10kV农配网线路柱上真空断路器智能化改造方式探索

李晓红（国网四川省电力公司乐山供电公司，四川 乐山 614000）

10kV农配网线路柱上真空断路器智能化改造方式探索

李晓红
（国网四川省电力公司乐山供电公司，四川 乐山 614000）

摘 要：随着我国经济的飞速发展以及社会主义现代化建设的逐步完善，电力系统和电力供应情况已经成为了社会各界关注的焦点，它与广大百姓的日常生活息息相关，直接影响着社会用电情况。10kV农配网线路是电力供应的主要网络，柱上真空断路器是电力网运行的主要设备，直接关系到电力的可持续运行和电力供应的质量。在电力改革逐步推进的大背景下，以往的10kV农配网线路柱上的真空断路器设备在实际运行过程中还存在较为严重的问题，设备的运行效率不高，不利于供电质量的提高，严重阻碍了电力的可持续运行。针对这样的现象，我国各级电力管理部门一定要了解10kV农配网线路供电的真实情况，结合广大百姓对电力运行质量的需要，将真空断路器进行智能化改造，控制好电流输出、电力供应、电能传送等各个环节，并降低设备的坏损率，提高电能供应质量，完善智能化改造工作，促进我国电力供应水平的发展完善。

关键词：10kV农配网线路；真空断路器；智能化；改造方式

众所周知，电力供应和供电情况是国家基础建设的重点工作，与广大百姓的日常生活息息相关，它一直以来都是党和国家关注的焦点，是基础中的基础。由于我国国土面积广阔、人口数量众多，农配线路网在农村供电中的重要性不言而喻，而柱上真空断路器作为线路网运行的基础设施，其运行情况和质量水平直接关系到电力的持续供应。现如今，电力改革步伐逐步加快，农配电线路网在农村电力建设中的数量逐年递增，10kV农配网线路的平稳运行就显得更为重要。以往的真空断路器存在较为严重的缺陷，已经很难适应电力供应的新变化和新趋势，与现代化电力供应不相适应。为了切实提高电力运行的质量，保证10kV农配网线路的平稳运行，我们一定要找到真空断路器在实际工作中存在的缺陷，并对其实施智能化改造，解决互不相容的问题，从而促进供电整体质量的提高。

一、真空断路器相关概述

真空断路器是一种新型的断路器，属于10kV农配网线路上最重要的设备之一，它主要是一种以气体分子极为稀少、分子之间平均自由行成较大电子与分子碰撞机会极少的真空空间为介质的新型设备。它的研发始于20世纪60年代，目前我国在10kV农配网线路柱上使用的标准型真空断路器短路开断电流为25-50kA，且其重击穿率低于1%。

根据使用条件的不同，真空断路器的结构也分为户内和户外两种不同的形式。但是其内部构造却基本一致，主要由主体部分、灭弧室部分以及操作机构组成部分共同构成。其中的主体部分则包括导电回路、密封件、绝缘系统和外壳部分，它的结构为三相一体式。此外，电动储能是操作的主要机构，电动分合闸也具有以往的手动功能，其整个结构体系相当完备，由完整的组成系统结合而成。它的工作原理主要是利用高真空电流流过零点时，等离子体的快速扩散功能，对电弧实施熄灭而完成的切断电流的目标。其动作原理则包含多个过程，即储能过程、合闸操作过程以及分闸操作过程，三部分的有机结合共同实现了10kV农配网线路网柱上真空断路器的高效运行。

二、10kV农配网线路柱上真空断路器无法满足智能化需求的主要原因

在上述内容中，我们已经清晰直观地看到了真空断路器在10kV农配网线路中的重要作用，理解了它的运行原理和结构构造。但是由于设备技术的限制以及智能化特征的需求，使其无法配合智能化的高要求，具体而言其原因如下：

第一，真空断路器智能化运行模式的不同使其与农配网线路不相适应。具体来说，我国目前农配网线路柱上的配电智能化模式主要包括电流型和电压时间型，但是它主要依靠开关动作配合离地实现智能化特征，不同的智能化特点无法完美的结合在一起，无法安装在一条线路上，不利于电力的平稳运行。

第二，真空断路器缺乏与FTU之间紧密相连的应接口。由于真空断路器在生产中存在较大的差异，它们的内部构造不同，二次回路结构也不相一致，即便是相同系列的设备也存在差异。因此，两者在对接中无法实现紧密结合，应接口存在很多问题。

