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摘要：配网自动化系统还处于探索阶段，运行中出现了各种各样的问题。作者根据自己的工作经验提出重合器和分段器配合使用的解决方案。
关键词：柱上开关性能；配网自动化；应用
Abstract: the distribution network automation system is still in the stage of exploration, running in appeared all kinds of problems. The author put forward according to your work experience reclosing and section to cooperate to use solution.
Keywords: column of the switch on the performance; Distribution network automation; application
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1 常用的柱上开关
柱上开关常见的有柱上断路器、 柱上重合器、柱上分段器、柱上负荷开关、柱上隔离开关、柱上熔断器。
1） 断路器：能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件（包括短路条件）下的电流的开关装置。
出现故障电流后按照整定电流和时间跳闸，一般配备电磁感应线圈和脱扣联动机构，既能开断又能关合短路电流的断路器。 开断故障电流能力较高，可作为保护线路用， 但因配网断路器保护配合时间短，经常存在越级跳闸问题。
2） 重合器：这是一种自具控制（即本身具备故障电流检测和操作顺序控制与执行功能，无需提供附加继电保护和操作装置） 及保护功能的高压开关设备，能自动检测通过重合器主回路的电流。出故障时按反时限保护自动开断故障电流，并依照预定的延时和顺序进行多次重合。 反应故障电流跳闸后能重合的，称为电流型重合器。 这种重合器既能用作保护跳闸用，又能实现 1～3 次重合闸。 将故障段从最后一段开始逐一淘汰，直到判别到故障段，需多次重合故障电流，对电网冲击较大，同时分段越多，需重合的次数越多，时间越长，故分段一般不宜超过 3 段。 适用于分支线和辐射型线路。
3） 分段器： 一种能够自动判断线路故障和记忆线路故障电流开断的次数， 并在达到整定的次数后，在无电压或无电流下自动分闸的开关设备。它与电源侧前级开关配合， 在失压或无流的情况下自动分闸。当发生永久性故障时，分段器在预定次数的分合操作后闭锁于分闸状态，从而达到隔离故障线路区段的目的。 若分段器未完成预定次数的分合操作，故障被其他设备切除了，则其将保持合闸状态，并经一段延时后恢复到预先的整定状态， 为下一次故障做好准备。分段器一般不能断开短路故障电流。
4） 负荷开关： 能在正常的导电回路条件或规定的过载条件下关合、承载和开断电流，也能在异常的导电回路条件（例如短路）下按规定的时间承载电流的开关设备。 按照需要，也可具有关合短路电流的能力。该开关可以关合故障电流，开断额定负荷电流，其主要作为线路的分段，并因造价低在集中式的配电自动化中常采用。
5） 熔断器：当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断、断开电路的一种电器。 熔断器是最简单的保护电器，用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害。 按安装条件及用途，可以选择不同类型的高压熔断器，如屋外跌落式、屋内式等。
2 柱上开关应用中的常见问题与解决方案
我国配电系统中，架空配电线路大多数主网架是环形接线开环运行， 即多数配电线路是放射形运行，有时还有很长分支线路。 以某变电站为例，出口保护开关为户内断路器，线路主要是柱上断路器、负荷开关和熔断器。 柱上断路器主要有以下问题：①机械方面。 早期投运的真空断路器有年久锈蚀现象，而近期又发现不少柱上真空断路器分合储能位置指示器机构卡涩，造成故障；储能位置指示弹簧较细、老化造成的故障； 断路器开关弹簧操作构卡涩造成的故障。②保护方面。柱上真空断路器过流等级一般只有固定的几个等级，对于一般用户，由于负荷变化不大，可能造成很多柱上真空断路器定值都一样，所以动作没有选择性，动作跳闸时上下一起动作，造成柱上断路器本身的局限性， 不能达到最小范围的隔离故障区段。例如，现在的柱上真空断路器过流等级是 200 A、40A，电流间隔较大。 当出现短路故障时，两台定值相近的开关同样会出现越级跳的现象， 增大了停电面积，因此，配电的整体自动化程度较低，不能快速检测故障区段，无法自动隔离故障并恢复非故障区域的正常供电。 这一问题严重制约着供电可靠性的提高。
