看门狗分界断路器ZW8F柱上开关

看门狗柱上分界开关断路器ZW8F
配网看门狗分界断路器在10 kV馈电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，从而提高用户的供电可靠性。

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。10 kV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。

1.     10 kV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10 kV馈电出线的安全供电十分重要。但是，10 kV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区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。

1.1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接多条支线或多台变压器呈放射状；有的线路短到几十米，有的线路长达几十千米；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用户、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。

1.2线路保护配置相对简单

变电站10 kV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段零序保护。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。

1.3不同的10 kV接地方式

对于消弧线圈接地系统，10 kV配电线路发生线路单相接地故障时不掉闸，只发接地信号。对于小电阻接地系统，10 kV配电线路配置零序保护，单相接地故障时掉闸。

1.4 10 kV馈线架空线路故障率高、可靠性差,10 kV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。

2.分界断路器的性能和主要作用

2.1性能及结构

一般分界断路器由开关本体及测控单元两大部分构成见，结构示意图1。

                               图1　分界断路器示意图

我公司的分界断路器其主要功能：运行中自动隔离用户侧相间短路故障、自动切除用户侧接地故障，并可用于操作断开故障电流.

分界断路器带有一套内置电压互感器、一套内置电流互感器；有CPU内部处理器和通讯模块；故障跳闸时带有电压判断和故障记忆；具备跳闸闭锁功能。

分界断路器适用于10 kV中性点不接地、经消弧线圈接地或经低电阻接地系统的10 kV架空配电线路与用户（含临时用户）的分界。

2.2主要作用

2.2.1自动切除单相接地故障

当用户支线发生单相接地故障时，分界开关自动分闸，甩掉故障支线，保证变电站及馈线上的其它分支用户安全运行。

2.2.2自动断开相间短路故障

当用户支线发生相间短路故障时，分界断路器控制器保护跳闸后，立即分闸甩掉故障线路。故障线路被隔离，使馈线上的其它分支用户迅速恢复供电。

2.2.3快速定位故障点

用户支线故障造成分界开关动作后，仅责任用户停电，并可主动上报故障信息，使电力公司能迅速明确事故点，及时进行现场处理，使故障线路尽早恢复供电。

2.2.4监控用户负荷

分界断路器可将检测数据传送电力管理中心，实现对远方负荷的实时监控。

2.3分界断路器的故障处理方式

分界断路器的故障处理方式见表2。 

                  表2　分界断路器的故障处理方式 

3分界断路器的定值与变电站出线保护定值配合问题

3.1对于中性点不接地或经消弧线圈接地系统

相间短路动作电流定值：动作时限应与变电站出线保护重合闸动作时间相配合，用户侧产生瞬时故障保护后的自动、快速断开重合恢复供电。由于北京地区10 kV馈线保护重合闸一般整定为1 s，可选择0.3～0.5 s。

单相接地动作电流定值：零序电流动作定值，根据架空线路截面和长度确定，应考虑躲过线路对地电容电流。由于在中性点不接地或经消弧线圈接地系统中，发生单相接地故障，变电站出线保护不跳闸，只发出接地信号，允许短时间接地运行。为了便于判断故障，此时分界断路器的动作时限，应考虑躲过瞬间接地时限，并在变电站发出接地信号之后再动作跳闸，可选择6～8 s。

3.2对于中性点经小电阻接地系统

相间短路动作电流定值：同上。

单相接地动作电流定值：中性点经小电阻接地系中，由于变电站10 kV架空出线一般配置两段零序保护，一段120A、时限为0.2 s；二段20A、时限为1 s。因此，此时分界断路器的零序电流动作定值和动作时限，应与变电站零序保护相配合，选择0 s。

4分界断路器在运行维护中应注意的问题

应定期检查分界断路器本体及控制器外观是否完好；分界断路器指示状态是否正确，运行状态下是否储能；瓷瓶有无裂纹、损伤；分界断路器引线间距是否符合规程要求；各部位连接是否紧固、有无过热现象；避雷器是否完好；接地装置是否完好、有无锈蚀；控制器指示灯有无闪烁告警。

