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摘要：文章简单介绍了10kV配电网线路分界开关的主要结构和功能，详细分析有可能导致分界开关异常跳闸的原因，并提出了针对性的整改措施。
关键词：配电网线路;分界开关;保护配合
中图分类号：TM755
文献标识码：A
文章编号：2095-6487（2019）03-0800-02
0引言
10kV配电网直接与用户连接，馈线分支多样而结构复杂，很容易发生短路故障且故障查找困难。尤其是当配电线路发生单相接地故障时，很难精准定位故障点，进而导致故障范围扩大造成更大的损失。10kV配电线路分界开关在配电线路上的使用，则有助于在线路故障时快速的定位故障点，并隔离非故障线路，有效的减小停电范围。因此，分界开关在10kV配电网中被广泛使用，但其发生异常跳闸的概率也不低。
110kV配电网线路分界开关的功能
图1所示，10kV配电线路分界开关主要由外绝缘体、手动或自动脱扣分闸、弹簧操作系统、拉杆式手动门或自动闸门及内置隔离刀闸组成。相比普通的10kV断路器，分界开关具有以下优点：一是可快速精准定位故障线路;二是当不同分支线路发生接地故障时，在定位故障线路的同时并隔离故障线路;三是具有优先处理分支短路故障功能;四是自动切除单相接地故障;五是可监视用电用户超负荷情况。配电线路分界开关主要是安装在10kV配电网架空线路或者分支号为0的杆塔分界点上。
2分界开关异常跳闸原因分析
2.110kV配电线路故障
10kV配电线路大多数都是架空线路，主要包括了绝缘子、导线、杆塔、横担及金具等电气设备。10kV架空线路的运行在露天环境，在正常负荷情况下还要额外承担外部自然环境灾害的影响，发生故障的概率很高。由于10kV配电架空线路故障引发分界开关异常跳闸表现为：①部分10kV配电网网架结构落后，引流线段脱落与贯通线接触而导致分界开关跳闸;②架空线路采用的裸导线在台风或暴风雨等恶劣天气，极易由于档距大、弧垂超标引发相间短路而导致分界开关跳閘;③在重工业区等污秽严重环境下运行的架空线路，在小雨或雾天等湿度很大的天气下由于绝缘子发生闪络而导致分界开关异常跳闸;④架空线路沿线树障、漂浮物等引发线路短路故障而导致分界开关异常跳闸;⑤架空线路遭受雷击亦是分界开关异常跳闸的原因之一;⑥电力负荷增长比较快，原来的变压器容量无法满足而发生线路过负荷，导致分界开关跳闸。
2.2低压设备及故障
10kV配电线路在变电站10kV出线侧多数采用电缆，截面小而负荷大。在正常运行下，会发生由于负荷电流过大而导致10kV电缆过载而被击穿，从而产生很大的故障电流。同时，10kV配电网靠近变电站侧的低压设备一旦发生，短路故障，尤其是三相短路故障时，也会产生极大的故障电流。若发生上述两种情况时，而熔断器却没有足够的熔断时间时，将会引发高压分界开关异常跳闸。
2.3高压电缆故障
10kV配电网结构复杂，在城市电力规划中考虑到市政工程的影响，会大量采用高压电缆。相比10kV架空线路，电缆线路的施工相对复杂和运行管理难度增加。电缆在运行过程中，会由于机械损伤、受潮或过电流绝缘老化、施工工艺差等原因使得电缆发生绝缘击穿短路，进而导致分界开关异常跳闸。
2.4线路各级保护配合不当
10kV配电线路保护配置比较简单，一般只配置了过流速断保护和重合闸保护，零序保护一般是配置在小电阻接地系统中。所以，为了保证线路全长保护范围，一般都采用阶梯性上下级保护配合以保证足够的选择性和灵敏性。而10kV配电线路分界开关对故障线判断及动作的准确性取决于线路保护配置的正确性。但目前某些10kV配电线路保护存在的问题是，随着用电负荷的变化，线路保护定值未能做到及时更改，从而导致线路在用电高峰时由于过负荷而导致分界开关跳闸。同时，10kV配电馈线线路与变电站进线保护的定值配合上存在一定难度，也是导致分界开关异常越级跳闸的主要原因之一[2]。
