接地线连接紧密。

（7）清理工作现场：在开关设备安装完成后，首先应按照先受电侧后电源侧、先上层后下层的顺序拆除接地线。清理作业现场的工具设备，柱上开关安装工作结束。

2 柱上开关的选型

柱上开关是配自动化系统核心组件，其性能直接决定着配电网系统运行的稳定性与安全性，因此柱上开关设备的选型就显得尤为重要。下面笔者将在分析柱上开关类型、特点的基础上，对不同控制方式下柱上开关的选型进行分析与探讨。

2.1 柱上开关设备的类型

当前市场上使用的柱上开关设备类型众多，不同类型开关的特点存在较大差异，柱上开关的分类方法也比较多。柱上开关安装位置：杆顶式（见图1）、幺二式两类（见图2）；触头灭弧能力：断路器、负荷开关；绝缘介质种类：油绝缘、空气绝缘、SF6绝缘；操作机构：电磁操作机构、弹簧操作机构、永磁操作机构；控制器功能：断路器、重合器、分段器；出线套管材质：瓷套管、硅橡胶套；柱上开关产地：进口开关设备、国产开关设备。

2.2 各类开关设备的特点分析

（1）进口开关设备：进口开关设备的电流互感器二次电流设计为1A；设备配有有专用的操作控制器，绝缘性能优秀，但是成本较高，维修复杂。（2）国产开关设备：根据国内电力系统特点进行设计与制造，适用性强；但是制造工艺较为粗糙，多采用空气绝缘，受环境变化影响较大，容易出现开关误动、拒动等故障，使用寿命较短。（3）断路器：具备较强的灭弧能力，可关合、切断故障电流，控制器含微机保护，能够对分支线路进行有效保护。（4）重合器：重合器的开关结构与断路器相同，但具备三次以上的重合闸功能、相位判断、程序恢复功能、运行程序储存功能、自主判断功能、自动化系统连接功能等，设备价格较为昂贵。（5）负荷开关：能够实现关合故障电流、开断额定负荷电流等功能，主要包括真空灭弧与SF6灭弧两种类型，多用于配电线路的分段开关，在搭配智能控制器后即可作为分段器使用。

2.3 各类开关操作机构的特点分析

（1）电磁操动机构：该类开关操作机构的合闸电流大，且零部件多，结构复杂；除电动分、合闸外还可以手动分闸操作，不能实现手动合闸送电，在自动化配电网建设中已经被逐步淘汰。（2）永磁操动机构：永磁操动机构主要包括单稳态与双稳态两种类型，该操作机构的开关状态靠永久磁铁的磁力保持，具有结构简单、机械部件少、整体密封性好、稳定性高等一系列优点；但是，永磁操动机构的控制器较为复杂，开关使用的可靠性与安全性受电子控制器性能的影响，并且没有设置手动合闸手柄，在出现控制器故障时很难进行处理。（3）弹簧操动机构：进口弹簧操动机构具备极为优异的整体性能，具有结构简单、故障率低、功能完善等优点，也是当前最为先进的开关操作机构；但是国产弹簧操作机构的整体性能还有待提升，设备结构复杂，气密性差、使用寿命较短。

2.4 不同控制方式下柱上开关的选型

在柱上开关的选型中，需要根据控制方式的差异分别进行考虑：一是就地控制方式，该控制方式的线路短，分段少，可以优先考虑使用重合器，借助重合及动作时限配合，实现故障区电路的自动隔离以及非故障区的恢复用电。二是分布智能控制方式，可以选择FTU+重合器或智能FTU+断路器的开关控制方式，FTU能够通过点对点通讯对故障进行识别与分析，实现故障区的隔离与非故障区的恢复供电。三是集中控制方式，可以采用分段用负荷开关、分支用断路器的方式来降低设备安装与维护成本；该控制方式中，FTU将监测信息直接传输至总服务器进行全面分析，最终得出故障区并进行自动隔离，恢复非故障区供电；这种控制模式下隔离故障区段是在线路无电流、电压的情况下进行的，所以分段器完全可以采用负荷开关降低成本。

3 结语

当前柱上开关设备的安装需要按照验电、挂地线、组装金具、开关吊装、连接引线、检查验收、工作现场清理等几个规范流程进行。柱上开关的类型较多，在开关设备的选型时应注意以下几个问题：柱上断路器、分段器均采用SF6气体绝缘；开关设备必须具备先进的控制模式，操动机构应选择新型弹簧操动模式。

参考文献：

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