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摘要: 介绍了10kV户外配电开关的类型以及技术特点，对各类10kV户外配电开关进行了分析对比。阐述了10kV户外配电开关的选用情况和户外真空断路器的检修，配电开关的正确选用和推广有益于改进配电网的结构和提高供电可靠性。
关键词：配电开关；检测；维护；10kV配网
中图分类号:TD61文献标识码：A
引言
近年来，随着我国经济的快速发展，各地均出现了供电短缺现象。为使有限的电量尽量满足用户的需求，需进行电网的合理调度，10kV配电开关的可靠性决定着调度的成败，故须对其进行分析。1 10kV户外配电开关类型及特点
1.1 户外弹簧操动机构真空断路器
国产真空断路器中，占主体的都是采用独立弹簧机构，其操作过程必须先拉长弹簧储能，通过弹簧储存的能量完成合闸、分闸操作。有些机构有单独的型号如CT23型由专业厂生产，由于此类机构是从早期产品不断更新和改进而来，其零部件已大为减少，结构比较简单、直观，可靠性及稳定性也得到了很大的提高，维护与使用都较容易。这类机构能很好的满足真空断路器的分、合闸操作的要求，可保证负荷电流、短路电流的开断性能。
1.2 户外永磁操动机构真空开关
结构上永磁机构有双线圈双稳态和单线圈单稳态等品种，前者是用永磁体使开关保持在合闸或分闸位置；后者在分合闸时对同一线圈通以极性相反的电流，合闸位置由永磁保持而分闸必须是电磁启动弹簧操作，分闸位置多数是由弹簧保持。2 种结构的电磁线圈都不需要长期带电，结构和性能既有相同之处，也各具有优劣。单线圈单稳态结构使用了1 个电磁线圈来控制分、合闸操作，从而简化了机械的整体结构，减小了机构体积，但在合闸位置不仅要克服触头弹簧压力，还要为分闸弹簧储能，所需保持力更大。新的磁路设计增大了合闸保持力，同时可减小对合闸时线圈电流的要求。
1.3 户外真空负荷开关
此类开关的基本结构大多与上述箱式真空开关的相同，但多数配用手动弹簧操动机构，没有开断短路电流的任务。典型的箱式结构产品如FZW28( VSP5) 型，采用SF6气体作为绝缘介质结合真空灭弧的方式，内置有隔离断口与真空灭弧室触头联动，全密封瓷套电缆浇注出线，长约2 m的绝缘电缆接头水平布置在两侧，可悬挂式安装。
1.4 户外SF6断路器 户外SF6断路器以国产LW3为代表，采用箱式结构，箱内充有额定压力为0.25MPa 或0.35MPa( 20 ℃下，表压) 的SF6气体作为绝缘和灭弧介质，采用旋弧式灭弧原理。根据需要可配装电流互感器，也可派生带外隔离开关的结构。作为户外柱上断路器使用时可采用单杆安装或双杆平台安装方式。典型产品额定电流为630A及1250A，额定短路开断电流为16kA。产品可配手动储能弹簧、电动储能弹簧或直流电磁操动机构，因而有多种操作方式。有企业派生为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等型号，Ⅰ型断路器为配手动储能弹簧操作机构，主要用于10kV分支线路； Ⅱ型断路器为配直流电磁操动机构； Ⅲ、Ⅳ型断路器配用弹簧操动机构，均可实现一次重合闸操作，主要用作中小型变电所10kV侧出口断路器或主开关，也适用于控制和保护单台10kV及以下高压电器设备。
1.5 户外SF6负荷开关
SF6负荷开关典型国产产品如FLW34型，采用不锈钢全封闭焊接结构，利用SF6气体良好的绝缘性能，同时通过旋弧或吹弧方式在SF6氣体中熄灭电弧，开断性能比较优良。产品设有SF6气体高、低压力保护装置，瓷套管采用电缆出线方式，采用过中弹簧操动机构，通过弹簧瞬间释放能量实现分、合闸操作，具有电动储能直接合、分或手动直接合、分操作功能。1. 6 户外空气式负荷开关
