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摘要：减少柱上开关的故障，提高柱上开关运行的安全性，对保障供电的可靠性具有很强的现实意义。基于此，为提高供电的可靠性，现将10kV配网户外柱上开关交接验收、运行中出现的问题收集、分析、研究，并找出主要原因，提出改进措施，得出应该采取的对策、要求。
关键词：柱上开关；运行；供电可靠性
10kV配电网是电网的重要组成部分，目前，该配网线路广泛使用柱上开关产品对线路进行分段和保护，柱上开关的质量直接影响配网供电可靠性。但由于柱上开關存在较多问题，致使其故障频繁发生。其故障率较高这一状况，已经严重影响到供电的可靠性，所以该问题也随之被日益提到日程上来。
1 在交接、验收和运行时出现的问题
在配电系统网络中，户外立柱是安装在架空线路上的开关，在正常合闸、载、断电流情况下，在不正常的电路条件下，机械开关载流设备在规定的时间内。而10kV配电网中的柱开关应用广泛，对10kV开关的研究十分必要。10kV电网户外开关在交接中的分析、验收及生产。
（1）隔离开关不到位，不能分离，接触热严重，甚至烧毁。
（2）断路器和隔离开关联锁是不可靠的。断开开关和断路器动作顺序错误时，联锁装置变形甚至失效，严重危害设备和人身安全。
（3）零件生锈、关闭，开关指示不灵活，无法准确显示开关的运行状态。
（4）电流互感器变比200/5400/5600/5，短4档，不能灵活切换在线带电状态。
2 原因分析及对策
2.1 隔离开关合不到位、分不开来，触头部位过热
电气设备的操作，外部环境是非常重要的。10kv户外隔离开关，大多数的刀门式结构简单，暴露于大气中，接触面氧化和积累污垢，摩擦阻力，接触电阻增大，经常不到位，离不开。隔离开关的结构应符合下列要求：
（1）闭式操作时，有增力装置。在恶劣的条件下，可以手动操作。开关到位，触点可靠。
（2）导电回路的接触部分有足够的接触面积和压力，以防止接触不良。不过，叶片必须银或镍镀层厚度超过6米，120hv和硬度超过足够的附着力，增加耐磨性，减少摩擦和接触电阻。
（3）动、静叶片具有可靠的性能指标。动、静叶片在关闭位置之前由于各种原因，可能出现较大偏差，因此，要保证叶片和叶片在末端的顺利插入，还要具有自清洁和自调节能力。隔离开关在点制动作用下，滑动摩擦接触面相对去除表面污垢和氧化物，保证彼此之间的紧密接触。
（4）动叶片与动叶片接触处有保护绝缘套。用于防止或减少冰雪、雨水、灰尘、污物等的影响。
为了解决上述问题，以科学的设计、合理的结构一方面和制造过程，量化各环节的控制；另一方面，根据生产、检验、测试及严重的电网运行问题和吸收同类产品的优点在国内外不断提高和完善合理的结构设计。是解决问题的关键。我们主要从以下几个方面进行结构改进，改进以后的带隔离开关的断路器外形结构見图1-2。
图1 ZW32隔离断路器隔离合闸状态
图2 ZW32隔离断路器隔离分闸状态
（1）隔离开关动静刀片结构的改进。笔者把隔离开关动、静刀片从原来的平面接触改成斜面接触，见图3。
图3 改进后动刀片头结构示意图
由图3看出，改进后的隔离开关的动、静刀片是斜面结构的。由螺栓1、触头压力弹簧2、一对动刀片3、静刀片4构成。触头弹簧2的压力>400N。动刀片内表面有一凸面，与静刀片两侧面结合的斜面角度一致，夹角为3°～6°。动刀片的凸台与静刀片保证>400mm2有效接触面积。
