高壓溝通隔離開關(guān)和接地開關(guān)選用的假設(shè)干問題(一)前言國家電網(wǎng)公司對輸變電設(shè)備選購和招投標(biāo)體制，進(jìn)展了集約化治理和2023363kV1550kV及以上設(shè)備的選購和招投標(biāo)集中到公司總部，2023252kV設(shè)備也集中北京招投公司還編制和公布了《110～500kV為了更好地在招投標(biāo)中正確貫徹實(shí)施典型標(biāo)準(zhǔn)，合理地確定設(shè)備的相關(guān)技術(shù)參數(shù)和要求，本文談?wù)劯邏簻贤ǜ綦x開關(guān)和接地開關(guān)選用中的幾個(gè)問題，供電力工程設(shè)計(jì)及設(shè)備選用部門相關(guān)專業(yè)人員參考。關(guān)于隔離開關(guān)開合母線轉(zhuǎn)換電流隔離開關(guān)開合母線轉(zhuǎn)換電流的典型操作隔離開關(guān)開合母線轉(zhuǎn)換電流(俗稱環(huán)流)斷開或閉合由同一電壓等級設(shè)備和母線在變電所內(nèi)部所構(gòu)成的電氣閉環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移負(fù)荷電流的操作。目前國內(nèi)變電站接線方式中，承受較多的有單母線接線(單母線分段、單母線帶旁路)、雙母線接線(雙母線分段、雙母線帶旁路)、一倍半斷路器接線及橋形、角形接線等。其中，雙母線倒母線操作是開合母線轉(zhuǎn)換電流最典型和常見的工況。此外，作為特例，單母及雙母接線退形，角形接線解環(huán)操作中，為了避開用隔離開關(guān)開斷很長的空母線上很大的電容電流而承受相反的操作程序：先斷開隔離開關(guān)，再斷開斷路器以退出空載母線。這時(shí)隔離開關(guān)也會遇到開合母線轉(zhuǎn)換電流的問題。信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參數(shù)GB1985－2023《高壓溝通隔離開關(guān)和接地開關(guān)》中，以B給出了隔離開關(guān)開合母線轉(zhuǎn)換電流的要求和試驗(yàn)方法。80％額定電流，最1600A1中選??；試驗(yàn)次數(shù)為100按額定短時(shí)耐受電流而不是按額定電流來選用隔離開關(guān)的，因此長期通過隔離開關(guān)的最大電流比其額定電流小得多，所以其母線轉(zhuǎn)換電流1600A。1986年中國電力科學(xué)爭論院高壓開關(guān)爭論所為了提出我國隔離開關(guān)開合母線轉(zhuǎn)換電流的技術(shù)條件，曾經(jīng)用計(jì)算機(jī)計(jì)10～500kV幾個(gè)電網(wǎng)典型接線的母線轉(zhuǎn)換電流，結(jié)果1600A的規(guī)定。由于隔離開關(guān)的觸頭運(yùn)動速度較慢，在開合母線轉(zhuǎn)換電流時(shí)產(chǎn)生電弧的燃弧時(shí)間較長，使觸頭易于燒損。為了到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)要求的開合力量，制造廠需在隔離開關(guān)上增設(shè)引弧觸頭，使隔離開關(guān)的觸頭構(gòu)造較為簡單。因此有必要將隔離開關(guān)分為兩種：具備開合母線轉(zhuǎn)換電流力量的和不具備開合母線轉(zhuǎn)換電流力量的。設(shè)計(jì)和使用部門在選用隔離開關(guān)時(shí)應(yīng)區(qū)分對待。雙母線中的母線隔離開關(guān)需要開合母線轉(zhuǎn)換電流在變電站實(shí)際運(yùn)行中，正常狀況下只有雙母線接線的母線隔離開關(guān)及旁路接線中的母線隔離開關(guān)，才需要開合母線轉(zhuǎn)換電流；而單母線接線的母線隔離開關(guān)、母聯(lián)隔離開關(guān)及大量進(jìn)出線路的線路隔離開關(guān)，不存在開合母線轉(zhuǎn)換電流的工況。也就是說在這些部位上使用的隔離開關(guān)不必要具有開合母線轉(zhuǎn)換電流的功能。目前，國內(nèi)隔離開關(guān)招標(biāo)文件中不供給工程一次接線布置圖，沒有明確哪些隔離開關(guān)是雙母線中的母線隔離開關(guān)，而是對全部隔離開關(guān)不加區(qū)分的都提出開合母線轉(zhuǎn)換電流的要求，這是不適宜的。這將使很大一局部隔離開關(guān)有了多余的不必要的功能，其直接的弊端是觸頭構(gòu)造簡單了，增加了產(chǎn)品制造本錢和維護(hù)檢修的工作量。相反，假設(shè)對卻又沒有明確提出要求，制造廠供貨時(shí)不供給引弧觸頭，將會在倒換母線操作中燒損觸頭，降低隔離開關(guān)的有效使用壽命。