解决方案是重合器和分段器配合使用。 由于分段器可以区分瞬时和永久性故障，减小故障区域的停电面积，因此既可提高供电的可靠性，又可提高经济效益。 永磁机构重合器为 30 a 免维护产品， 主要特点有：具有控制及保护功能，能实现就地合、分闸操作及机械闭锁；操作机构为永磁机构；具有定时限和反时限保护功能； 操作顺序：CO－0．1s－CO－1s－CO－1s－CO，操作顺序及重合间隔方便可调；具有多次重合功能（3次重合闸）；具有通讯功能。三相连动跌落式分段器的主要特点有：安装方式类似于跌落式熔断器，结构灵活、简单，操作方便，安全可靠；可区分瞬时性故障和永久性故障，自动隔离故障线路区段，确保无故障区段正常运行；分段器自动分闸后有明显断口，可迅速查出故障区段，利于配电运行维护；分段器自动分闸后，操作机构具有自动复位功能，不用更换任何元件即可用操作杆手动合闸；无保护死区，防腐性能强，全天候运行，性价比高，免维护。
采用线路自动分段器与变电站 10 kV 出线具有自动重合功能的断路器（或重合器）配合使用，在线路某区段发生短路故障时，能够自动检出故障并将故障切除，恢复非故障区段的供电，缩小因故障引起的停电面积，提高配电的供电可靠性。
3 实例应用分析
变电站出口为重合器，具有三次重合闸，在大分支线路上安装计数次数两次的分段器，小分支安装计数次数是 1 次的分段器，图 1 为 10 kV 某线路重合器加自动分段器实施方案图。主干线 26＃ 分支安装一组计数次数 2 次、启动电流为 130 A 的三相连动跌落式分段器，在其下运输公司楼分线安装一组计数次数 1次、启动电流为 60 A 的三相连动分段器。若运输公司楼分线出现短路故障，变电所出口重合器、26＃、运输公司楼分线分段器均检测到故障电流。出口保护设定为延时 0．3 s 跳闸，若在延时时间内故障消失，出口重合器不动作，故障点分支的分段器也不动作，这样就避开了瞬时故障，整条线路正常供电。如果 0．3 s 后故障依然存在，出口重合器跳闸，计数次数 1 次的分段器达到动作条件立即分闸隔运输公司楼分线的故障区段。 若工行支线出现短路故障，变电所出口重合器、26＃ 分段器检测到故障电流， 出口重合器延时跳闸。 若为瞬时性故障，变电所出口重合器合闸后恢复线路供电。 若为永久性故障，变电所出口重合器再次跳闸，26＃ 分段器由于达到动作条件 （启动电流和计数次数二次）跌落分闸，隔离故障区段。变电站重合后恢复无故障区段正常供电。
按上述网络实施方案，自动分段器投运基本杜绝了因线路故障致使变电站出口保护跳闸而造成大面积停电的事故，达到迅速隔离故障线路区段将停电面积减至最小范围的理想状态。自动分段器的投运也为配电自动化打下了良好的基础，改变了以往线路故障越级跳闸、故障点难寻、不能迅速恢复供电的局面。
自动分段器在线路运行上的特点是安装方式类似于跌落式熔断器；不需要外接电源（内置电流互感器）；动作机构采用高可靠的单稳态永磁机构；重合器和分段器配合凭借自身的微电脑可以自动区分瞬时或永久性故障并隔离故障线路区段，确保无故障区段线路正常运行；分段器自动分闸后有明显断口，可以迅速查处故障区段，利于配电运行维护。 可有选择地消除瞬时性故障， 使其不致发展成永久性故障， 又可切除永久性故障， 因此能夠极大提高供电可靠性
。
4 结论
简要介绍配电网中常用柱上开关的功能和特性，分析柱上开关在配电网应用中出现的问题，并提出相应的解决方案。 配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区自恢复送电为目的，开关设备的选型也要以此为依据。对于不同的控制方式采用不同的选择。结合我国现阶段的实际情况和县级供电企业配网自动化系统自动化要求，采用重合器（带重合闸功能的断路器）＋分段器就地控制方式，可以充分利用重合器的重合及分段器逻辑判断配合，达到故障区的自动隔离和非故障区恢复送电。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：柱上开关性能；配网自动化；应用
Abstract: the distribution network automation system is still in the stage of exploration, running in appeared all kinds of problems. The author put forward according to your work experience reclosing and section to cooperate to use solution.
