DQZHAN技術(shù)訊：詳解10kV柱上開(kāi)關(guān)（隔離、負(fù)荷、斷路器及熔斷器）用途與區(qū)別

裝于10kV架空配電線路中戶外電桿上的開(kāi)關(guān)，用于城郊及農(nóng)村配電網(wǎng)中，用于分?jǐn)?、閉合、承載線路負(fù)荷電流及故障電流的機(jī)械開(kāi)關(guān)設(shè)備。柱上開(kāi)關(guān)一般由帶傳感器的開(kāi)關(guān)本體+FTU(饋線自動(dòng)化終端)組成。下面介紹的開(kāi)關(guān)都是柱上隔開(kāi)開(kāi)關(guān)。

1、柱上開(kāi)關(guān)分類(lèi)

按開(kāi)斷能力分：

a.柱上隔離開(kāi)關(guān)：不能關(guān)合、開(kāi)斷正常負(fù)荷電流，有明顯斷口，用于隔離線路檢修

b.柱上負(fù)荷開(kāi)關(guān)：能關(guān)合、承載、開(kāi)斷正常負(fù)荷電流(≤630A)，能承載但不能開(kāi)斷故障電流的開(kāi)關(guān)設(shè)備。

c.柱上斷路器：能關(guān)合、承載、開(kāi)斷正常負(fù)荷電流(≤630A)以及故障電流的開(kāi)關(guān)設(shè)備(≥20kA)。

d.柱上熔斷器：有于分?jǐn)喽搪冯娏?，保護(hù)線路

滅弧方式：真空滅弧，SF6滅弧，油滅弧(淘汰)

絕緣方式 ：空氣絕緣，SF6氣體絕緣，復(fù)合絕緣，油絕緣(已淘汰)

按所配控制器分為：

a.分界型開(kāi)關(guān)：內(nèi)置零序互感器，具有零序保護(hù)功能，配負(fù)荷開(kāi)關(guān)或斷路器

b.電壓型負(fù)荷開(kāi)關(guān)：可根據(jù)兩側(cè)線路電壓變化來(lái)自動(dòng)分合閘

c.集中型負(fù)荷開(kāi)關(guān)：不能主動(dòng)開(kāi)斷短路電流的斷路

SF6絕緣氣體是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的不易燃?xì)怏w，而且具有**的電絕緣性和滅弧特性，密度為空氣的5倍，不易泄露。

       2、  柱上隔離開(kāi)關(guān)

柱上隔離開(kāi)關(guān)，又稱隔離刀閘，是一種沒(méi)滅弧裝置的控制電器，其主要功能是隔離電源，以保證其它電氣設(shè)備的**檢修，因此不允許帶負(fù)荷操作。但在一定條件下，允許接通或斷開(kāi)小功率電路。是高壓開(kāi)關(guān)當(dāng)中使用的*多也是*頻繁的一個(gè)電器裝置。

柱上隔離開(kāi)關(guān)可用于線路設(shè)備的停電檢修、故障查找、電纜試驗(yàn)、重構(gòu)運(yùn)行方式等，拉開(kāi)柱上隔離開(kāi)關(guān)可使需要檢修的設(shè)備與其他正在運(yùn)行線路隔離，建立可靠的絕緣間隙，給予工作人員有可以看見(jiàn)的明顯的斷開(kāi)標(biāo)志，保證檢修或試驗(yàn)工作的**。柱上隔離開(kāi)關(guān)優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低、簡(jiǎn)單耐用。一般作為加空線路與用戶的產(chǎn)權(quán)分界開(kāi)關(guān)，以及作為電纜線路與架空線路的分界開(kāi)關(guān)，還可安裝在線路聯(lián)絡(luò)負(fù)荷開(kāi)關(guān)一側(cè)或兩側(cè)，以方便故障查找、電纜試驗(yàn)和檢修更換聯(lián)絡(luò)負(fù)荷開(kāi)關(guān)等。

隔離開(kāi)關(guān)不能帶額定負(fù)荷或大負(fù)荷操作，不能分合負(fù)荷電流和短路電流。 一般送電操作時(shí)，先合隔離開(kāi)關(guān)，后合斷路器或負(fù)荷開(kāi)關(guān);斷電操作時(shí)，先斷開(kāi)斷路器或負(fù)荷開(kāi)關(guān)再斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)。

隔離開(kāi)關(guān)能可靠地承載工作電流和短路電流，但不能分?jǐn)嘭?fù)荷電流，可開(kāi)合勵(lì)磁電流不超2A 的空載變壓器、電容電流不超5A 的空載線路。隔離開(kāi)關(guān)一般動(dòng)穩(wěn)定電流不超40kA，選用時(shí)應(yīng)注意校驗(yàn)。隔離開(kāi)關(guān)操作壽命在2000 次左右。

▲ 柱上隔離開(kāi)關(guān)

