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摘要：在架空线路上安装具有自动化功能的智能开关，发生故障时智能开关能自动隔离故障区域，缩短故障查找的时间，迅速恢复非故障区域的正常供电。同时，能显著降低出线开关的跳闸次数，提高重合闸成功率，是提升配电网架空线路运行水平的有效手段。
关键字：配网自动化；智能开关
1.配网自动化中智能开关的选择
故障自动诊断、故障区域自动隔离及非故障区域自动恢复送电是配网自动化的主要功能，在选择开关时，也要以实现其功能为目标，根据不同控制方式合理选择，目前，在配网自动化系统中，常选择3种开关，即隔离开关、负荷开关、断路器。
1.1隔离开关
隔离开关在高压开关中的应用最多，可以在电路内起到隔离的效果，工作原理和结构比较简单，应用较多，因此对于隔离开关的可靠性就有高要求，在配网自动化的系统内，隔离开关要将无负荷电离的电路进行断开，这样能保证设备和电源有明显的断开点，以此来确保工作人员的人身安全，但是这类的开关没有灭弧的装置，这样就没有办法对负荷电流、短路的电流进行及时的断开，因此，只有断开电路之后才能进行这类开关的操作。
1.2负荷开关
负荷开关有两种，分别是产气式负荷开关和真空负荷开关，如果按照结构划分，分为箱式和敞开式，箱式是SF6的气体绝缘，在SF6气体箱内把灭弧室、操作机构和隔离刀闸进行填充，这样具有很好的密封性和耐腐蚀性，通常情况下，外界的一些变化因素不会对操作机构有影响，这样不容易腐蚀和生锈；敞开式是把整体的开关布公司和隔离刀闸相同，在分合闸的时候需要把灭弧的装置及时的串入其中，这样就存在两类的灭弧室，分别是产气式和真空类。目前应用做多的是真空类，但是相对比较箱式，这样的负荷开关会受到外界环境的一些影响，因为这种开关长期的在户外，一旦防腐蚀防生锈处理不妥当，就很容易造成锈蚀的情况。
1.3柱上断路器
柱上断路器是配电网上的一次设备运行在配电架上的空线上，断路器和控制器的组合是重合器，负荷开关和控制器组成智能器，基于此，对柱上一次设备要加以重视。我国的柱上设备的开关类型大多以断路器为主，一部分的负荷开关被断路器取代，因此，要做好各类断路器的研究工作，要对柱上断路器的分断能力进行加强，这可以选择真空开关管灭弧装置，在通过SF6气体的处理和绝缘并减少体积。
2.配网自动化中智能开关的应用特点
柱上智能断路器或柱上智能负荷开关将线路分成若干区段，实现对线路的智能监测、控制，以实现二遥为核心，应用线路设备保护与变电站保护进行有效的配合。主要特点如下：
2.1减少变电站出线开关跳闸
线路出线开关跳闸将影响整条线路的全部供电区域，停电影响范围最大。线路发生故障时，通过增设智能断路器的方法，利用线路设备保护尽可能在出线开关跳闸之前有效隔离故障区域，减少出线开关动作。
2.2提高变电站出线开关重合闸成功率
配合二次重合闸，线路出线开关跳闸后应依靠智能开关自动切除永久性故障区域，最终重合闸成功，快速恢复非故障区域供电，提高重合闸成功率，减少重合闸不成功的跳闸次数。
2.3减少靠近电源侧的开关动作次数
靠近电源侧越近的开关，其跳闸引起的停电范围也越大，利用智能抗应尽量使靠近电源侧的开关少动作。
2.4控制单元灵活采用多种通信方式，可上传开关状态信号
线路智能开关控制器(FTU)应根据需求灵活配置多种通信模块，开关动作后控制器(FTu)可采用无线、载波、光纤等多种通信方式将告警信号上传至后台，缩短运行人员的故障查找时间。
架空线路覆盖范围广阔，前期建设可使用无线通信方式。
3.实例应用分析
3.1案例一
某山区配电线路多分布于山中，配电线路较长，周边环境复杂，在大风、雷击和冰灾等多重影响下，配网故障频繁。为此，供电公司在配网上开始使用智能开关设备。同时，因配电开关分布范围庄运行环境差异较大，为此采用无线公用网通信技术加以管理。
3.1.1智能开关使用情况
供电公司针对配网自动化中的智能开关应用进行了试点。依据往年线路故障的发生情况，引入了智能开关，将其安装在故障跳闸次数位列前三的位置上。智能开关具采用SF6绝缘，体型较小，质量轻，安装便捷，且在发生故障时可以自动隔离。智能开关通过和控制器的配合实现了对配网短路保护、过流保护和重合闸等多种功能。该设备的具体应用如下。
第一，可自动切除接地故障。当支线出现接地故障，智能开关会自行调控，变电站及线路上的其他分支用户正常合闸，不影响供电。为智能开关功能原理。会对相位角进行检测，对故障的发生位置进行判断，经判断故障为永久接地故障类型后，会自动分闸，控制故障，与其他线路相隔离。第二，自动切除相间短路故障。当支线发生了相间短路故障，支线上的智能开关会自动分闸，变电站和线路上的其他分支仍然正常运行。
3.1.2应用效果
实践表明智能型开关的应用对于配电自动化运行与管理具有积极影响。经供电公司统计，表现在智能型开关的应用加快了故障的处理与分析效率，在发生故障时及时控制故障范围。在2018年10月，因地区经雨雪冰冻严重，引发了严重的开关跳闸问题，经统计分析共发生7次，其中5次为智能型开关跳闸。若线路上未安装智能开关，则这5次跳闸应发生在变电所。为此，故障的搜索范围扩展，排除难度提升。2017年7月，智能开关动作30次，夏季多雨，发生多次雷击，但是均未对电网运行造成较大影响。
3.2案例二
3.2.1用户分界智能开关的应用
某供电目前有10kV架空线路301条，长1879.7km，线路的供电半径大、线路运行环境复杂。时常由于某段支线或某个用户出现单相接地和相间短路故障，引发部分主干线或整条支线用户停电。在安装分界智能开关前，会导致停电范围大、运行人员查线工作强度高、故障定位和供电恢复时间过长等状况，影响供电的可靠性、经济性以及公司声誉。
为有效解决以上问题，先后在配电架空线路安装了100多套用户分界智能开关，通过用户自动化配电监控管理系统，实现了对这部分高压用户的实时监控。
3.2.2实际运行情况分析
自用户分界智能开关安装投运以来，成功处理故障并发现用户违规用电多起，有效挽回了经济损失。2019年配网自动化主站收到某用户分界负荷开关“电流I段动作、开关分闸”等信息。通知运行人员对该用户进行巡查，发现该用户分界智能开关“分闸”且告警灯烁，随后查出该用户在施工过程中工程机械将电缆刨坏导致单相接地故障发生。用户分界智能开关的正确动作，成功切除故障点，保证了配电网的稳定运行和线路上其它用户的正常供电。
4.结束语
智能开关的应用是自动化领域的一次探索和研究，符合智能配电网的发展趋势，促进了配网自动化技术水平的提高，提供了从一次用户设备、二次设备到管理系统全面解决的方案，为今后将进一步完善、推广和应用用户分界开关打下了坚实基础。
参考文献
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