Keywords: column of the switch on the performance; Distribution network automation; application
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1 常用的柱上开关
柱上开关常见的有柱上断路器、 柱上重合器、柱上分段器、柱上负荷开关、柱上隔离开关、柱上熔断器。
1） 断路器：能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件（包括短路条件）下的电流的开关装置。
出现故障电流后按照整定电流和时间跳闸，一般配备电磁感应线圈和脱扣联动机构，既能开断又能关合短路电流的断路器。 开断故障电流能力较高，可作为保护线路用， 但因配网断路器保护配合时间短，经常存在越级跳闸问题。
2） 重合器：这是一种自具控制（即本身具备故障电流检测和操作顺序控制与执行功能，无需提供附加继电保护和操作装置） 及保护功能的高压开关设备，能自动检测通过重合器主回路的电流。出故障时按反时限保护自动开断故障电流，并依照预定的延时和顺序进行多次重合。 反应故障电流跳闸后能重合的，称为电流型重合器。 这种重合器既能用作保护跳闸用，又能实现 1～3 次重合闸。 将故障段从最后一段开始逐一淘汰，直到判别到故障段，需多次重合故障电流，对电网冲击较大，同时分段越多，需重合的次数越多，时间越长，故分段一般不宜超过 3 段。 适用于分支线和辐射型线路。
3） 分段器： 一种能够自动判断线路故障和记忆线路故障电流开断的次数， 并在达到整定的次数后，在无电压或无电流下自动分闸的开关设备。它与电源侧前级开关配合， 在失压或无流的情况下自动分闸。当发生永久性故障时，分段器在预定次数的分合操作后闭锁于分闸状态，从而达到隔离故障线路区段的目的。 若分段器未完成预定次数的分合操作，故障被其他设备切除了，则其将保持合闸状态，并经一段延时后恢复到预先的整定状态， 为下一次故障做好准备。分段器一般不能断开短路故障电流。
4） 负荷开关： 能在正常的导电回路条件或规定的过载条件下关合、承载和开断电流，也能在异常的导电回路条件（例如短路）下按规定的时间承载电流的开关设备。 按照需要，也可具有关合短路电流的能力。该开关可以关合故障电流，开断额定负荷电流，其主要作为线路的分段，并因造价低在集中式的配电自动化中常采用。
5） 熔断器：当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断、断开电路的一种电器。 熔断器是最简单的保护电器，用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害。 按安装条件及用途，可以选择不同类型的高压熔断器，如屋外跌落式、屋内式等。
2 柱上开关应用中的常见问题与解决方案
我国配电系统中，架空配电线路大多数主网架是环形接线开环运行， 即多数配电线路是放射形运行，有时还有很长分支线路。 以某变电站为例，出口保护开关为户内断路器，线路主要是柱上断路器、负荷开关和熔断器。 柱上断路器主要有以下问题：①机械方面。 早期投运的真空断路器有年久锈蚀现象，而近期又发现不少柱上真空断路器分合储能位置指示器机构卡涩，造成故障；储能位置指示弹簧较细、老化造成的故障； 断路器开关弹簧操作构卡涩造成的故障。②保护方面。柱上真空断路器过流等级一般只有固定的几个等级，对于一般用户，由于负荷变化不大，可能造成很多柱上真空断路器定值都一样，所以动作没有选择性，动作跳闸时上下一起动作，造成柱上断路器本身的局限性， 不能达到最小范围的隔离故障区段。例如，现在的柱上真空断路器过流等级是 200 A、40A，电流间隔较大。 当出现短路故障时，两台定值相近的开关同样会出现越级跳的现象， 增大了停电面积，因此，配电的整体自动化程度较低，不能快速检测故障区段，无法自动隔离故障并恢复非故障区域的正常供电。 这一问题严重制约着供电可靠性的提高。