關(guān)于接地開關(guān)開合感應(yīng)電流接地開關(guān)的一種特別運(yùn)行條件隨著電力建設(shè)的進(jìn)展，電網(wǎng)在不斷擴(kuò)大，容量也在不斷增加，為了減少輸電走廊占地，同塔雙回路平行架空高壓輸電線路日漸增多，在這種輸電線路中使用的某些高壓接地開關(guān)要求具有開合感應(yīng)電流的力量。隨著同塔雙回線的普及和電壓等級的上升，對接地開關(guān)開合感應(yīng)電流的力量也要求越來越高，開合感應(yīng)電流成為高壓接地開關(guān)的一種特別運(yùn)行條件。在兩條或多條共塔或鄰近平行布置的架空輸電線中，當(dāng)某一回或幾回線路停電后，由于它與相鄰帶電線路之間產(chǎn)生電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)，在停電的回路上將產(chǎn)生感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流。因此，用于這些線路的(1)當(dāng)停電線路的一端開路，在線路另一端的接地開關(guān)分、合操作時(shí)，接地開關(guān)能開斷和關(guān)合容性電流。(2)當(dāng)停電線路的一端接地，在線路另一端的接地開關(guān)分、合操作時(shí)，接地開關(guān)能開斷和關(guān)合感性電流。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參數(shù)國標(biāo)GB1985中以標(biāo)準(zhǔn)性附錄C給出了接地開關(guān)開合感應(yīng)電流的要求和試驗(yàn)方法。接地開關(guān)的額定感應(yīng)電流和額定感應(yīng)電壓的標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)從210次開合操作循環(huán)。500kV變電工程中停電接地線路很長、帶電負(fù)荷很大，其B類接地開關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值。如電磁感應(yīng)電流高達(dá)760A，靜電感應(yīng)電流高達(dá)126A，而靜電感應(yīng)電壓則高達(dá)35kV、45kV、65kV。750kV100kV。并非全部接地開關(guān)都需要開合感應(yīng)電流眾所周知，只有同塔雙回平行架空輸電線路中兩端變電站的進(jìn)線側(cè)和出線側(cè)使用的接地開關(guān)，才應(yīng)具有開合感應(yīng)電流的功能。并非變電站中全部接地開關(guān)和全部隔離開關(guān)附裝的接地開關(guān)，都需要具備這種功能。要求開合感應(yīng)電流的接地開關(guān)只是少數(shù)。目前普遍的現(xiàn)象是，在隔離開關(guān)的招標(biāo)文件中，但凡接地開關(guān)及帶接地的隔離開關(guān)中的接地開關(guān)，均提出了開合感應(yīng)電流的要求，這是沒有必要的。訂貨時(shí)應(yīng)具體指明哪一種隔離開關(guān)的哪一側(cè)的接地開關(guān)要要實(shí)行引弧及滅弧措施，構(gòu)造與常規(guī)接地開關(guān)是有所區(qū)分的。加上試驗(yàn)費(fèi)用比較昂貴，自然要增加制造本錢，因此產(chǎn)品價(jià)格是不一樣的。363kV及以上開合感應(yīng)電流的接地開關(guān)，需要增設(shè)關(guān)心SF。滅弧室及其操動機(jī)構(gòu)，價(jià)格增加很多。假設(shè)感應(yīng)電流和感應(yīng)電壓超出標(biāo)準(zhǔn)值，則更會增加技術(shù)難度和制造本錢。關(guān)于單柱垂直斷口隔離開關(guān)的額定接觸區(qū)標(biāo)準(zhǔn)推舉的接觸區(qū)單柱垂直斷口隔離開關(guān)，因其靜觸頭懸掛在母線上，為了適應(yīng)風(fēng)力、(也稱鉗夾范圍)34開關(guān)時(shí)，應(yīng)考慮到具體運(yùn)行條件，確保靜觸頭處在規(guī)定的接觸區(qū)限值之內(nèi)，使隔離開關(guān)能正確地分合閘。選擇接觸區(qū)要區(qū)分軟母線或硬母線選用單柱垂直斷口隔離開關(guān)的時(shí)候，要依據(jù)母線形式來確定接觸區(qū)。承受軟母線還是硬母線是變電站設(shè)計(jì)時(shí)就確定了的，兩者只選其一。(1)雙臂伸縮剪刀式(PRABB／HAPAMGSSBGW6AGW46型等)。單臂伸縮鉗夾式(EGICSSP型、AREVASPVGW10、型等)。(3)單臂伸縮插入式(如AREVASPVLGW29、GW35型等)。其中，雙臂伸縮剪刀式，由于其接觸區(qū)和鉗夾范圍大，特別適用于軟母線，固然也適用于硬母線。對于長跨檔軟母線只有剪刀式可以勝任。單臂伸縮鉗夾式，適用于硬母線及短跨檔軟母線。