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。10kV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。配网分界断路器在10kV馈电力架空线路上的应用可大大减少无故障线路的连带性事故停电、缩小故障停电范围、缩短用户停电时间,并具备故障检测功能,保护控制功能和通讯功能,可实现自动切除单相接地故障和自动隔离相间短路故障。安装点适用于10kV配电线路用户进线的责任分界点处,也可适用于符合要求的分支线连接处。
10kV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10kV馈电出线的安全供电十分重要。但是,10kV 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。
★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客户、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。
★线路保护配置相对简单
变电站10kV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端零序保护。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。
★不同的10kV接地方式
对于消弧线圈接地系统,10kV配电线路发生线路单相接地故障时不跳闸,只发接地信号。对于小电阻接地系统,10kV配电线路配置零序保护,单相接地故障时跳闸。
★10kV馈线架空线路故障率高、可靠性差,10kV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。
远方操作功能
监控用户负荷快速定位故障点自动隔离相间短路故障自动切除单相接地故障一、产品概述
JKW32-12F 型户外交流高压真空分界断路器(以下简称“JKW32分界断路器”或“分界断路器”)是我公司自主研发的一款新型产品,分界断路器是集真空断路器、分界断路器、分段器、重合器四大开关于一体的多功能智能化装置产品,主要配置由真空分界断路器本体、智能分界型控制器、外置电压互感器(注:配网自动化环网线路中可选双侧PT)三大部分组成,产品广泛用于10kV 城市、农村配电网架空环网线路中作分段隔离开关、联络开关、可实行环网线路负荷调配的自动化开关装置,在大用户供电的分支线路中可作为分界开关(俗称看门狗),馈线架空配电网络作分界断路器分段器之用,真空分界断路器具有远程管理模式,保护控制功能及通讯功能。能可靠判断、检测界内毫安级零序电流及相间短路故障电流,实现自动切除单相接地故障和相间短路故障。
本安装使用说明书规定了分界断路器的引用标准、使用环境条件、型号和额定参数、结构特点、工作原理、订货须知、以及操作、安装、使用、维护的方法等内容。
二、主要功能
三、设备主要构成
本装置主要部件由分界开关本体和智能控制装置二部分组成,二者之间通过户外全防水控制电缆和航空接插件进行电气连接,整套设备免维护。分界开关本体上还可以配置隔离开关。智能控制装置的产品安装使用说明书另装成册。
如下图所示:
分界断路器本体电气联接电缆智能控制器
通过附件选配可实现PDA(掌上电脑)、光纤、CDMA 或GPRS 无线、双绞线等多种方式通信。
用户支线发生单相接地故障时,分界开关自动分闸,变电站出线开
关及馈线上的其它分支用户感受不到故障的发生;
用户支线发生相间短路故障时,分界开关先于变电站出线开关跳
闸,自动隔离故障线路,不会波及到馈线上的其它分支用户停电;
用户支线故障造成分界开关保护动作后,仅责任用户停电,由其主
动报送故障信息,电力公司可迅速派员到场排查;分界开关如配有
通信模块,则自动将信息报送到电力管理中心;
分界开关可配置有线或无线通信附件,将监测数据传送到电力管理
中心,实现对用户负荷的远方实时数据监控;
用户可以通过手机短信或计算机后台方式操作分界开关合分闸。
(需用户指定配置)
四、产品型号及含义
JK W32-12F/T630-20户外交流高压真空分界断路器
额定短路开断电流
额定电流(A)
操动机构型式(T弹簧)
责任分界点型(看门狗)
额定电压(kV)
产品设计序号
使用条件(户外型)
灭弧介质(真空型)
五、引用标准
5.1分界开关本体部分
GB1984-2003交流高压断路器
GB/T11022-1999高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求
DL/T813-200212kV高压交流自动重合器技术条件
GB1985-2004高压交流隔离开关和接地开关
GB3309-1989高压开关设备在常温下的机械试验
GB5582-1993高压电力设备外绝缘污秽等级
GB311.1-1997高压输变电设备的绝缘配合
GB1207-2006电磁式电压互感器
GB1208-2006电流互感器
5.2智能控制装置部分
GB/T7261-2000继电器及装置基本试验方法