2.5电源端问题
10kV配电线路分界开关因电源进线故障而导致异常跳闸的原因主要有两个：（1）对于采用变电站10kV出线作为电源进线的，有可能会由于变电站的设备故障跳闸或者过负荷而导致电源电压不稳定，从而导致线路分界开关跳闸;（2）采用农村配网用电作为电源进线，可靠性不高如频频停电而导致线路分界开关跳闸。
3整改措施
3.1加强配电设备运行管理
（1）加快改造不合理的配电网架结构，同时采用分段控制的原则，在配电线路主干和分支线路分别增加分段开关和分支开关，并注意对于高压用户，应采用“熔丝加刀闸”式分支开工。同时尽快将与线路运行不匹配的老旧配电设备更换为新型设备，以逐步完善电力设施，实现配电网的更全面的自动化。
（2）加强对10kV配电线路的设备隐患的排查和缺陷管理。一是重点关注架空线绝缘子、电缆线路户外电缆头及其引线、户外刀闸、变压器、避雷器等电气设备运行状况，及时发现并消除安全隐患，避免由于线路故障而导致分界开关异常跳闸;二是严格按照规定定期开展电气设备的维护检修：工作，重点关注检修周期比较长的电力设备，最大限度降低设备的安全隐患。
（3）加强对线路的巡视工作。定期对线路展开巡视工作并清理线路廊道的障碍物。在恶劣天气过后尤其是大风天气后，沿线树障和漂浮物是导致分界开关跳闸的主要原因之一，更应及时开展巡视和清理工作。
3.2优化分界开关使用原则
10kV配电线路分界开关分为断路器型（可直接开断短路电流）和负荷开关型（不能直接开断短路电流）两种，在10kV配电线路中合理使用可有效减少故障发生，文中提出了一种合理的分界开关配合原则，大大提高了安全性，且节约运行成本，具体表现如下。
（1）在同一线路T接点下变压器容量为630kVA及以上采用负荷开关型分界开关。因为大容量用户配置的保护与变电站10kV馈线保护为同级保护，当用户内部或分支线路发生故障时，两保护相互配合切除故障主干线路，此时负荷开关型分界开关保证在发生接地故障时准确可靠动作，并作为用户进线侧的后备保护，而其他非故障的分支线路可通过重合闸保护来恢复供电。
（2）在同一线路T接点下变压器容量为315～500kVA的则使用断路器型分界开关，条件允许的情况下容量在315kVA以下的亦可使用断路器型分界开关。此容量级的用户未配置保护，当用户内部或分支路发生故障时，故障电流达到电流速断保护定值时，变电站10kV馈线保护动作跳闸及线路的断路器型分界开关跳闸，以切除故障主干线路。其他非故障的分支线路可通过重合闸保护来恢复供电。若故障电流未达到变电站10kV馈线保护定值时，变电站侧保护不动作，断路器型分界开关无延时动作跳开故障分支线路，其他非故障线路正常运行。
3.3提升各级保护配合度
对10kV配电网线路保护进行改进升级，选用可靠性强、精度高的保护装置，同时应及时根据线路实际负荷整定和调整出线开关定值，保证线路各级保护配合可靠，避免由于保护定值整定而导致配合不当引发分界开关异常跳闸。
4结束语
针对引发10kV配电线路分界开关跳闸的因素提出了相关的整改措施，以有效的降低由于分界开关异常跳闸而导致线路停电的概率，大大提高了配电线路供电可靠性。
参考文献
[1]刘虎，刘远龙.10kV配网分界开关使用原则探讨[J].山东电力技术，2014（3）：34-36.
[2]周文俊，李春建，王良，等.分层分区的馈线自动化配置方案研究[J].电力系统保护与控制，2013（17）：71-76.