第三，其他问题限制。据调查发现，一些真空断路器生产厂家由于不够诚信经营，再加上成本限制，使其为了降低资金使用数量，导致设备之中缺少电动操作机构，无法实现电动操作。一些国产的真空断路器设备还缺少正确的采样输入信号，无法起到指令性作用。该设备在制作中提前预留的二次线端子上存在的输出点不能实现成套连接，真空断路器状态信息获取不准确。

三、10kV农配网线路柱上真空断路器智能化改造的有效方式及实际案例分析

通过作者以上内容的介绍和探讨，我们不难发现真空断路器在10kV农配网线路中的重要作用，对其进行智能化改造也就成为了大势所趋。四川省电力公司某市级供电公司有10kV线路390条，分段开关859台，公用柱上配电变压器8229台。在经历了两次改造以后，农网线路得到了进一步完善，供电线路导线截面积日趋合理化，电力供应的准确性、稳定性、有效性都得到了提高。但是由于该地区受到恶劣环境和天气因素的影响，其经常遭受雷电、大风等的影响，电力供应所需电压、电流、开和状态都要依据人工确定，无法保证改造的精准性。

四、改造目标的确定

智能化改造目标的确立，是保证10kV农配网线路柱上真空断路器得以有效运转的关键，也是改造的最终结果。该市按照试点先行原则，对管辖范围内的其中250条10kV公网线路实施改造，目的在于实现遥测、遥感、遥信、遥调“四遥”的功能。10kV农配网线路安装单位利用最先进的技术手段，集成一个最基础的数据处理系统，对采集到的数据进行有效的分析，并采用动态管理的方法为配网的运行提供精确的数据。此外，还要实时探测运行中所需的具体参数，清晰直观的反映故障发生区域，保证时间合理性，减少人力物力花费。

（一）智能化改造后主站系统所具备的功能

第一，主站系统功能。主站系统是真空断路器智能化改造最关键的环节，它主要用于线路信息、设备信息以及管理信息的维护之中，它能够接受数据，并对其进行精准的分析，实时监控线路的运行情况。一旦发现线路出现接地故障，系统可以快速确定问题出现的区域，远程控制前端的采集装置，对故障区域进行隔离和区分。用户操作系统的界面被称为人机界面模块，它能够通过图形样式表现出网络结构图，利用控制台模块可以采用智能化措施确保操作的安全性。另外，数据通信模块可以实现智能化的串口通信，对接收到的数据予以处理；运行状态监控模块则可以实时监测到各监测点的负荷电流情况，找准用电所需状态，避免人工管理存在的缺陷，真正实现智能化管理。

第二，通信系统功能。通过对10kV农配网线路的精准调查发现，所辖区域内的154条线路的移动通信网络覆盖应该进行智能化改造，采用GPRS无线通信方式进行改造。它可以实现即装即用，且资金花费数量少，网络使用更加安全，且维护成本低廉。通过智能化改造和无线通信网络的安装，该可以实时在装置与系统主站之间进行数据传输，运用后台管理的方法对断路器进行远程操作。

第三，接地故障巡查装置智能化改造。测试信号发生装置、手持信号检测装置以及数据的接受装置共同构成了接地故障巡查装置，它能够在线路发生故障时检测故障出现的具体地点。通过智能化改造，向线路故障相注入检测信号，找到故障点，并在线路正常运转时检测到符合的电流。

第四，前端采集装置的智能化改造。前端采集装置是真空断路器能够良好运行的关键，它集保护、通信、运动以及直流电源于一体。在改造过程中，通过与普通型号断路器的结合，能够实现对线路运行情况的实时监测，并将搜集到的信息数据送达到主站软件系统。前端采集装置还要利用三个测量用电流，对电流信号进行互相感应，将取电装置换位24V直流电源，减轻自然环境破坏造成的影响。

结语

总而言之，在社会主义现代化建设逐步完善的大背景下，电力供应系统作为国家建设的基础行业，其平稳运行的关键性不言而喻。为了保证电力的持续平稳运行，提高10kV农配网线路的应用效力，电力部门一定要对其真空断路器装置进行智能化改造。具体而言，要加强该设施的智能化、自动化特征，利用先进手段改变以往的手动操作困难，完善主站系统、通信系统、接地故障巡查装置、前端采集装置等设施，从而保证电力供应的平稳性，保证高质量供电。

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中图分类号：TM561

文献标识码：A