详解10kV柱上开关.docx

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详解10kV柱上开关（隔离、负荷、断路器及熔断器）用途

装于10kV架空配电线路中户外电杆上的开关，用于城郊及农村配电网中，用于分断、闭合、承载线路负荷电流及故障电流的机械开关设备。

柱上开关一般由带传感器的开关本体+FTU（馈线自动化终端）组成。

下面介绍的开关都是柱上隔开开关。

1、柱上开关分类按开断能力分：

a.柱上隔离开关：

不能关合、开断正常负荷电流，有明显断口，用于隔离线路检修b.柱上负荷开关：

能关合、承载、开断

装于10kV架空配电线路中户外电杆上的开关，用于城郊及农村配电网中，用于分断、闭合、承载线路负荷电流及故障电流的机械开关设备。

柱上开关一般由带传感器的开关本体+FTU（馈线自动化终端）组成。

下面介绍的开关都是柱上隔开开关。

1、柱上开关分类

按开断能力分：

a.柱上隔离开关：

不能关合、开断正常负荷电流，有明显断口，用于隔离线路检修

b.柱上负荷开关：

能关合、承载、开断正常负荷电流（≤630A），能承载但不能开断故障电流的开关设备。

c.柱上断路器：

能关合、承载、开断正常负荷电流（≤630A）以及故障电流的开关设备（≥20kA）。

d.柱上熔断器：

有于分断短路电流，保护线路

灭弧方式：

真空灭弧，SF6灭弧，油灭弧（淘汰）

绝缘方式：

空气绝缘，SF6气体绝缘，复合绝缘，油绝缘（已淘汰）

按所配控制器分为：

a.分界型开关：

内置零序互感器，具有零序保护功能，配负荷开关或断路器

b.电压型负荷开关：

可根据两侧线路电压变化来自动分合闸

c.集中型负荷开关：

不能主动开断短路电流的断路

SF6绝缘气体是一种无色、无味、无毒的不易燃气体，而且具有卓越的电绝缘性和灭弧特性，密度为空气的5倍，不易泄露。

2、柱上隔离开关

柱上隔离开关，又称隔离刀闸，是一种没灭弧装置的控制电器，其主要功能是隔离电源，以保证其它电气设备的安全检修，因此不允许带负荷操作。

但在一定条件下，允许接通或断开小功率电路。

是高压开关当中使用的最多也是最频繁的一个电器装置。

柱上隔离开关可用于线路设备的停电检修、故障查找、电缆试验、重构运行方式等，拉开柱上隔离开关可使需要检修的设备与其他正在运行线路隔离，建立可靠的绝缘间隙，给予工作人员有可以看见的明显的断开标志，保证检修或试验工作的安全。

柱上隔离开关优点是造价低、简单耐用。

一般作为加空线路与用户的产权分界开关，以及作为电缆线路与架空线路的分界开关，还可安装在线路联络负荷开关一侧或两侧，以方便故障查找、电缆试验和检修更换联络负荷开关等。

隔离开关不能带额定负荷或大负荷操作，不能分合负荷电流和短路电流。

一般送电操作时，先合隔离开关，后合断路器或负荷开关;断电操作时，先断开断路器或负荷开关再断开隔离开关。

隔离开关能可靠地承载工作电流和短路电流，但不能分断负荷电流，可开合励磁电流不超2A的空载变压器、电容电流不超5A的空载线路。

隔离开关一般动稳定电流不超40kA，选用时应注意校验。

隔离开关操作寿命在2000次左右。

▲柱上隔离开关

▲柱上隔离开关安装示意

3、柱上负荷开关

柱上负荷开关是具有简单的灭弧装置，可以带负荷分、合电路的控制电器。

能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路电流，必须与高压熔断器串联使用，借助熔断器来切除短路电流。

负荷开关是介于隔离开关和断路器之间的一种开关电器，主要用于线路的分段和故障隔离。

负荷开关主要有产气式负荷开关、真空、SF6负荷开关。

产气式负荷开关是利用固体产气材料组成的狭缝在电弧作用下产生大量气体形成气吹灭弧，因其结构简单，成本低廉而一度被广泛推广使用。

真空、SF6负荷开关与真空、SF6断路器外形、参数相似，区别在于负荷开关不配保护CT、不能开断短路电流，但可以承受短路电流、关合短路电流，具有寿命长、免维护特点，机械寿命、额定电流开断次数10000次以上，适合于频繁操作。

工作中常用的柱上负荷开关一般是采用柱上真空负荷开关。

真空负荷开关采用真空灭弧，SF6绝缘，三相共箱式，VSP5电磁或弹簧操作机构，电流互感器可内置，电缆或端子出线，可内置隔离断口，吊式或坐式安装。

如下图所示：

▲柱上真空负荷开关

另外采用用柱上SF6负荷开关液不少。

SF6负荷开关采用SF6灭弧，SF6绝缘，三相共箱式，电流互感器可内置，电缆或端子出线，外侧可选配隔离装置，吊式或坐式安装。

如下图所示：

▲柱上SF6负荷开关

▲柱上负荷开关安装示意

4、柱上断路器

断路器是指能够关合、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下的电流的开关装置。

断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。

柱上断路器是指在电杆上安装和操作的断路器，俗称“看门狗”，它是一种可以在正常情况下切断或接通线路，并在线路发生短路故障时，通过操作或继电保护装置的作用，将故障线路手动或自动切换的开关设备。