检查分界断路器是否轮换或接地电阻摇测是否超期，安装有分界断路器的用户内部设备相间有无故障，变电站馈线断路器跳闸重合成功后，应及时组织查找线路故障点，发现分界断路器分闸时，应及时向用电管理部门通报（分界断路器动作后，控制器的故障指示灯持续闪烁48 h）。

应定期安排对分界断路器清扫检查，检查周期与线路登杆清扫检查周期相同。原则上分界断路器运行超过10年应安排轮换检修。

5安装分界断路器应注意的问题

分界断路器装置只能装于分支线路或末端线路上，不得串连使用，见图2。

                                   图2　分界断路器安装示意图

分界断路器作为电力公司与用户分界第一断路器，其一般安装在10 kV架空配电线路支线第一棵杆上，负荷侧接用户。

当用户进户线为架空线路，则分界断路器的负荷侧以悬式绝缘子悬挂架空绝缘线引入，用户第一基电杆电源侧绝缘线安装挂接地线环，保留单极隔离开关。

当用户进户线为电缆线路，则从分界断路器的负荷侧以悬式绝缘子悬挂架空绝缘线引至用户第一基电杆，直接联接电缆。用户第一基电杆电源侧绝缘线安装挂接地线环，不再安装跌落式熔断器，保留单极隔离开关。

分界断路器本体安装时，安装前有关部门应组织进行绝缘电阻测定、工频耐压的检测及试验；绝缘电阻测定标准：使用2500 V兆欧表摇测绝缘电阻，分界断路器，相对地及断口间≥1000　MΩ。工频耐压试验标准：分界断路器，相对地及断口间：42 kV  1min。分界断路器分合闸操作面及指示面应朝向外侧。                        

分界断路器控制器的安装：控制器的对地安装高度应不小于2.5 m，将开关控制电缆（随控制器附件）的控制器端插头插入控制器面板插孔，另一端插入分界断路器底座专用插孔，插头应旋紧。控制电缆缆身端头处、转弯处及直线段每隔1m应采用2.5 mm2单股铜芯绝缘线固定，拧小辫5圈。缆身应横平竖直，不应扭斜。

6结束语

分界断路器在10 kV架空线路上的应用，大大减少了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，从而提高所带用户的供电可靠性。

分界断路器较好地解决了变电站10 kV出线发生相间短路，以及单相接地故障时快速定位查找故障点的要求。

技术特点:    ZW8F-12型户外交流高压分界真空断路器是一款用户分界开关.
主要由ZW8F-12型真空断路器本体,故障检测控制器及内置电压互感器三大部分组成
三者通过航空插座及户外密封控制电缆进行电气连接，具有故障检测功能,保护控制功能及通讯功能
能可靠判断,检测界内与界外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
本体开关是真空方式灭弧,整体密封性能优良,不受外界环境影响,

二、本产品主要符合以下国家标准：

开关部分： GB1984 《高压交流断路器》

GB/T11022-1999《高压开关设备控制和设备标准的共同技术条件》

控制终端部分： GB/T726-2000 《继电器及装置基本试验方法》

GB/T17626-1998《电磁兼容试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群搞扰度试验》

三、使用环境条件
1、 周围空气温度：-40℃~+40℃；日温差：日温变化不大于25℃； 根据SF6气体物质性质，当环境温度在-40℃时，如箱体内部气压为0.05Mpa，此时SF6仍为气态，保证产品正常工作。(当环境温度-40℃，表压为0.05Mpa时，SF6液化点为-55℃；零表压，SF6液化点不会超过-60℃)。
2、 风速不大于35m/s；
3、 无易燃、爆炸危险、强烈化学腐蚀物(如各种酸、碱或浓烟等)和剧烈振动的场所。
4、 海拔：≤1000m；
5、 覆盖厚度：10mm；
6、 空气污秽程度：IV级；
7、 地震烈度：≤7度；
8、 电网中性点接地方式：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经低电阻接地。