目前使用的户外空气式负荷开关都是产气式产品，其型号有FKW17、FKW18 等。FKW17 型产品本体由隔离开关和产气灭弧室组成，采用手动操动机构，分闸时使产气灭弧室触头先行开断灭弧，然后打开隔离开关。产气式负荷开关开断性能不如真空和SF6负荷开关稳定，灭弧性能与开断电流的大小有关，结构上要求灭弧触头和隔离刀闸的动作顺序严格配合，所以市场占有份额较少。
2 10kV户外配电开关的选用及检测 2.1 把好选型关 ( 1) 真空灭弧室的选择。真空灭弧室是真空断路器的最主要元件，按外壳材料有陶瓷和玻璃两类。 陶瓷真空灭弧室的制造采用一次封排工艺和先进的焊接技术，密封性能较好，机械强度高，爬距大，电寿命较长，开断容量大，产品质量稳定一致性好。因此，陶瓷真空灭弧室的缺陷率低，应作为首选。 ( 2) 操动机构选择。采用的弹簧操动机构应是少维护免维护产品，可允许少量简单的维护工作，维护周期应较长，有条件时可采用永磁操动机构。 2.2 做好调试和交接试验工作 认真做好10kV户外真空断路器调试及交接试验工作，及时发现各种异常情况，例如真空灭弧室可能的漏气、附属绝缘件击穿、机构( 含连杆、分合闸缓冲器等) 异常及机械特性( 弹跳、速度、同期等)不良等，必须对存在的缺陷进行处理后才能投入运行。 2.3 运行中进行定期检测 真空断路器本体常见的缺陷主要有真空灭弧室慢性漏气、绝缘件击穿等，在目前仍未有完善的在线监测手段的情况下，定期采用耐压试验是检测这些缺陷的主要手段。
3 10kV户外配电开关的维护及检修
3.1 加强运行巡视及维护
在操作中须注意观察有无异常现象，例如在分闸操作中开关断开后检查电缆头的带电显示装置有无显示带电； 拉开母线侧刀闸时观察刀口有无火花，以判断真空灭弧室是否良好。
针对新投产开关拒动次数较多的情况，公司规定在投运1年后对机构进行1次维护工作，重新测量开关的机械特性，包括分合闸线圈的动作电压值等，并尽可能利用停电机会每年维护1次。
3.2 户外真空断路器的检修
(1) 检修工作过渡到状态检修的模式对于配电开关长期以来采用的是周期检修的方法，但随着开关设备质量的不断提高，已经开始过渡到状态检修的模式。真空断路器的检修主要针对机构检修，灭弧室本体不能检修但应作试验鉴定。检修工作严格执行有关检修规程、规定和检修工艺导则，保证检修质量。检修维护应该遵循以下规定:
① 新设备投运1 年后，利用停电机会，应进行1次分合闸时间、速度、同期、弹跳、行程、超程、动作电压及机械连动部分的测试和维护工作；
② 运行中利用停电机会每年对机构进行1 次维护工作；
③ 运行中每5 年对机构进行1 次大修，不能以临修代替大修；
④ 通过测量试验和统计对真空灭弧的运行状态作出综合的判断，包括对灭弧室进行分、合闸状态耐压试验，以发现漏气、测量真空泡合闸接触电阻、结合行程和超程等参数判断触头的损坏情况；
⑤ 真空断路器机械操作次数和开断电流累计值达到规定时应进行大修。
（2) 极限开断电流值统计 真空断路器在达到极限开断电流值时，应更换真空泡。断路器的极限开断电流累计值可由厂家给定的额定开断电流及满容量开断次数计算得出: IΣ= n ×Ikn ( 1) 式中: n 为满容量开断次数；I kn 为额定短路开断电流。 具体统计极限开断电流累计值时，包括以下2 项。 ① 正常负荷电流开断: I′Σ = n1 ×In ，其中n1为正常电流开断次数；In为开关额定工作电流。 ② 短路开断: I″Σ= n2 ×Ik，其中n2为短路电流开断次数；Ik 为10kV母线最大开断电流( 由调度提供) 。 4 结束语： 现代电网建设中发挥着越来越重要的作用。但在实际生产运行中，仍存在一些不安全的因素，我们只有正视这些问题，思考、分析并从中找出相应的改进措施，才能更好保障电网的安全。
参考文献 [1] DL/ T 402- 1999，交流高压断路器订货技术条件[ S] .