解决方案是重合器和分段器配合使用。 由于分段器可以区分瞬时和永久性故障，减小故障区域的停电面积，因此既可提高供电的可靠性，又可提高经济效益。 永磁机构重合器为 30 a 免维护产品， 主要特点有：具有控制及保护功能，能实现就地合、分闸操作及机械闭锁；操作机构为永磁机构；具有定时限和反时限保护功能； 操作顺序：CO－0．1s－CO－1s－CO－1s－CO，操作顺序及重合间隔方便可调；具有多次重合功能（3次重合闸）；具有通讯功能。三相连动跌落式分段器的主要特点有：安装方式类似于跌落式熔断器，结构灵活、简单，操作方便，安全可靠；可区分瞬时性故障和永久性故障，自动隔离故障线路区段，确保无故障区段正常运行；分段器自动分闸后有明显断口，可迅速查出故障区段，利于配电运行维护；分段器自动分闸后，操作机构具有自动复位功能，不用更换任何元件即可用操作杆手动合闸；无保护死区，防腐性能强，全天候运行，性价比高，免维护。
采用线路自动分段器与变电站 10 kV 出线具有自动重合功能的断路器（或重合器）配合使用，在线路某区段发生短路故障时，能够自动检出故障并将故障切除，恢复非故障区段的供电，缩小因故障引起的停电面积，提高配电的供电可靠性。
3 实例应用分析
变电站出口为重合器，具有三次重合闸，在大分支线路上安装计数次数两次的分段器，小分支安装计数次数是 1 次的分段器，图 1 为 10 kV 某线路重合器加自动分段器实施方案图。主干线 26＃ 分支安装一组计数次数 2 次、启动电流为 130 A 的三相连动跌落式分段器，在其下运输公司楼分线安装一组计数次数 1次、启动电流为 60 A 的三相连动分段器。若运输公司楼分线出现短路故障，变电所出口重合器、26＃、运输公司楼分线分段器均检测到故障电流。出口保护设定为延时 0．3 s 跳闸，若在延时时间内故障消失，出口重合器不动作，故障点分支的分段器也不动作，这样就避开了瞬时故障，整条线路正常供电。如果 0．3 s 后故障依然存在，出口重合器跳闸，计数次数 1 次的分段器达到动作条件立即分闸隔运输公司楼分线的故障区段。 若工行支线出现短路故障，变电所出口重合器、26＃ 分段器检测到故障电流， 出口重合器延时跳闸。 若为瞬时性故障，变电所出口重合器合闸后恢复线路供电。 若为永久性故障，变电所出口重合器再次跳闸，26＃ 分段器由于达到动作条件 （启动电流和计数次数二次）跌落分闸，隔离故障区段。变电站重合后恢复无故障区段正常供电。
按上述网络实施方案，自动分段器投运基本杜绝了因线路故障致使变电站出口保护跳闸而造成大面积停电的事故，达到迅速隔离故障线路区段将停电面积减至最小范围的理想状态。自动分段器的投运也为配电自动化打下了良好的基础，改变了以往线路故障越级跳闸、故障点难寻、不能迅速恢复供电的局面。
自动分段器在线路运行上的特点是安装方式类似于跌落式熔断器；不需要外接电源（内置电流互感器）；动作机构采用高可靠的单稳态永磁机构；重合器和分段器配合凭借自身的微电脑可以自动区分瞬时或永久性故障并隔离故障线路区段，确保无故障区段线路正常运行；分段器自动分闸后有明显断口，可以迅速查处故障区段，利于配电运行维护。 可有选择地消除瞬时性故障， 使其不致发展成永久性故障， 又可切除永久性故障， 因此能夠极大提高供电可靠性
。
4 结论
简要介绍配电网中常用柱上开关的功能和特性，分析柱上开关在配电网应用中出现的问题，并提出相应的解决方案。 配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区自恢复送电为目的，开关设备的选型也要以此为依据。对于不同的控制方式采用不同的选择。结合我国现阶段的实际情况和县级供电企业配网自动化系统自动化要求，采用重合器（带重合闸功能的断路器）＋分段器就地控制方式，可以充分利用重合器的重合及分段器逻辑判断配合，达到故障区的自动隔离和非故障区恢复送电。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。