四、主要技术参数
4.1断路器的额定参数见表1

注：当产品使用场地的海拔超过1000m时，绝缘耐压应按GB/T11022-1999进行相应的修正。

当内置PT时,禁止做极间绝缘耐压测试。

4.2 断路器装配调整参数见表2

4.3操作机构主要技术参数
4.3.1 、储能电机：采用交流或直流串激电动机，其技术数据如表3

型号YJ220-5301BS      额定电压（AC或DC 220V）     正常工作范围（85%~120%额定工作电压）       

 额定功率（450W）         额定电压下储能时间（≤5s） 
                                                             

4.3.2、手动储能操作力：采用机构所配储能手柄时最大操作力小于245N。
4.3.3 、合闸电磁铁：采用螺管式电磁铁，其线圈技术数据如表4。

额定电压(交流220V)  额定电流(≤5A)    额定功率(1100W)   20℃时线圈电阻(14.7Ω)          

正常工作电压范围(65%~110%额定工作电压) 
                                                                                            4.3.4 分闸电磁铁线圈技术参数，其线圈技术数据如表5。

额定电压(直流220V)  额定电流(0.56A)    额定功率(123W)   20℃时线圈电阻(430Ω)          

正常工作电压范围(65%~120%额定工作电压正常工作,30%额定电流以下连续三次不分闸) 
4.4控制器技术参数见表6

 五、断路器本体的基本结构
5.1断路器本体结构见图1

断路器本体结构为三相共箱式， 由导电回路、零序互感器、绝缘系统、密封系统、操动机构、电压互感器及壳体组成。 导电回路由进出线导电杆套管、软连结、导电夹、真空灭弧室以及出线导电杆套管连接而成。

本产品采用空气绝缘方式。进出线绝缘套管采用硅橡胶材料浇注，内部采用复合绝缘结构，具有抗凝露、抗污秽、耐恶劣条件气候等特点，绝缘可靠。

5.2电流互感器 **

  开关内置组合互感器(一只零序互感器和两只电流互感器浇注一起)。零序变比为20/1,额定负载0.5Ω,一次电流0.2~6A区段保持线性关系，一次电流为400A时,二次输出电流有效值不小于5A;两只电流互感器,

变比为200 400 600/5 .可根据用户要求选配。

5.3、作为操作电源的电压互感器
用户可以直接外引交流220V电源，也可以在开关的电源侧内置10/0.22操作电源变压器或电压互感器为开关提供操作电源,方便安装,容量500VA，重量45kg。

爬电距离580mm

5.4操动机构 本产品操动机构为电动储能，电动分合，同时具有手动储能，手动分合，整个结构合闸弹簧、储能系统、分合闸线圈、手动分合闸系统、辅助开关及储能指示等部件组成（如图2）

1、辅助开关    2、拐臂   3、连杆 4、主轴  5、夹板   6、棘轮   7、棘爪 8、连扳 9、行程开关

10、储能拐臂 11、储能手柄 12、滚子 13、储能电机 14、保持棘爪 15、储能轴套    16、定位件

17、轮子      18、连锁装置 19、合闸电磁铁         20、分闸顶杆 21、脱扣轴 22、手动合闸拉环

23、手动分闸拉环 24、分闸电磁铁 25、合闸弹簧     26、过渡线圈 27、半轴    28、脱扣弯板

29、调节螺钉 30、调节螺钉 31、摇臂   32、传动轴 33、连扳

六、断路器本体的工作原理

6.1灭弧原理

当动、静触头在操动机构作用下带电分闸时，在触头间将会发生真空电弧,同时由于触头的特殊结构，在触头的间隙中会产生一定的纵向磁场，促使真空电弧保持为扩散型，并使电弧均匀的分布在触头表面，维持较低的电弧电压，在电流自然过零时，残留的离子、电子和金属蒸汽在微妙数量级的时间内，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，从而使电弧熄灭，因此具有强而稳定的开断短路电流能力。