[2] 贺家李、宋从距. 电力系统继电保护原理[ M] . 北京: 中国电力出版社, 2004:288- 291.
关键词：配电开关；检测；维护；10kV配网
中图分类号:TD61文献标识码：A
引言
近年来，随着我国经济的快速发展，各地均出现了供电短缺现象。为使有限的电量尽量满足用户的需求，需进行电网的合理调度，10kV配电开关的可靠性决定着调度的成败，故须对其进行分析。1 10kV户外配电开关类型及特点
1.1 户外弹簧操动机构真空断路器
国产真空断路器中，占主体的都是采用独立弹簧机构，其操作过程必须先拉长弹簧储能，通过弹簧储存的能量完成合闸、分闸操作。有些机构有单独的型号如CT23型由专业厂生产，由于此类机构是从早期产品不断更新和改进而来，其零部件已大为减少，结构比较简单、直观，可靠性及稳定性也得到了很大的提高，维护与使用都较容易。这类机构能很好的满足真空断路器的分、合闸操作的要求，可保证负荷电流、短路电流的开断性能。
1.2 户外永磁操动机构真空开关
结构上永磁机构有双线圈双稳态和单线圈单稳态等品种，前者是用永磁体使开关保持在合闸或分闸位置；后者在分合闸时对同一线圈通以极性相反的电流，合闸位置由永磁保持而分闸必须是电磁启动弹簧操作，分闸位置多数是由弹簧保持。2 种结构的电磁线圈都不需要长期带电，结构和性能既有相同之处，也各具有优劣。单线圈单稳态结构使用了1 个电磁线圈来控制分、合闸操作，从而简化了机械的整体结构，减小了机构体积，但在合闸位置不仅要克服触头弹簧压力，还要为分闸弹簧储能，所需保持力更大。新的磁路设计增大了合闸保持力，同时可减小对合闸时线圈电流的要求。
1.3 户外真空负荷开关
此类开关的基本结构大多与上述箱式真空开关的相同，但多数配用手动弹簧操动机构，没有开断短路电流的任务。典型的箱式结构产品如FZW28( VSP5) 型，采用SF6气体作为绝缘介质结合真空灭弧的方式，内置有隔离断口与真空灭弧室触头联动，全密封瓷套电缆浇注出线，长约2 m的绝缘电缆接头水平布置在两侧，可悬挂式安装。
1.4 户外SF6断路器 户外SF6断路器以国产LW3为代表，采用箱式结构，箱内充有额定压力为0.25MPa 或0.35MPa( 20 ℃下，表压) 的SF6气体作为绝缘和灭弧介质，采用旋弧式灭弧原理。根据需要可配装电流互感器，也可派生带外隔离开关的结构。作为户外柱上断路器使用时可采用单杆安装或双杆平台安装方式。典型产品额定电流为630A及1250A，额定短路开断电流为16kA。产品可配手动储能弹簧、电动储能弹簧或直流电磁操动机构，因而有多种操作方式。有企业派生为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等型号，Ⅰ型断路器为配手动储能弹簧操作机构，主要用于10kV分支线路； Ⅱ型断路器为配直流电磁操动机构； Ⅲ、Ⅳ型断路器配用弹簧操动机构，均可实现一次重合闸操作，主要用作中小型变电所10kV侧出口断路器或主开关，也适用于控制和保护单台10kV及以下高压电器设备。
1.5 户外SF6负荷开关
SF6负荷开关典型国产产品如FLW34型，采用不锈钢全封闭焊接结构，利用SF6气体良好的绝缘性能，同时通过旋弧或吹弧方式在SF6氣体中熄灭电弧，开断性能比较优良。产品设有SF6气体高、低压力保护装置，瓷套管采用电缆出线方式，采用过中弹簧操动机构，通过弹簧瞬间释放能量实现分、合闸操作，具有电动储能直接合、分或手动直接合、分操作功能。1. 6 户外空气式负荷开关
目前使用的户外空气式负荷开关都是产气式产品，其型号有FKW17、FKW18 等。FKW17 型产品本体由隔离开关和产气灭弧室组成，采用手动操动机构，分闸时使产气灭弧室触头先行开断灭弧，然后打开隔离开关。产气式负荷开关开断性能不如真空和SF6负荷开关稳定，灭弧性能与开断电流的大小有关，结构上要求灭弧触头和隔离刀闸的动作顺序严格配合，所以市场占有份额较少。