动、静叶片斜置结构，在厚度较薄时，当静叶片初始动作关闭时，两内表面有较大间隙，上半闭动作无摩擦，叶片顺利插入叶片，保证性能可靠。在结束阶段将结束。动静叶片相互接触，滑动摩擦表面。限位弹簧有中点，加速功能强，容易合闸到位。在开放、动态和静态叶片摩擦的初始阶段，但作为一个松散的动态和静态的彼此之间的差距后叶片，然后摩擦阻力消失，特别是功率限制弹簧太强的中点的加速度后，容易刹车到位。动、静叶片动、静叶片与原平面结构倾斜结构相比，在关闭和跳闸时降低了摩擦阻力。该边坡结构还具有自清污污、自我调节、适应能力强、易接近、易到达闸门等特点。
（2）限力弹簧和开关螺钉。使用手动操作时，磁极操作力是否到位，很难确定。功率限位弹簧装置，如图1所示（4增加极限压力弹簧）。在开启时，手动手柄顺时针旋转，压缩弹簧蓄能，一点后弹簧能量释放自动带动动叶片克服制动助力器之间的摩擦接触快。在极限弹簧作用下，隔离式闸板限位板保持在接近极限螺钉的状态下，使叶片处于稳定的制动极限状态。当关闭操作手柄逆时针旋转时，压缩力限制压力弹簧储能，中点，自动释放能量，增加关闭强度，刀片快速关闭到位。隔离开关叶片到叶片方向，经过接触滑动摩擦、间隙运动叶片。表面氧化和污垢，可靠的关闭端，最后隔离开关限板保持接近关闭极限螺钉，开关处于关闭状态。开关限位螺钉（6，7），在工厂调整，动、静叶片组合的最佳条件。
（3）隔离开关叶片和叶片接合运动和零件的相对运动，用硅橡胶保护套。见图1、2中3，用于防止或减少雪、雨、尘、污物的动静结合，使叶片表面与工件的相对运动相结合。特别是在寒冷的天气，以避免冻结雪不门。
2.2 断路器与隔离开关之间的连锁机械变形和失效
隔离断路器是采用真空断路器和隔离开关组合而成。因此，它们之间必须有可靠的电气和机械联锁，以防止误操作。断路器和隔离开关机械联锁图1，2。在状态开关断路器，断路器和隔离开关的机械联锁杆，隔离屏障开关限位板运动，从而禁止隔离开关的切换操作；在关闭状态的断路器，机械连杆在隔离开关的机械轴没有限制，可以进行切换操作。
但在实际操作中，由于机械零件链的刚度和强度不够，链条多次操作，变形甚至失效，严重危及操作人员的安全。因此，在验收测试中，对IT安全冗余进行了评估。在断路器合闸的情况下，隔离开关处于关闭状态，手动操作臂的1.5倍，隔离开关操作的10倍；在断路器合闸状态时，隔离开关是关闭状态，手动操作臂加长1.5倍，切换操作10次；观察连接件有无变形和破坏，如有不合格。 2.3 耐腐蚀问题
户外柱上高压开关上挂杆运行，完全暴露在大气中，霜的，大自然的雪，灰尘，在潮雾和大气污染会造成不同程度的开关元件损坏，导致的腐蚀会使传输卡，不到位，不能分开，指示不准确，接触不良，压力下降的现象，直接影响开关的运行可靠性。因此，机箱开关户外柱上密封的要求必须达到IP55，除湿和冷却装置，底盘采用304不锈钢，表面喷塑双重保护模式，暴露于室外销、传动轴及各种标志、标识必须使用304不锈钢，复合轴承油和密封装置。暴露在大气中的导电回路的动静刀片必须镀银和镀镍，厚度>6μm，硬度>120HV，保证镀层的耐磨性。支撑结构件必须为热镀锌，厚度>40μm。機箱内机构及其它零件，表面必须镀锌钝化，厚度>12μm。
2.4 种不同比例电流互感器的柔性切换