断路器与负荷开关的主要区别在于断路器可用来开断短路电流。

柱上断路器主要用于配电线路区间分段投切、控制、保护，能开断、关合短路电流。

柱上断路器按其所采用的灭弧介质，可分为油断路器（基本淘汰）、六氟化硫（SF6）断路器、真空断路器。

原来配网工程中采用六氟化硫（SF6）断路器与真空断路器都较多，现在配电线路中断路器主要采用户外交流高压智能真空断路器，智能真空断路器具备故障检测功能、保护控制功能和通迅功能。

一般安装在10kV架空线路责任分界点，可实现自动切除、单相接地和自动隔离短路故障，是配电线路改造和配网自动化建设的理想产品。

智能真空断路器可以手动操作、电动操作、遥控器操作及远程主机操作。

断路器由本体、操作机构、控制器三部分组成（可内置隔离开关）。

断路器根据需要可配置CT（保护电流互感器）、ZCT（零序电流互感器）、u（电压互感器），作为控制器的检出器。

真空断路器根据绝绝缘材料有SF6绝缘真空断路器与空气绝缘真空断路器。

SF6绝缘真空断路器采用真空灭弧，SF6绝缘，三相共箱式，采用弹簧操作机构，电流互感器可内置，电缆或端子出线，外侧选配隔离装置，吊式或坐式安装。

空气绝缘真空断路器采用真空灭弧，空气绝缘，三相固封极柱式，采用弹簧或永磁操作机构，电流互感器外置，端子出线，外侧选配隔离装置，坐式安装。

如下图所示：

▲柱上真空断路器（真空灭弧，SF6绝缘）

▲柱上真空断路器（真空灭弧，真空绝缘）

▲柱上真空断路器安装示意图

5、跌落式熔断器

跌落式熔断器俗称领克，是10kV配电线路分支线和配电变压器最常用的一种短路保护开关。

它具有经济、操作方便、适应户外环境性强等特点，被广泛应用于10kV配电线路和配电变压器一次侧作为保护和进行设备投、切操作之用。

跌落式熔断器安装在10kV配电线路分支线上，可缩小停电范围，因其有一个高压跌落式熔断器明显的断开点，具备了隔离开关的功能，给检修段线路和设备创造了一个安全作业环境，增加了检修人员的安全感。

安装在配电变压器上，可以作为配电变压器的主保护，所以，在10kV配电线路和配电变压器中得到了普及。

熔断器可以装在负荷开关的电源侧，也可以装在负荷开关的受电侧。

当不需要经常掉换熔断器时，宜采用前一种布置，以便利用负荷开关兼作隔离开关的功能，用它来隔离加在限流熔断器上的电压。

跌落式熔断器的组成主要有绝缘体、下支撑座、下动触头、下静触头、安装板、上静触头、鸭嘴、上动触头、熔丝管等。

如下图所示：

▲跌落式熔断器

▲跌落式熔断器安装示意

6、柱上开关的区别

主要的区别如下：

隔离开关没有灭弧装置，所以只适合切断无负荷的电流，无法切断负荷电流、短路电流，所以隔离开关电器只能在电路安全断开的情况下才能安全的进行操作，并且是严禁带有负荷操作，以免造成安全事故。

负荷开关因为有灭弧装置，具备一定的灭弧能力，但是不如断路器灭弧能力强，他可以分合正常的工作电流，短路情况下，他只能默默地承受短路电流，如果这个时候手动或电动分闸可能爆炸，所以负荷开关一般配合限流熔断器一起使用（负荷开关+熔断器不是标准配置，也可不带熔断器使用），在过载或短路时由熔断器断开电路。

为了节省成本，负荷开关+熔断器可以代替断路器。

断路器灭弧能力很强，可以分合正常工作电流，也可以分合故障电流。

断路器的保护功能是通过继电保护装置实现的，高压断路器没有低压断路器的热脱扣、磁脱扣、欠压脱扣等装置，线路是否有故障，由继电保护装置判断，断路器只按照继电保护的指令执行分闸。

负荷开关和隔离刀因为不能分断故障电流，所以也不需要在线路故障的时候给他们发指令。

断路器是一个灭弧能力很强的开关，必须配合继电保护装置一起使用。

通过我们可以得出如下总结：

隔离开关——只能开断和接通系统空载电流，并且作为主接线系统明显断开点，在检修过程中作为系统明显断开点。

负荷开关——可以开断和接通系统正常负载电流，但不能分断系统故障电流。

断路器——除了可以开断和接通系统的正常负载电流，还可以开断和接通系统的故障和短路电流。