摘要：该篇文章从智能断路器的概述出发，对10kV线路智能断路器的安装、选型和故障判断进行了分析。
关键词：断路器；智能；10kv配电网；运用
前言
随着配电网自动化建设步伐的加快和对供电可靠性要求的日益提高，塔上智能断路器在10kv线路中得到了广泛的应用。然而,由于目前有许多智能断路器制造商,设备类型、性能和参数,及其内外部的结构都有很大的差异。所以,在实际使用的过程中,故障信息等问题也是十分常见的。
一、智能断路器的概述
智能断路器的机构在断路器的前部，机构为自由脱扣装置的五杆机构。在智能断路器的使用中，机构通常位于预存区，当断路器接到合闸指令时，断路器可以瞬间合闸完成。从工作原理上讲，智能断路器是由新型传感器、计算机和微电子技术构成的新型断路器系统。数字控制与新型传感器相结合，可独立采集运行数据，充分检测设备存在的故障和缺陷。当缺陷即将变成故障时，会发出报警信号，让操作人员及时制定并实施措施，防止事故的再次发生。智能断路器将机械储能转化为电容储能，将机械传动转化为直接驱动。它具有很高的系统可靠性，真正实现了电子操作，有效地解决了传统断路器存在的各种问题。
二、影响10KV 配电网安全运行的主要因素
1. 配电网络结构
⑴变电所分布不合理，某些线路过长，且缺少必要的分支。这样不但造成了线路损耗增大、线路末端电压降低，影响供电电压质量，当线路出现故障，可能就会造成大面积停电。
⑵同杆架设及交叉跨越多，而且高低压同杆架设，一回线路检修或处理故障势必造成多回线路停电。
⑶很多线路还没能形成两个电源“手拉手”的环网结构，当电源失电后，不能将负荷转移到其他线路。
⑷虽然已经形成了两个电源“手拉手”的环网结构，但仍然不能满足N-1运行方式。即一个电源失电后，另一个电源不能带起全部负荷。
⑸线路存在着卡脖子的线段。随着负荷的不断发展，配电网的不断延伸，线路没有及时调整导线线径，特别是有些线路的首端线径小,造成有电供不出甚至线路引线烧断现象。
2. 10kV 配电网的闪络
在运行过程中，设备绝缘长期承受工作电压。当绝缘表面积受到污染时，只要表面的污垢达到一定的含盐量，就容易在遇到潮湿时发生闪络。同时，它也使绝缘冲击性能大大降低，在雷电和内部过电压的影响下，很容易引起闪络。它有时发生在一个阶段，也可能发生在多个阶段，也可能同时发生在多个地方。当其发生时，容易引起单相接地，从而，使其他两相的电压升高，即是稳态时的3倍，瞬态时的2.5倍。
3. 配电网过电压
（1）雷电过电压
由于网络结构的原因，配电网发生雷击的概率较高，且配电网的抗雷击水平较低，防雷措施不完善，因此在配电网中雷击事故更为突出。在多雷区，配电网雷击跳闸率高，配电变压器、断路器等设备受到雷击事故的破坏。
（2）铁磁谐振过电压
配电网属于中性非有效接地系统。例如，在系统中，电磁电压互感器的励磁电抗和网络对地电容电抗均满足谐振条件，电压互感器的一次绕组直接接地，铁磁谐振常被激发。由于各参数的协调不同，谐振可分为基频、分频和高次谐波谐振。由基波谐振和分频谐振产生的大电流会使电流互感器熔断器熔断器和变压器烧断。高频谐振产生的高电压会引起相间短路和绝缘击穿，形成大范围的事故。
（3）弧光接地过电压
配电网发生单相接地时，接地电流小，电弧容易熄灭，不再重燃。当接地电流较大时，电弧燃烧稳定，一般会形成间歇电弧。间歇性弧光会产生弧光接地过电压，持续时间长，遍布整个电网。过电压的幅值可达相电压的3.5倍，对配电网中电气设备的绝缘造成很大的威胁。
三、提高10kV配电网安全运行的技术措施
1. 缩小配网的故障停电范围，使用联络开关
目前，柱式SF6开关品种主要有柱式断路器、自动重合闸、自动断路器和重合断路器。这些开关具有结构简单、性能优越、使用寿命长、维修周期长、安装方便、安装成本低等优点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该柱式SF6断路器可单独安装在支路或干线的中、后段，具有自动切断故障电流的功能。自动重合闸装置除具有断路功能外，还具有多次重合闸功能。它是一种具有控制和保护功能的智能开关，同时，它具有与自动断路器配合工作的功能。自动断路器是一种智能开关，它能记住故障电流的数目，并根据设定的数目实现开关块。与符合装置配套使用，可最大限度地缩小停电范围，自动将电源恢复到非故障段。