当柱开关连接负载变化时，电流互感器变比调整或关闭保护开关。在变比变比的情况下，开关上的大部分开关必须处于电源状态。电流互感器二次开断后，电流互感器两端开断，峰值电位高，危及设备和人身安全。同时，人为线路停运，影响供电质量。通过实践，在充电状态下启动200/5400/5600/5，出口保护（短路）3种方法，4档之间安全可靠切换：开关操作用2转换，1在200/5400/5600/53档之间切换，其余1则为短路开关。在转化率、短路开关短路的位置，然后调整比例，调整后，独立的短路开关，对新工作的电流型柱开关；特殊的开关转换，在转换过程中，下一个文件之前应关闭选定，然后断开连接的齿轮，从而避免电流互感器和高压断路；作者和创新的变数比率转换的电流保护电路的变压器，在多变的组合装置的电流互感器并联硅双向开关和限流电阻的电路，以消除危害高电位电路两次不断产生设备和人体。当电流互感器切换到另一个变量位置时，硅双向开关快速断开，恢复开状态，从而实现在电流互感器安全变换条件下的功率，该方法科学、安全、简便实用。
2.5 安全冗余试验
操作环境10kV户外高压开关设备的安全性差，作为此类开关设备和配电网的可靠性，因此在试验中，应给予适当的安全裕度，以保证操作的安全性和可靠性。如：zw32 - 12 / 630柱上断路器和隔离开关。在出厂试验和交接验收时要严格把关，宜把回路电阻、低电压合分闸控制在国家技术标准的0.8倍以内。把30%额定电压不得合分闸动作，相间、相对地、断口、二次回路的工频耐压及高压绝缘子的爬电距离均控制在国家技术标准的1.1倍范围内。
3 结论
总之，电力产业对国民经济发展的需求具有密切而直接的联系。当下，经济社会迅猛发展、用电量不断增加，客户对供电的可靠性及供电质量会提出更高的要求。因此，进行电器设备安全性和可靠性的研究尤为重要，如此才能在配电网系统的运行中得以有效应用，保证电力系统在生产生活中安全、稳定运作，为配网的平衡、健康发展乃至整个社会经济的发展作出更大贡献。经试验和运行证明：本研究关于户外柱上开关运行故障问题分析到位，对策正确，保证了柱上开关的质量和运行可靠性及寿命。
参考文献：
[1]周仁领，禹锦绣，魏義利等.户外柱上开关密封问题及改进措施[J].农村电气化，2015（4）：26-26.
[2]王奉启.柱上10kV开关运行安全性探讨[J].现代制造技术与装备， 2011（5）：65-66.
关键词：柱上开关；运行；供电可靠性
10kV配电网是电网的重要组成部分，目前，该配网线路广泛使用柱上开关产品对线路进行分段和保护，柱上开关的质量直接影响配网供电可靠性。但由于柱上开關存在较多问题，致使其故障频繁发生。其故障率较高这一状况，已经严重影响到供电的可靠性，所以该问题也随之被日益提到日程上来。
1 在交接、验收和运行时出现的问题
在配电系统网络中，户外立柱是安装在架空线路上的开关，在正常合闸、载、断电流情况下，在不正常的电路条件下，机械开关载流设备在规定的时间内。而10kV配电网中的柱开关应用广泛，对10kV开关的研究十分必要。10kV电网户外开关在交接中的分析、验收及生产。
（1）隔离开关不到位，不能分离，接触热严重，甚至烧毁。
（2）断路器和隔离开关联锁是不可靠的。断开开关和断路器动作顺序错误时，联锁装置变形甚至失效，严重危害设备和人身安全。
（3）零件生锈、关闭，开关指示不灵活，无法准确显示开关的运行状态。
（4）电流互感器变比200/5400/5600/5，短4档，不能灵活切换在线带电状态。
2 原因分析及对策
2.1 隔离开关合不到位、分不开来，触头部位过热
电气设备的操作，外部环境是非常重要的。10kv户外隔离开关，大多数的刀门式结构简单，暴露于大气中，接触面氧化和积累污垢，摩擦阻力，接触电阻增大，经常不到位，离不开。隔离开关的结构应符合下列要求：
（1）闭式操作时，有增力装置。在恶劣的条件下，可以手动操作。开关到位，触点可靠。