單臂伸縮插入式，只適用于支持型硬母線，對軟母線和懸掛型硬母線則不適用。目前有的標(biāo)書中將軟母／硬母兩者并列，兼而有之；也有的標(biāo)書標(biāo)明硬母線，卻選擇了軟母線的接觸區(qū)。這些都會使應(yīng)標(biāo)者無所適從。另外，選擇硬母線時(shí)尚應(yīng)告知管母線的外徑尺寸，以便制造廠供給適宜的靜觸頭固定金具，這一點(diǎn)往往被無視和遺漏。關(guān)于接地開關(guān)的短路持續(xù)時(shí)間DL／T593－2023《高壓開關(guān)設(shè)備和掌握設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求》對開關(guān)設(shè)備在合閘狀態(tài)下承載額定短時(shí)耐受電流的時(shí)間間隔，規(guī)定為：550～1100kV為2s，126～363kV為3s，72．5kV及以下為4s。DL／T486關(guān)于額定短路持續(xù)時(shí)間規(guī)定為：應(yīng)符合DL／17593的規(guī)定，但接地開關(guān)可以為配用隔離開關(guān)相應(yīng)數(shù)值的一半，但不得小于 2s。GB1985也規(guī)定“除另有規(guī)定接地開關(guān)短時(shí)耐受電流的額定持續(xù)時(shí)間為2s“。GB1985DL／T486標(biāo)準(zhǔn)把接地開關(guān)的短路持續(xù)時(shí)間規(guī)定為不小于2s，是與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌的，自1990年執(zhí)行至今，運(yùn)行中也沒有由于接地開關(guān)的短路持續(xù)時(shí)間為s《進(jìn)220～500kV高壓斷路器和隔離開關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)5年來實(shí)踐證明運(yùn)行狀況良好。2s就可以了，不必與隔離開關(guān)要求全都。關(guān)于隔離開關(guān)的過載力量19921．2倍，并且注明此規(guī)定為“依據(jù)我國運(yùn)行閱歷提出“。所謂“我國運(yùn)行閱歷“，據(jù)分析有以下兩點(diǎn)：(1)國IEC以額定電流進(jìn)展，而實(shí)際運(yùn)行中高壓開關(guān)特別是隔離開關(guān)長期完全暴露在大氣環(huán)境中工作，導(dǎo)電元件會受到環(huán)境和氣候條件以及污穢、氧將降低開關(guān)設(shè)備的實(shí)際通流力量，如戶外隔離開關(guān)導(dǎo)電回路過熱是較為普遍的現(xiàn)象。依據(jù)以往運(yùn)行閱歷，戶外隔離開關(guān)的工作電流假設(shè)到達(dá)70％，一般會發(fā)生過熱。(2)日照的影響會使導(dǎo)電回路溫升提高。據(jù)國內(nèi)試驗(yàn)說明，SF6斷路器出線端處附加溫升為16℃；12．519℃，但1h。國內(nèi)一位電力專家撰文指出：“為了解決運(yùn)行中的隔離開關(guān)的過熱問題，電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中要求高壓隔離開關(guān)按2倍的額定電流進(jìn)展溫升試驗(yàn)，雖然全的產(chǎn)品可以通過，但是運(yùn)行中的設(shè)備仍舊照樣發(fā)生過熱。這就說明是使用條件轉(zhuǎn)變了隔離開關(guān)的通流力量“。DL／T486也指出“即使DL／T593“。GB1985中關(guān)于“額定電流的選擇“中指出：“準(zhǔn)化的持續(xù)過電流力量。因此，選擇隔離開關(guān)時(shí)，應(yīng)使其額定電流適“。通常是依據(jù)額定短時(shí)耐受電流而不是按額定電流來選用隔離開關(guān)的，所以長期通過隔離開關(guān)的最大電流要比額定電流小得多，而且考慮長遠(yuǎn)進(jìn)展，一般所選額定電流也有較大裕度。因此，運(yùn)行中隔離開關(guān)導(dǎo)電回路發(fā)熱的緣由，并不是通過電流過大，超過了額定電流，而是由于觸頭及接觸部位的構(gòu)造、材料、外表處理和裝配工藝存在問題，運(yùn)行環(huán)境惡劣引起接觸部位接觸電阻提高而引起過熱，而且惡性循環(huán)。要解決戶外隔離開關(guān)導(dǎo)電回路過熱，關(guān)鍵是要防止接觸不良的產(chǎn)生，這就要從完善構(gòu)造設(shè)計(jì)、選用優(yōu)質(zhì)材料以及提高制造工藝水平上全面考慮，包括提高安裝調(diào)整質(zhì)量、改善運(yùn)行操作條件和檢修維護(hù)工作，來提高產(chǎn)品抵擋環(huán)境影響的力量。高溫升試驗(yàn)電流并不代表隔離開關(guān)具有過載力量，這一點(diǎn)在選