2.安装智能断路器
根据对日常故障的统计分析和判断，将智能断路器安装在故障率较高的区段或区域。安装高度根据厂家说明书要求，结合实际地理位置及操作要求确定。智能断路器安装过程中,您必须配置线电压互感器(一些制造商工厂有匹配),电压互感器保护装置的作用是提供220 V电源和测量100 V电压,所以，在安装过程中必须连接电源,一般需要两相电压(电压),与此同时,第二行访问保护装置。在安装多个机组时，应相互配合，进行分级管理。如有可能，可在线路各支路的第一端安装一套，控制各支路的故障，进一步缩小停电范围。
3. 智能断路器的维护及保养策略
3.1 保护测控装置
每个智能断路器都配有保护装置，实现保护、测量和控制功能。保护装置箱一般与断路器安装在同一根杆子上，由工厂接线连接。全封闭防护齿轮箱,保护装置可实现流三个部分,重合闸,过载保护,如：测量可以收集电流、电压、有功、无功功率,等等,还包括一些故障报警信息,如操作面板可以查看通过液晶显示器和输入数据,运行操作面板灯,警示灯,配备各种操作按钮时,断路器的控制系统。
3.2 电流互感器的选择
智能断路器出厂时一般配有三相电流互感器。电流比设计为单、双、三变压器。一般三变流量比比较灵活，常用有100(200,300)/ 5200(400,600)/5等，可以满足大多数线路的需要。变频器比例可根据工作负载选择。改变流量比的方法很简单，根据指令改变第二行就可以实现，抽头一般设计在断路器的一侧。换流比改变后，可以有条件地进行传动试验，经确认无误后即可投入使用。
3.3 定值录入
智能断路器的定值是非常关键的，定值的合理性直接关系到断路器能否准确地切断故障点，保证无故障整定。因此，智能断路器一般不进行重合闸，如果有一个快速断路器动作，两个断路器同时动作，变电站保护总重合成功率非常高。为了更有利的配合，变电站的整体保护可以改为瞬时断速、限速断速、定时限过流，这更有利于下级保护的配合。
3.4 定值计算
合理、科学的设定值决定了智能断路器能否有效地切断故障点，从而保证无故障设备的平稳运行。同时，应加强计算定制和有效合作之间的出口断路器，不能有跳闸的情况。目前，大多数10kV出线属于终端线路，而对于终端线路，固定时间内的过流和瞬时断速是其保护定值。其中,应采取短路电流为基础计算的瞬时速度打破,旅行时间限制是0秒,应采取固定期限的过电流为基础计算的最大负载电流,和旅行时间限制为0.3 s。加强与出口保护的合作与协调，保护期限和保护价值应低于保护总量。
3.5 故障后的分析判断
故障动作后，先看什么是智能断路器保护动作。通过事件记录、事件查询菜单来查看故障是相间故障还是过流故障，以及动作消息中的动作时间、电流、类型等。根据这一信息，它可以判断短路是短还是长距离。它可以帮助确定故障点，快速准确地找到故障点，并在短时间内消除故障，恢复供电。
3.6 日常检查维护
智能断路器应定期检查平时工作状态,检查小空气断路器的电源关闭或点,电源指示灯点亮,液晶屏老化,数据显示是正常的,灯光,运行灯显示是正常的,断路器弹簧储能机理没有能量储存或能量储存不到位,断路器分指示位置正确与否,等等。这些日常的检查和维护可以保证智能断路器能够可靠、快速、准确地排除故障时出现的故障，保证设备的安全无故障运行，起到智能断路器的作用。
四、结束语
因此，研究智能断路器在10kV线路中应用的主要策略具有重要的意义。相关人员应该全面了解智能断路器的现状,通过电流互感器和保护设备,维修检查和判断分析,智能断路器安装、定制入口和定值计算,以便智能断路器得到更好的10 kv线路的应用程序,促进电力行业的长期稳定发展。
参考文献：
[1] 董晋阳. 智能断路器的基本概念与功能特点[J]. 农村电气化，2019，37（01）：26-28.
[2] 刘黎，俞兴伟，乔敏.直流断路器及阻尼快速恢复系统在舟山多端柔性直流输电工程中的应用[J].浙江电力，2018，37（09）：8-13.
[3] 黄新波，陶晨，刘斌. 智能断路器机械特性在线监测技术和状态评估[J].高压电器，2015.（03）39-42.
论文作者:周忠,何江
论文发表刊物:《电力设备》2019年第24期
论文发表时间:2020/5/6