（2）导电回路的接触部分有足够的接触面积和压力，以防止接触不良。不过，叶片必须银或镍镀层厚度超过6米，120hv和硬度超过足够的附着力，增加耐磨性，减少摩擦和接触电阻。
（3）动、静叶片具有可靠的性能指标。动、静叶片在关闭位置之前由于各种原因，可能出现较大偏差，因此，要保证叶片和叶片在末端的顺利插入，还要具有自清洁和自调节能力。隔离开关在点制动作用下，滑动摩擦接触面相对去除表面污垢和氧化物，保证彼此之间的紧密接触。
（4）动叶片与动叶片接触处有保护绝缘套。用于防止或减少冰雪、雨水、灰尘、污物等的影响。
为了解决上述问题，以科学的设计、合理的结构一方面和制造过程，量化各环节的控制；另一方面，根据生产、检验、测试及严重的电网运行问题和吸收同类产品的优点在国内外不断提高和完善合理的结构设计。是解决问题的关键。我们主要从以下几个方面进行结构改进，改进以后的带隔离开关的断路器外形结构見图1-2。
图1 ZW32隔离断路器隔离合闸状态
图2 ZW32隔离断路器隔离分闸状态
（1）隔离开关动静刀片结构的改进。笔者把隔离开关动、静刀片从原来的平面接触改成斜面接触，见图3。
图3 改进后动刀片头结构示意图
由图3看出，改进后的隔离开关的动、静刀片是斜面结构的。由螺栓1、触头压力弹簧2、一对动刀片3、静刀片4构成。触头弹簧2的压力>400N。动刀片内表面有一凸面，与静刀片两侧面结合的斜面角度一致，夹角为3°～6°。动刀片的凸台与静刀片保证>400mm2有效接触面积。
动、静叶片斜置结构，在厚度较薄时，当静叶片初始动作关闭时，两内表面有较大间隙，上半闭动作无摩擦，叶片顺利插入叶片，保证性能可靠。在结束阶段将结束。动静叶片相互接触，滑动摩擦表面。限位弹簧有中点，加速功能强，容易合闸到位。在开放、动态和静态叶片摩擦的初始阶段，但作为一个松散的动态和静态的彼此之间的差距后叶片，然后摩擦阻力消失，特别是功率限制弹簧太强的中点的加速度后，容易刹车到位。动、静叶片动、静叶片与原平面结构倾斜结构相比，在关闭和跳闸时降低了摩擦阻力。该边坡结构还具有自清污污、自我调节、适应能力强、易接近、易到达闸门等特点。
（2）限力弹簧和开关螺钉。使用手动操作时，磁极操作力是否到位，很难确定。功率限位弹簧装置，如图1所示（4增加极限压力弹簧）。在开启时，手动手柄顺时针旋转，压缩弹簧蓄能，一点后弹簧能量释放自动带动动叶片克服制动助力器之间的摩擦接触快。在极限弹簧作用下，隔离式闸板限位板保持在接近极限螺钉的状态下，使叶片处于稳定的制动极限状态。当关闭操作手柄逆时针旋转时，压缩力限制压力弹簧储能，中点，自动释放能量，增加关闭强度，刀片快速关闭到位。隔离开关叶片到叶片方向，经过接触滑动摩擦、间隙运动叶片。表面氧化和污垢，可靠的关闭端，最后隔离开关限板保持接近关闭极限螺钉，开关处于关闭状态。开关限位螺钉（6，7），在工厂调整，动、静叶片组合的最佳条件。
（3）隔离开关叶片和叶片接合运动和零件的相对运动，用硅橡胶保护套。见图1、2中3，用于防止或减少雪、雨、尘、污物的动静结合，使叶片表面与工件的相对运动相结合。特别是在寒冷的天气，以避免冻结雪不门。
2.2 断路器与隔离开关之间的连锁机械变形和失效
隔离断路器是采用真空断路器和隔离开关组合而成。因此，它们之间必须有可靠的电气和机械联锁，以防止误操作。断路器和隔离开关机械联锁图1，2。在状态开关断路器，断路器和隔离开关的机械联锁杆，隔离屏障开关限位板运动，从而禁止隔离开关的切换操作；在关闭状态的断路器，机械连杆在隔离开关的机械轴没有限制，可以进行切换操作。
