随着电网迅速发展，对安全供电的可靠性要求越来越高，针对电网运行中的薄弱环节电力生产部门采取有效的治理措施，千方百计减少事故停电，缩小停电范围。10 kV馈线架空线路，由于露天架设，其安全运行直接受周围环境和气候条件的影响，存在事故率高、事故查找困难、安全可靠性差的问题。一些架空线路较长的边远山区用户，更是经常受到恶劣气候的影响不能正常用电。分界断路器是将断路器和微机保护测控，以及通讯模块融为一体的装置，可随杆架设、体积小、投资少，它的应用对提高架空线路的安全可靠性，保证电网的安全运行具有重要意义。

 

1.     10 kV馈电架空线路的特点

对于远近郊区供电公司来说，在所辖主网主系统中10 kV馈电出线的安全供电十分重要。但是，10 kV馈电线路特点是结构多样，事故多发，特别是在城近郊区和远郊区地区还存在大量的架空输电线路，这些架空输电线路往往都是多分支线路，安全可靠性差，遇到刮风下雨等恶劣天气，接地和短路故障频发，严重影响了电网的安全可靠供电。

1.1 线路结构复杂事故查找困难

用户专线只带一两条支线，有的线路是T接多条支线或多台变压器呈放射状；有的线路短到几十米，有的线路长达几十千米；有的架空线路穿山越岭维护困难，有的配电变压器老化严重；有的全线架空，有的是电缆架空混合线路；有些架空线路临时带有电缆用户、带有临时箱变。架空线路一旦发生故障查找困难，特别是当线路发生单相接地时，由于故障点难以确定，往往延误了事故处理，造成故障扩大，进一步发展为相间短路，或者损坏电气设备。

1.2 线路保护配置相对简单

变电站10 kV架空线路保护一般只配置过流、速断、重合闸保护，在小电阻接地系统中再配置两段零序保护。因此，为保证继电保护的选择性和灵敏性，就必须使整条线路都处在保护范围之内，要求线路末端故障时，保护应有足够的灵敏度。这样，就会由于一处故障造成全线停电，并且线路上下级保护呈阶梯性相互配合，在线路末端已经没有保护级差时间，只能失去选择性故障掉闸而致使全线掉闸。

1.3 不同的10 kV接地方式

对于消弧线圈接地系统，10 kV配电线路发生线路单相接地故障时不掉闸，只发接地信号。对于小电阻接地系统，10 kV配电线路配置零序保护，单相接地故障时掉闸。

1.4 10 kV馈线架空线路故障率高、可靠性差,10 kV馈线的故障率高，可靠性差。
随着用户对安全供电的可靠性要求越来越高, 安装带有微机保护测控，以及通讯模块融为一体的用户分界开关,成为解决配电网上述问题的有效方法之一。

 

 

2. 分界断路器的性能和主要作用

2.1 性能及结构

一般分界断路器由开关本体及测控单元两大部分构成见，结构示意图1。

 

          图1　分界断路器控制器示意图

我公司的分界断路器其主要功能：运行中自动断开用户侧相间短路故障、自动切除用户侧接地故障，并可用于操作断开故障电流.

2.2 主要作用

2.2.1 自动切除单相接地故障

当用户支线发生单相接地故障时，分界开关自动分闸，甩掉故障支线，保证变电站及馈线上的其它分支用户安全运行。

2.2.2 自动断开相间短路故障

当用户支线发生相间短路故障时，分界断路器立即分闸甩掉故障线路。故障线路被隔离，使馈线上的其它分支用户迅速恢复供电。

2.2.3 快速定位故障点

用户支线故障造成分界开关动作后，仅责任用户停电，并可主动上报故障信息，使电力公司能迅速明确事故点，及时进行现场处理，使故障线路尽早恢复供电。

2.2.4 监控用户负荷

2.3 分界断路器的故障处理方式

分界断路器的故障处理方式见表2。 

                   表2　分界断路器的故障处理方式 

	系统接地方式	故障点保护处理
单相接地故障	中性点不接地系统用户界内	判定为接地后立即跳闸
	中性点经消弧线圈接地用户界内
	中性点经小电阻接地用户界内	先于变电站保护动作跳闸
	中性点不接地系统用户界外	不动作
	中性点经消弧线圈接地用户界外
	中性点经小电阻接地用户界外
相间短路故障处理	用户界内故障	分界断路器分闸
	用户界外故障	不动作

 

3 分界断路器的定值与变电站出线保护定值配合问题

3.1 对于中性点不接地或经消弧线圈接地系统

相间短路动作电流定值：动作时限应与变电站出线保护重合闸动作时间相配合，用户侧产生瞬时故障保护后的自动、快速断开重合恢复供电。由于北京地区10 kV馈线保护重合闸一般整定为1 s，可选择0.3～0.5 s。

单相接地动作电流定值：零序电流动作定值，根据架空线路截面和长度确定，应考虑躲过线路对地电容电流。由于在中性点不接地或经消弧线圈接地系统中，发生单相接地故障，变电站出线保护不跳闸，只发出接地信号，允许短时间接地运行。为了便于判断故障，此时分界断路器的动作时限，应考虑躲过瞬间接地时限，并在变电站发出接地信号之后再动作跳闸，可选择6～8 s。