6.2储能

6.2.1电动储能原理

如图2所示机构分闸末储能状态。当储能电动机13接通电源时，电机带动偏心轮转动,通过紧靠在偏心轮上的滚子12带动拐臂10及连板8摆动，从而推动储能棘爪7左右摆动，使棘轮6转动。棘轮与储能轴套15是分离的，因此在储能开始时电机只带动棘轮作空转。当棘轮上的销与储能轴套的板靠住以后，转动的棘轮6就带动储能轴套15一起运动，从而使挂在储能轴套15上的合闸弹簧26拉长。当合闸弹簧26过中后，储能轴套15由定位件16固定住，使合闸弹簧26维持储能状态，直致储能动作完毕。在合闸弹簧26拉伸到位时，储能轴套15上的拐臂2推动行程开关9切断储能电机电源，同时储能棘爪7被抬起，使储能棘爪7与棘轮6可靠分离。这样即使电机继续转动也不会使储能棘爪将棘轮顶坏。这时机构暂时处于合闸储能状态。

6.2.2合闸状态储能原理

机构完成合闸动作，合闸弹簧释放能量而缩短。检测合闸弹簧状态的行程开关9接点闭合，使储能电机启动进行储能，储能过程同上，直至储能完毕，使机构处于合闸已储能状态。

6.2.3手动储能原理

手动储能在装配、调试过程中，为了看清储能过程的慢动作，或在没有电源等原因而不能电动储能时，可进行手动储能。手动储能是通过拉动储能手柄11，带动储能拐臂10及连板8摆动，使储能棘爪推动棘轮运动，从而实现机构储能。由于采用了特殊结构，电机转动时，储能手柄静止不动。手动储能与电动储能互不影响。

说明:当储能完毕，电机停止转动，电机所带动偏心轮与滚子不一定停在最低位置，它的位置是随机的。这样就使得下一次手动储能时，操作手柄的动作次数不一样。当偏心轮与滚子处在最低位置时，只需操作手柄12次，若偏心轮与滚子处在最高位置时，则需操作手柄38次。而电动储能，只是电机多或少转几圈，感觉不到多大差别。

6.3合闸
6.3.1电动合闸：

断路器处于分闸已储能状态，机构接到合闸信号以后，合闸电磁铁19的动铁心被吸向下运动，拉动定位件向反时针方向转动，解除储能状态，合闸弹簧带动储能轴套逆时针方向转动。储能轴套上的凸轮压迫传动轴套33，使传动轴套顺时针方向转动，带动连板34及摇臂32运动，使摇臂32扣住半轴28，机构完成合闸操作。摇臂与半轴的扣接及扣接量如图4。当机构处于合闸状态时，联锁装置18锁住定位件，使定位件不能向逆时针方向转动，达到机构联锁目的，保证机构处于合闸位置时不能再作合闸动作。合闸后机构将自动电动储能，最终使机构处于合闸已储能状态。

6.3.2重合闸操作

机构处在合闸已储能状态，断路器跳闸后，接到重合闸信号，机构就进行一次重合闸动作。重合闸的过程，

同电动合闸。重合闸后，机构也电动储能，最终使机构处于合闸已储能状态。

6.3.3手动合闸

当拉动手动合闸系统23拉环时，定位件向逆时针方向转动，机构解除储能维持状态，弹簧释放储存的能量，完成合闸动作。

6.4分闸

6.4.1电动分闸

断路器合闸后，一旦分闸电磁铁接到信号，动铁芯吸合，脱扣器22中的顶杆顶起，使脱扣器22转动，带动合闸顶杆21向上运动，顶动脱扣弯板29带动半轴28向反时针方向转动。当半轴转到一定的位置时，半轴与摇臂解扣，在分闸弹簧的作用下，断路器完成分闸操作。开关保护动作跳闸类似电动分闸。

6.4.2手动分闸

当用手拉动手动分闸系统24中的拉环时，脱扣弯板29带动半轴28向逆时针方向转动，半轴28与摇臂32解扣，产生与电动分闸相同的效果，使断路器分闸。