2 10kV户外配电开关的选用及检测 2.1 把好选型关 ( 1) 真空灭弧室的选择。真空灭弧室是真空断路器的最主要元件，按外壳材料有陶瓷和玻璃两类。 陶瓷真空灭弧室的制造采用一次封排工艺和先进的焊接技术，密封性能较好，机械强度高，爬距大，电寿命较长，开断容量大，产品质量稳定一致性好。因此，陶瓷真空灭弧室的缺陷率低，应作为首选。 ( 2) 操动机构选择。采用的弹簧操动机构应是少维护免维护产品，可允许少量简单的维护工作，维护周期应较长，有条件时可采用永磁操动机构。 2.2 做好调试和交接试验工作 认真做好10kV户外真空断路器调试及交接试验工作，及时发现各种异常情况，例如真空灭弧室可能的漏气、附属绝缘件击穿、机构( 含连杆、分合闸缓冲器等) 异常及机械特性( 弹跳、速度、同期等)不良等，必须对存在的缺陷进行处理后才能投入运行。 2.3 运行中进行定期检测 真空断路器本体常见的缺陷主要有真空灭弧室慢性漏气、绝缘件击穿等，在目前仍未有完善的在线监测手段的情况下，定期采用耐压试验是检测这些缺陷的主要手段。
3 10kV户外配电开关的维护及检修
3.1 加强运行巡视及维护
在操作中须注意观察有无异常现象，例如在分闸操作中开关断开后检查电缆头的带电显示装置有无显示带电； 拉开母线侧刀闸时观察刀口有无火花，以判断真空灭弧室是否良好。
针对新投产开关拒动次数较多的情况，公司规定在投运1年后对机构进行1次维护工作，重新测量开关的机械特性，包括分合闸线圈的动作电压值等，并尽可能利用停电机会每年维护1次。
3.2 户外真空断路器的检修
(1) 检修工作过渡到状态检修的模式对于配电开关长期以来采用的是周期检修的方法，但随着开关设备质量的不断提高，已经开始过渡到状态检修的模式。真空断路器的检修主要针对机构检修，灭弧室本体不能检修但应作试验鉴定。检修工作严格执行有关检修规程、规定和检修工艺导则，保证检修质量。检修维护应该遵循以下规定:
① 新设备投运1 年后，利用停电机会，应进行1次分合闸时间、速度、同期、弹跳、行程、超程、动作电压及机械连动部分的测试和维护工作；
② 运行中利用停电机会每年对机构进行1 次维护工作；
③ 运行中每5 年对机构进行1 次大修，不能以临修代替大修；
④ 通过测量试验和统计对真空灭弧的运行状态作出综合的判断，包括对灭弧室进行分、合闸状态耐压试验，以发现漏气、测量真空泡合闸接触电阻、结合行程和超程等参数判断触头的损坏情况；
⑤ 真空断路器机械操作次数和开断电流累计值达到规定时应进行大修。
（2) 极限开断电流值统计 真空断路器在达到极限开断电流值时，应更换真空泡。断路器的极限开断电流累计值可由厂家给定的额定开断电流及满容量开断次数计算得出: IΣ= n ×Ikn ( 1) 式中: n 为满容量开断次数；I kn 为额定短路开断电流。 具体统计极限开断电流累计值时，包括以下2 项。 ① 正常负荷电流开断: I′Σ = n1 ×In ，其中n1为正常电流开断次数；In为开关额定工作电流。 ② 短路开断: I″Σ= n2 ×Ik，其中n2为短路电流开断次数；Ik 为10kV母线最大开断电流( 由调度提供) 。 4 结束语： 现代电网建设中发挥着越来越重要的作用。但在实际生产运行中，仍存在一些不安全的因素，我们只有正视这些问题，思考、分析并从中找出相应的改进措施，才能更好保障电网的安全。
参考文献 [1] DL/ T 402- 1999，交流高压断路器订货技术条件[ S] .
[2] 贺家李、宋从距. 电力系统继电保护原理[ M] . 北京: 中国电力出版社, 2004:288- 291.