3.2 对于中性点经小电阻接地系统

相间短路动作电流定值：同上。

单相接地动作电流定值：中性点经小电阻接地系中，由于变电站10 kV架空出线一般配置两段零序保护，一段120A、时限为0.2 s；二段20A、时限为1 s。因此，此时分界断路器的零序电流动作定值和动作时限，应与变电站零序保护相配合，选择0 s。

4 分界断路器在运行维护中应注意的问题

应定期检查分界断路器本体及控制器外观是否完好；分界断路器指示状态是否正确，运行状态下是否储能；瓷瓶有无裂纹、损伤；分界断路器引线间距是否符合规程要求；各部位连接是否紧固、有无过热现象；避雷器是否完好；接地装置是否完好、有无锈蚀；控制器指示灯有无闪烁告警。

检查分界断路器是否轮换或接地电阻摇测是否超期，安装有分界断路器的用户内部设备相间有无故障，变电站馈线断路器跳闸重合成功后，应及时组织查找线路故障点，发现分界断路器分闸时，应及时向用电管理部门通报（分界断路器动作后，控制器的故障指示灯持续闪烁48 h）。

应定期安排对分界断路器清扫检查，检查周期与线路登杆清扫检查周期相同。原则上分界断路器运行超过10年应安排轮换检修。

5 安装分界断路器应注意的问题

                 

                                    图2　分界断路器安装示意图

当用户进户线为架空线路，则分界断路器的负荷侧以悬式绝缘子悬挂架空绝缘线引入，用户基电杆电源侧绝缘线安装挂接地线环，保留单极隔离开关。

当用户进户线为电缆线路，则从分界断路器的负荷侧以悬式绝缘子悬挂架空绝缘线引至用户基电杆，直接联接电缆。用户基电杆电源侧绝缘线安装挂接地线环，不再安装跌落式熔断器，保留单极隔离开关。

6 结束语

 

三、使用环境条件
1、周围空气温度：-40℃~+40℃；日温差：日温变化不大于25℃；根据SF6气体物质性质，当环境温度在-40℃时，如箱体内部气压为0.05Mpa，此时SF6仍为气态，保证产品正常工作。(当环境温度-40℃，表压为0.05Mpa时，SF6液化点为-55℃；零表压，SF6液化点不会超过-60℃)。
2、风速不大于35m/s；
3、无易燃、爆炸危险、强烈化学腐蚀物(如各种酸、碱或浓烟等)和剧烈振动的场所。
4、海拔：≤1000m；
5、覆盖厚度：10mm；
6、空气污秽程度：IV级；
7、地震烈度：≤7度；
8、电网中性点接地方式：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经低电阻接地。
四、主要技术参数
4.1断路器的额定参数见表1

序 号	项 目	单 位	数 值
1	额定电压	KV	12
2	额定频率	Hz	50
3	额定电流	A	630
4	额定短路开断电流	KA	20
5	额定峰值耐受电流（峰值）	KA	50
6	额定短时耐受电流（4S）	KA	20
7	额定短路关合电流（峰值）	KA	50
8	机械寿命次数	次	10000
9	额定短时开断电流开断次数	次	30
10	工频耐压（1min）：干试（相间、对地/断口）	KV	42/48
11	雷电冲击耐受电压（峰值）相间、相对/断口	KV	75/85
12	额定操作顺序		分-0.3s-合分-180s-合分
13	额定操作电压辅助回路额定电压	V	AC220

注：当产品使用场地的海拔超过1000m时，绝缘耐压应按GB/T11022-1999进行相应的修正。

4.2 断路器装配调整参数见表2

序 号	项 目	单 位	数 值
1	触头开距	mm	9+1-0.5
2	触头超行程	mm	3+1-0.5
3	平均分闸速度	m/s	1.2±0.2
4	平均合闸速度	m/s	0.6±0.2
5	触头合闸弹跳时间	ms	≤2
6	箱体内极间中心距离	mm	135±1.5
7	箱体外极间中心距离	mm	280±2
8	三相分闸同期性时差	ms	≤2
9	每极回路直流电阻	μΩ	≤200
10	合闸时间	ms	≤45
11	分闸时间	ms	≤45
12	动触头允许磨损厚度	mm	3
13	合闸时触头压力	N	2000±200
14	SF6气体额定压力（表压）	MPa	“0”
15	净重	Kg	185

 

 

十、安装
10.1 开关本体安装

 

 


 

以下是订货表举例

供货日期	地点
工程名称	工程编号
产品名称	看门狗分界断路器
产品型号	ZW20BF-12
额定电压	10KV
额定电流	630A
开断短路电流(4S)	20KA
关合短路电流(4S)	50KA
操作机构	弹簧
控制器操作电源	AC220V 由1只户外PT(10kV/220V)提供
壳内电流互感器变比**	相CT400:5 (10P10) 零序CT20:1
断路器外壳	铁壳喷塑
PT与开关(2.5平方)电缆长度	10米
开关与控制器(1.5平方)电缆长度	10米
海拨高度	1km
控制器外壳	塑料帽子
控制器功能	重合 过流 速断 零序 保护
通信方式	无
多功能遥控器(掌上机PDA)	无
小遥控器	有
负荷容量	1000kVA
电源侧带隔离刀	无
开关所在线路中性点接地方式	不接地