3]李金英.浅谈电力系统配电自动化及其对故障的处理[J].成都电子机械高等专科学校学报，2013（4）：12-15.
关键词：配电网线路;分界开关;保护配合
中图分类号：TM755
文献标识码：A
文章编号：2095-6487（2019）03-0800-02
0引言
10kV配电网直接与用户连接，馈线分支多样而结构复杂，很容易发生短路故障且故障查找困难。尤其是当配电线路发生单相接地故障时，很难精准定位故障点，进而导致故障范围扩大造成更大的损失。10kV配电线路分界开关在配电线路上的使用，则有助于在线路故障时快速的定位故障点，并隔离非故障线路，有效的减小停电范围。因此，分界开关在10kV配电网中被广泛使用，但其发生异常跳闸的概率也不低。
110kV配电网线路分界开关的功能
图1所示，10kV配电线路分界开关主要由外绝缘体、手动或自动脱扣分闸、弹簧操作系统、拉杆式手动门或自动闸门及内置隔离刀闸组成。相比普通的10kV断路器，分界开关具有以下优点：一是可快速精准定位故障线路;二是当不同分支线路发生接地故障时，在定位故障线路的同时并隔离故障线路;三是具有优先处理分支短路故障功能;四是自动切除单相接地故障;五是可监视用电用户超负荷情况。配电线路分界开关主要是安装在10kV配电网架空线路或者分支号为0的杆塔分界点上。
2分界开关异常跳闸原因分析
2.110kV配电线路故障
10kV配电线路大多数都是架空线路，主要包括了绝缘子、导线、杆塔、横担及金具等电气设备。10kV架空线路的运行在露天环境，在正常负荷情况下还要额外承担外部自然环境灾害的影响，发生故障的概率很高。由于10kV配电架空线路故障引发分界开关异常跳闸表现为：①部分10kV配电网网架结构落后，引流线段脱落与贯通线接触而导致分界开关跳闸;②架空线路采用的裸导线在台风或暴风雨等恶劣天气，极易由于档距大、弧垂超标引发相间短路而导致分界开关跳閘;③在重工业区等污秽严重环境下运行的架空线路，在小雨或雾天等湿度很大的天气下由于绝缘子发生闪络而导致分界开关异常跳闸;④架空线路沿线树障、漂浮物等引发线路短路故障而导致分界开关异常跳闸;⑤架空线路遭受雷击亦是分界开关异常跳闸的原因之一;⑥电力负荷增长比较快，原来的变压器容量无法满足而发生线路过负荷，导致分界开关跳闸。
2.2低压设备及故障
10kV配电线路在变电站10kV出线侧多数采用电缆，截面小而负荷大。在正常运行下，会发生由于负荷电流过大而导致10kV电缆过载而被击穿，从而产生很大的故障电流。同时，10kV配电网靠近变电站侧的低压设备一旦发生，短路故障，尤其是三相短路故障时，也会产生极大的故障电流。若发生上述两种情况时，而熔断器却没有足够的熔断时间时，将会引发高压分界开关异常跳闸。
2.3高压电缆故障
10kV配电网结构复杂，在城市电力规划中考虑到市政工程的影响，会大量采用高压电缆。相比10kV架空线路，电缆线路的施工相对复杂和运行管理难度增加。电缆在运行过程中，会由于机械损伤、受潮或过电流绝缘老化、施工工艺差等原因使得电缆发生绝缘击穿短路，进而导致分界开关异常跳闸。
2.4线路各级保护配合不当
10kV配电线路保护配置比较简单，一般只配置了过流速断保护和重合闸保护，零序保护一般是配置在小电阻接地系统中。所以，为了保证线路全长保护范围，一般都采用阶梯性上下级保护配合以保证足够的选择性和灵敏性。而10kV配电线路分界开关对故障线判断及动作的准确性取决于线路保护配置的正确性。但目前某些10kV配电线路保护存在的问题是，随着用电负荷的变化，线路保护定值未能做到及时更改，从而导致线路在用电高峰时由于过负荷而导致分界开关跳闸。同时，10kV配电馈线线路与变电站进线保护的定值配合上存在一定难度，也是导致分界开关异常越级跳闸的主要原因之一[2]。