▲ 柱上隔離開(kāi)關(guān)安裝示意

3、柱上負(fù)荷開(kāi)關(guān)

柱上負(fù)荷開(kāi)關(guān)是具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置，可以帶負(fù)荷分、合電路的控制電器。能通斷一定的負(fù)荷電流和過(guò)負(fù)荷電流，但不能斷開(kāi)短路電流，必須與高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷器來(lái)切除短路電流。

負(fù)荷開(kāi)關(guān)是介于隔離開(kāi)關(guān)和斷路器之間的一種開(kāi)關(guān)電器，主要用于線路的分段和故障隔離。

負(fù)荷開(kāi)關(guān)主要有產(chǎn)氣式負(fù)荷開(kāi)關(guān)、真空、SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)。產(chǎn)氣式負(fù)荷開(kāi)關(guān)是利用固體產(chǎn)氣材料組成的狹縫在電弧作用下產(chǎn)生大量氣體形成氣吹滅弧，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉而一度被廣泛推廣使用。真空、SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)與真空、SF6斷路器外形、參數(shù)相似，區(qū)別在于負(fù)荷開(kāi)關(guān)不配保護(hù)CT、不能開(kāi)斷短路電流，但可以承受短路電流、關(guān)合短路電流，具有壽命長(zhǎng)、免維護(hù)特點(diǎn)，機(jī)械壽命、額定電流開(kāi)斷次數(shù)10000次以上，適合于頻繁操作。

工作中常用的柱上負(fù)荷開(kāi)關(guān)一般是采用柱上真空負(fù)荷開(kāi)關(guān)。真空負(fù)荷開(kāi)關(guān)采用真空滅弧，SF6絕緣，三相共箱式，VSP5電磁或彈簧操作機(jī)構(gòu)，電流互感器可內(nèi)置，電纜或端子出線，可內(nèi)置隔離斷口，吊式或坐式安裝。如下圖所示：

▲ 柱上真空負(fù)荷開(kāi)關(guān)

另外采用用柱上SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)液不少。SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)采用SF6滅弧，SF6絕緣，三相共箱式，電流互感器可內(nèi)置，電纜或端子出線，外側(cè)可選配隔離裝置，吊式或坐式安裝。如下圖所示：

▲ 柱上SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)

▲ 柱上負(fù)荷開(kāi)關(guān)安裝示意

4、柱上斷路器

斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開(kāi)斷正常回路條件下的電流并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開(kāi)斷異常回路條件下的電流的開(kāi)關(guān)裝置。斷路器可用來(lái)分配電能，不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)載或者短路及欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式開(kāi)關(guān)與過(guò)欠熱繼電器等的組合。

柱上斷路器是指在電桿上安裝和操作的斷路器，俗稱“看門(mén)狗”，它是一種可以在正常情況下切斷或接通線路，并在線路發(fā)生短路故障時(shí)，通過(guò)操作或繼電保護(hù)裝置的作用，將故障線路手動(dòng)或自動(dòng)切換的開(kāi)關(guān)設(shè)備。斷路器與負(fù)荷開(kāi)關(guān)的主要區(qū)別在于斷路器可用來(lái)開(kāi)斷短路電流。柱上斷路器主要用于配電線路區(qū)間分段投切、控制、保護(hù)，能開(kāi)斷、關(guān)合短路電流。

柱上斷路器按其所采用的滅弧介質(zhì)，可分為油斷路器(基本淘汰)、六氟化硫(SF6)斷路器、真空斷路器。

原來(lái)配網(wǎng)工程中采用六氟化硫(SF6)斷路器與真空斷路器都較多，現(xiàn)在配電線路中斷路器主要采用戶外交流高壓智能真空斷路器，智能真空斷路器具備故障檢測(cè)功能、保護(hù)控制功能和通迅功能。一般安裝在10kV架空線路責(zé)任分界點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切除、單相接地和自動(dòng)隔離短路故障，是配電線路改造和配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的理想產(chǎn)品。

智能真空斷路器可以手動(dòng)操作、電動(dòng)操作、遙控器操作及遠(yuǎn)程主機(jī)操作。斷路器由本體、操作機(jī)構(gòu)、控制器三部分組成(可內(nèi)置隔離開(kāi)關(guān))。斷路器根據(jù)需要可配置CT(保護(hù)電流互感器)、ZCT(零序電流互感器)、u(電壓互感器)，作為控制器的檢出器。

真空斷路器根據(jù)絕絕緣材料有SF6絕緣真空斷路器與空氣絕緣真空斷路器。SF6絕緣真空斷路器采用真空滅弧，SF6絕緣，三相共箱式，采用彈簧操作機(jī)構(gòu)，電流互感器可內(nèi)置，電纜或端子出線，外側(cè)選配隔離裝置，吊式或坐式安裝?？諝饨^緣真空斷路器采用真空滅弧，空氣絕緣，三相固封極柱式，采用彈簧或永磁操作機(jī)構(gòu)，電流互感器外置，端子出線，外側(cè)選配隔離裝置，坐式安裝。如下圖所示：