GB/T11287-2000电气继电器第21部分量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验第1篇振动试验(正弦)
GB/T14537-1993量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验
GB/T17626.4-2008电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
DL/T721-2000配电网自动化系统远方终端
六、使用环境条件
1)海拔高度:≤2000米
2)环境温度:户外-30℃~+55℃
最高年平均气温20℃;最高日平均气温30℃
3)相对湿度:95%(25℃)
4)抗震能力:地面水平加速度0.3g;地面垂直加速度0.15g
5)地震烈度:7度
6)最大日温差:25℃
7)日照强度(风速0.5m/s时):0.1W/cm2
8)最大风速:34m/s
9)最大覆冰厚度:10mm
10)安装位置:户外10kV架空线路用户责任分界点处。
11)接地方式:中性点不接地、经消弧线圈接地及低电阻接地。
七、产品结构及工作原理
7.1产品结构
分界断路器在JKW32-12型真空断路器基础上进行了优化改进(详见JKW32-12户外高压真空断路器使用说明书)和外置电压互感器及智能分界型控制器组成,通过全密封防水型航空接插件和户外密封电缆进行电气连接。分界断路器采用专用的弹簧操动机构(或永磁机构),具备手、电动储能,手、电动合闸,手、电动分闸功能。分界断路器外置1只零序CT(或三项合成零序),变比为20/1,0.1~5A(一次电流)区段保持线性关系,额定负载1Ω,额定负载下的变比误差应小于3%。一次零序电流为400A,二次输出电流有效值不小于5A。额定短时耐受电流20kA、25kA,4S。分界断路器外置2只(或3只)单相CT,变比50-600/5(或用户指定的变比),额定负载10Ω,精度10P20,额定短时耐受电流16kA、20kA,4S。分界断路器采用外置式PT,装于电源侧,变比10000V/220V,容量300VA,精度3P级,控制器和断路器的操作电源和电压信号均由PT提供。分界断路器外壳采用不锈钢箱体或经达克罗防锈处理的钢板箱体,美观大方。同时配有手动合分闸装置,隔离开关和电流互感器可供用户选择,充分满足用户的不同需要。
分界断路器开关位置的检测采用了电子器件,可靠性高,使得因操动机构引起的开关故障的概率大大
降低。操动机构的控制由配套的智能控制单元完成,可就地实行分、合操作,也可通过通讯接口进行遥控,断路器的其他信息也可通过通讯接口传输到所需处,通讯的通道可以为无线电、载波、有线通道、光纤通道等。智能控制单元安装于柱上断路器的下方,断路器与智能控制单元之间在控制电缆连接。智能控制单元中配备有蓄电池(选配),在正常工作中智能控制单元中的蓄电池处于浮充电状态,在外界电源失去时,由蓄电池供电,完成对断路器的控制,可保证断路器完成一个“分-0.3S-合分-15S-合分-15S-合分”的操作循环。断路器操动机构中设有手动合、分闸把手,作为控制系统或电源故障时合分闸操作之用。7.2灭弧原理
分界断路器采用真空灭弧室,以真空作为灭弧和绝缘介质,具有极高的真空度。当动、静触头在操动机构作用下带电分闸时,在触头间将会产生真空电弧,同时,由于触头的特殊结构,在触头的间隙中也会产生适当的纵向磁场,促使真空电弧保护为扩散型,并使电弧均匀地分布在触头表面燃烧,维持低的电弧电压,在电流自然过零时,残留的离子、电子和金属蒸汽的微秒数量级的时间内就可复合或凝聚在触头表面和屏蔽罩上,灭弧室断口的介质绝缘强度很快被恢复,从而电弧被熄灭,达到分断目的。由于采用纵向磁场控制真空电弧,所以本真空断路器具有强而稳定的开断电流能力。
7.3隔离开关的分、合闸操作
由于隔离开关与断路器之间设有机械闭锁防误操作装置,只有当断路器处于分闸位置时,隔离开关才
能够进行分、合操作,防止隔离开关带负荷电流分合闸或者误操作事故的发生。注意把手上两端的向下分、合箭头方向,用绝缘操作棒钩住操作把柄上的拉环并向下拉动,隔离开关即可进行分、合闸操作,向下拉动速度应尽可能快一些(向下拉动力必须大于40kg),以保证隔离开关分、合闸操作具有一定的速度和冲击力。
7.4操作机构工作原理
7.4.1储能过程
拉动机构手动储能拉环,或给机构电动储能信号,电动机带动储能拐臂给储能弹簧储能,通过储能保持环节保持此能量。
7.4.2合闸过程
合闸时,拉动机构手动合闸拉环或给机构电动合闸信号,合闸弹簧能量释放,机构输出轴转动,通过拐臂,连杠带动灭弧室动触头向上运动,与静触头接触,并提供接触压力,同时为分闸弹簧储能,通过机构的合闸保持环节正常扣接使断路器保持合闸状态。
7.4.3分闸过程
分闸时,拉动机构手动分闸拉环或给机构电动分闸信号,机构的合闸保持环节解扣,在触头压力弹簧和分闸弹簧的作用下,机构输出轴反向转动,通过连杠,拐臂带动灭弧室触头向下运动,动静触头分开,断路器分闸。分闸状态由开关分闸弹簧保持。
7.4.4过流保护过程

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