2.5电源端问题
10kV配电线路分界开关因电源进线故障而导致异常跳闸的原因主要有两个：（1）对于采用变电站10kV出线作为电源进线的，有可能会由于变电站的设备故障跳闸或者过负荷而导致电源电压不稳定，从而导致线路分界开关跳闸;（2）采用农村配网用电作为电源进线，可靠性不高如频频停电而导致线路分界开关跳闸。
3整改措施
3.1加强配电设备运行管理
（1）加快改造不合理的配电网架结构，同时采用分段控制的原则，在配电线路主干和分支线路分别增加分段开关和分支开关，并注意对于高压用户，应采用“熔丝加刀闸”式分支开工。同时尽快将与线路运行不匹配的老旧配电设备更换为新型设备，以逐步完善电力设施，实现配电网的更全面的自动化。
（2）加强对10kV配电线路的设备隐患的排查和缺陷管理。一是重点关注架空线绝缘子、电缆线路户外电缆头及其引线、户外刀闸、变压器、避雷器等电气设备运行状况，及时发现并消除安全隐患，避免由于线路故障而导致分界开关异常跳闸;二是严格按照规定定期开展电气设备的维护检修：工作，重点关注检修周期比较长的电力设备，最大限度降低设备的安全隐患。
（3）加强对线路的巡视工作。定期对线路展开巡视工作并清理线路廊道的障碍物。在恶劣天气过后尤其是大风天气后，沿线树障和漂浮物是导致分界开关跳闸的主要原因之一，更应及时开展巡视和清理工作。
3.2优化分界开关使用原则
10kV配电线路分界开关分为断路器型（可直接开断短路电流）和负荷开关型（不能直接开断短路电流）两种，在10kV配电线路中合理使用可有效减少故障发生，文中提出了一种合理的分界开关配合原则，大大提高了安全性，且节约运行成本，具体表现如下。
（1）在同一线路T接点下变压器容量为630kVA及以上采用负荷开关型分界开关。因为大容量用户配置的保护与变电站10kV馈线保护为同级保护，当用户内部或分支线路发生故障时，两保护相互配合切除故障主干线路，此时负荷开关型分界开关保证在发生接地故障时准确可靠动作，并作为用户进线侧的后备保护，而其他非故障的分支线路可通过重合闸保护来恢复供电。
（2）在同一线路T接点下变压器容量为315～500kVA的则使用断路器型分界开关，条件允许的情况下容量在315kVA以下的亦可使用断路器型分界开关。此容量级的用户未配置保护，当用户内部或分支路发生故障时，故障电流达到电流速断保护定值时，变电站10kV馈线保护动作跳闸及线路的断路器型分界开关跳闸，以切除故障主干线路。其他非故障的分支线路可通过重合闸保护来恢复供电。若故障电流未达到变电站10kV馈线保护定值时，变电站侧保护不动作，断路器型分界开关无延时动作跳开故障分支线路，其他非故障线路正常运行。
3.3提升各级保护配合度
对10kV配电网线路保护进行改进升级，选用可靠性强、精度高的保护装置，同时应及时根据线路实际负荷整定和调整出线开关定值，保证线路各级保护配合可靠，避免由于保护定值整定而导致配合不当引发分界开关异常跳闸。
4结束语
针对引发10kV配电线路分界开关跳闸的因素提出了相关的整改措施，以有效的降低由于分界开关异常跳闸而导致线路停电的概率，大大提高了配电线路供电可靠性。
参考文献
[1]刘虎，刘远龙.10kV配网分界开关使用原则探讨[J].山东电力技术，2014（3）：34-36.
[2]周文俊，李春建，王良，等.分层分区的馈线自动化配置方案研究[J].电力系统保护与控制，2013（17）：71-76.
3]李金英.浅谈电力系统配电自动化及其对故障的处理[J].成都电子机械高等专科学校学报，2013（4）：12-15.