▲ 柱上真空斷路器(真空滅弧，SF6絕緣)

▲ 柱上真空斷路器(真空滅弧，真空絕緣)

▲ 柱上真空斷路器安裝示意圖

5、跌落式熔斷器

跌落式熔斷器俗稱領(lǐng)克，是10kV配電線路分支線和配電變壓器*常用的一種短路保護(hù)開(kāi)關(guān)。它具有經(jīng)濟(jì)、操作方便、適應(yīng)戶外環(huán)境性強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于10kV配電線路和配電變壓器一次側(cè)作為保護(hù)和進(jìn)行設(shè)備投、切操作之用。

跌落式熔斷器安裝在10kV配電線路分支線上，可縮小停電范圍，因其有一個(gè)高壓跌落式熔斷器明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，具備了隔離開(kāi)關(guān)的功能，給檢修段線路和設(shè)備創(chuàng)造了一個(gè)**作業(yè)環(huán)境，增加了檢修人員的**感。安裝在配電變壓器上，可以作為配電變壓器的主保護(hù)，所以，在10kV配電線路和配電變壓器中得到了普及。

熔斷器可以裝在負(fù)荷開(kāi)關(guān)的電源側(cè)，也可以裝在負(fù)荷開(kāi)關(guān)的受電側(cè)。當(dāng)不需要經(jīng)常掉換熔斷器時(shí)，宜采用前一種布置，以便利用負(fù)荷開(kāi)關(guān)兼作隔離開(kāi)關(guān)的功能，用它來(lái)隔離加在限流熔斷器上的電壓。

跌落式熔斷器的組成主要有絕緣體 、下支撐座、下動(dòng)觸頭、下靜觸頭、安裝板、上靜觸頭、鴨嘴、上動(dòng)觸頭、熔絲管等。如下圖所示：

▲ 跌落式熔斷器

▲ 跌落式熔斷器安裝示意

   6、柱上開(kāi)關(guān)的區(qū)別

主要的區(qū)別如下：

隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，所以只適合切斷無(wú)負(fù)荷的電流，無(wú)法切斷負(fù)荷電流、短路電流，所以隔離開(kāi)關(guān)電器只能在電路**斷開(kāi)的情況下才能**的進(jìn)行操作，并且是嚴(yán)禁帶有負(fù)荷操作，以免造成**事故。

負(fù)荷開(kāi)關(guān)因?yàn)橛袦缁⊙b置，具備一定的滅弧能力，但是不如斷路器滅弧能力強(qiáng)，他可以分合正常的工作電流，短路情況下，他只能默默地承受短路電流，如果這個(gè)時(shí)候手動(dòng)或電動(dòng)分閘可能爆炸，所以負(fù)荷開(kāi)關(guān)一般配合限流熔斷器一起使用(負(fù)荷開(kāi)關(guān)+熔斷器不是標(biāo)準(zhǔn)配置，也可不帶熔斷器使用)，在過(guò)載或短路時(shí)由熔斷器斷開(kāi)電路。為了節(jié)省成本，負(fù)荷開(kāi)關(guān)+熔斷器可以代替斷路器。

斷路器滅弧能力很強(qiáng)，可以分合正常工作電流，也可以分合故障電流。斷路器的保護(hù)功能是通過(guò)繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)的，高壓斷路器沒(méi)有低壓斷路器的熱脫扣、磁脫扣、欠壓脫扣等裝置，線路是否有故障，由繼電保護(hù)裝置判斷，斷路器只按照繼電保護(hù)的指令執(zhí)行分閘。負(fù)荷開(kāi)關(guān)和隔離刀因?yàn)椴荒芊謹(jǐn)喙收想娏?，所以也不需要在線路故障的時(shí)候給他們發(fā)指令。斷路器是一個(gè)滅弧能力很強(qiáng)的開(kāi)關(guān)，必須配合繼電保護(hù)裝置一起使用。

通過(guò) 我們可以得出如下總結(jié)：

隔離開(kāi)關(guān)——只能開(kāi)斷和接通系統(tǒng)空載電流，并且作為主接線系統(tǒng)明顯斷開(kāi)點(diǎn)，在檢修過(guò)程中作為系統(tǒng)明顯斷開(kāi)點(diǎn)。

負(fù)荷開(kāi)關(guān)——可以開(kāi)斷和接通系統(tǒng)正常負(fù)載電流，但不能分?jǐn)嘞到y(tǒng)故障電流。

斷路器——除了可以開(kāi)斷和接通系統(tǒng)的正常負(fù)載電流，還可以開(kāi)斷和接通系統(tǒng)的故障和短路電流。