但在实际操作中，由于机械零件链的刚度和强度不够，链条多次操作，变形甚至失效，严重危及操作人员的安全。因此，在验收测试中，对IT安全冗余进行了评估。在断路器合闸的情况下，隔离开关处于关闭状态，手动操作臂的1.5倍，隔离开关操作的10倍；在断路器合闸状态时，隔离开关是关闭状态，手动操作臂加长1.5倍，切换操作10次；观察连接件有无变形和破坏，如有不合格。 2.3 耐腐蚀问题
户外柱上高压开关上挂杆运行，完全暴露在大气中，霜的，大自然的雪，灰尘，在潮雾和大气污染会造成不同程度的开关元件损坏，导致的腐蚀会使传输卡，不到位，不能分开，指示不准确，接触不良，压力下降的现象，直接影响开关的运行可靠性。因此，机箱开关户外柱上密封的要求必须达到IP55，除湿和冷却装置，底盘采用304不锈钢，表面喷塑双重保护模式，暴露于室外销、传动轴及各种标志、标识必须使用304不锈钢，复合轴承油和密封装置。暴露在大气中的导电回路的动静刀片必须镀银和镀镍，厚度>6μm，硬度>120HV，保证镀层的耐磨性。支撑结构件必须为热镀锌，厚度>40μm。機箱内机构及其它零件，表面必须镀锌钝化，厚度>12μm。
2.4 种不同比例电流互感器的柔性切换
当柱开关连接负载变化时，电流互感器变比调整或关闭保护开关。在变比变比的情况下，开关上的大部分开关必须处于电源状态。电流互感器二次开断后，电流互感器两端开断，峰值电位高，危及设备和人身安全。同时，人为线路停运，影响供电质量。通过实践，在充电状态下启动200/5400/5600/5，出口保护（短路）3种方法，4档之间安全可靠切换：开关操作用2转换，1在200/5400/5600/53档之间切换，其余1则为短路开关。在转化率、短路开关短路的位置，然后调整比例，调整后，独立的短路开关，对新工作的电流型柱开关；特殊的开关转换，在转换过程中，下一个文件之前应关闭选定，然后断开连接的齿轮，从而避免电流互感器和高压断路；作者和创新的变数比率转换的电流保护电路的变压器，在多变的组合装置的电流互感器并联硅双向开关和限流电阻的电路，以消除危害高电位电路两次不断产生设备和人体。当电流互感器切换到另一个变量位置时，硅双向开关快速断开，恢复开状态，从而实现在电流互感器安全变换条件下的功率，该方法科学、安全、简便实用。
2.5 安全冗余试验
操作环境10kV户外高压开关设备的安全性差，作为此类开关设备和配电网的可靠性，因此在试验中，应给予适当的安全裕度，以保证操作的安全性和可靠性。如：zw32 - 12 / 630柱上断路器和隔离开关。在出厂试验和交接验收时要严格把关，宜把回路电阻、低电压合分闸控制在国家技术标准的0.8倍以内。把30%额定电压不得合分闸动作，相间、相对地、断口、二次回路的工频耐压及高压绝缘子的爬电距离均控制在国家技术标准的1.1倍范围内。
3 结论
总之，电力产业对国民经济发展的需求具有密切而直接的联系。当下，经济社会迅猛发展、用电量不断增加，客户对供电的可靠性及供电质量会提出更高的要求。因此，进行电器设备安全性和可靠性的研究尤为重要，如此才能在配电网系统的运行中得以有效应用，保证电力系统在生产生活中安全、稳定运作，为配网的平衡、健康发展乃至整个社会经济的发展作出更大贡献。经试验和运行证明：本研究关于户外柱上开关运行故障问题分析到位，对策正确，保证了柱上开关的质量和运行可靠性及寿命。
参考文献：
[1]周仁领，禹锦绣，魏義利等.户外柱上开关密封问题及改进措施[J].农村电气化，2015（4）：26-26.
[2]王奉启.柱上10kV开关运行安全性探讨[J].现代制造技术与装备， 2011（5）：65-66.