1、前言   fd66fba【中国自动化网社区】b7bdd7【http://sns.ca800.com】3b430
　　在10kV架空线路发生的故障中，接地故障的比例很大。接地故障发生后按电力规程可以带负荷运行两小时。这期间接地故障有自然消失的情况，但如果没有自然消失，就容易发展为短路故障。在接地故障发展为短路故障的过程中，对配电设备绝缘的破坏是很大的。而绝缘的破坏又成为新的接地故障发生的因素。因此，在接地故障发生时，快速地切断故障是抑制设备劣化的有效措施。  736685f【中国自动化网社区】fbb244【http://sns.ca800.com】375842
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　　近年来，国内开发了应用在变电站内的可以检出接地故障的选线装置，但在检出可靠性方面还存在一定的问题。  09331【中国自动化网社区】afc04e【http://sns.ca800.com】1be
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　　另外，我国目前的配网自动化普及还很缓慢。其中一个重要的技术原因，也是如何处理线路上的接地故障。  09331【中国自动化网社区】afc04e【http://sns.ca800.com】1be
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　　本文将介绍一种新型的带接地检测功能的SF6负荷开关，并谈谈其在配网自动化中的应用。  2a1【中国自动化网社区】ce210c【http://sns.ca800.com】55
2、带高精度接地检测功能的负荷开关  2a1【中国自动化网社区】ce210c【http://sns.ca800.com】55
　　该负荷开关（以下简称接地检测开关）是引进日本安川电机株式会社技术生产的。该类开关在日本已有15年的运行经验。产品的设计寿命为30年免维护。  2a1【中国自动化网社区】ce210c【http://sns.ca800.com】55
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　　接地检测开关的壳体采用3mm不锈钢板通过水压涨形工艺制成，气体密封的焊缝长度比其他成型法来说是最短的。进行接地检测的ZCT（零序电流互感器）、 ZPD（电容分压式零序电压互感器），内置在SF6气体容器中，不受外界环境的影响，可以长期维持检测部分的可靠性。产品外形如图一所示。 329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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    2.1 接地检测开关的构成和主要功能  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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    2.2 ZCT的特性  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　在负荷开关内部设置的ZCT，无论什么样的一次电流配置，或者即使在过电流区域上它的残留电流的增加也是非常少的。因此，接地检测不会出现误动作。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　表2所示的是：对于各种一次侧导体配置，在没有发生接地故障的时候，三相或两相电流流通时ZCT的输出特性（也称为残留电流特性）。 329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　本ZCT对于一次侧导体配置来说，三相的时候当然不用说，即使对于任何两相配置，它的残留电流的增加是非常少的。因此。没有接地电流的误检测。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　表3所表示的是：ZCT在各种一次零序电流下，以及各种环境温度下的输出特性。 329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　从以上数据可以看出:ZCT的精度及稳定性是非常高的.  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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    2.3 接地检测开关的主要特点  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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    ·小型、轻量，安装作业容易。接地检测开关的总重只有120kg。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
　 ·耐污性能高。独特的瓷质绝缘子，防污等级达到Ⅳ级；操作机构的防护等级达到IP67；所有外露件采用不锈钢制品，并涂装三层防护漆。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
　 ·电气寿命长。开关可以开断额定电流1000次。开关采用SF6气体作为灭弧和绝缘介质，主触头采用多点接触方式，灭弧原理是自能式旋转灭弧技术。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
　 ·安全性高。开关的故障率为10Fit（即：使用1万台，每年允许有1台发生故障）。并且，万一开关发生气体泄漏，开关具有低气压闭锁装置，阻止事故向接地、短路故障发展。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
　 ·可与多种配网自动化控制器配合。开关采用弹簧操作机构。电动合闸采用24V直流电机驱动；电动分闸采用24V直流电磁线圈；合闸保持采用机械挚子。这种构造使之既能适用于“电流型”DA方式。也能适用于“电压一时间型”DA方式中。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
3、接地检测开关可以适用的配网自动化方式  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
　　线路配网自动化按照判断故障的要素分类，主要有“电流型”和“电压一时问型”两种方式，接地检测开关可适用于以上两种方式。同时。接地检测开关也可以组建单独的“接地检测开关系统”，这种系统主要用于自动检测并隔离接地故障，达到初级自动化的效果。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
    3.1 电流型方式  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　电流型DA方式是通过检测电流信号作为判断故障的要素。在欧、美等国广泛使用这种方式。它主要是从中性点接地系统中发展而来。组建这种DA方式的线路开关可以是重合器、分段器及环网供电单元等。由负荷开关组建的电流型DA方式，一般需要其FTU控制器具有通讯功能。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　然而，在中性点非接地系统（或小电流接地系统）中，传统的电流型DA方式，有不便于处理接地事故的缺点。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　目前国内有些自动化系统厂家声称其FTU控制器具有处理接地故障的功能。但其据以判断接地故障的依据是：通过检测3相电流，用数学计算的方法求出零序电流。这种方法的可靠性显然是打折扣的。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　现在，如果在线路中使用接地检测开关，由其高精度的ZCT直接为FTU控制器提供零序电流的检测信号，则可以很好的解决这个问题。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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    3．2电压一时间型方式  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　在日本广泛采用电压一时间型方式。这种方式要求变电所的开关设备具有检测和开断接地故障和短路故障的功能，同时还要求其具有两次重合闸功能。其线路上的分段开关一般由负荷开关组成。这种方式只依靠“电压一时间”因素就可以区分故障点。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　它的最大优点是：从理论上可以配合无限台数的分段开关；能用在放射型线路和环网线路中且无须采用通信设备。在变电所通过设置一种计时装置就能确定故障点位置。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　它的缺点是：线路开关隔离故障需要两次开合；瞬间故障时，恢复时间长。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　日本配网系统也是中性点非接地系统，但其变电站大多设置了高精度的接地检测装置。当接地故障发生时，它直接作用于变电站出口断路器跳闸。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　目前国内变电站还缺乏这种高精度的接地检测装置，因此，在直接应用电压一时间型方式时也存在不能处理接地故障的问题。 但如果在变电站出口处设置一台接地检测开关，当线路发生接地故障时，通过接地检测开关检测到的接地信号作用于变电站断路器跳闸。则能解决这个问题。 329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
    3.3 接地检测开关系统  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
　　据统计，10kV架空线路中接地故障的比例在80％以上。因此，仅解决接地故障问题就可以提高线路供电的可靠性。接地检测开关系统就是为此而设计的。如图三所示。 329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　上例接地检测开关系统由SW1－5等5台“接地检测开关”以及控制室设置的“事故区间显示器”构成。接地检测开关和控制器组合使用。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　接地事故区间的确定是通过适当设定接地检测开关控制器的“接地保护时间（简称T时间）”来进行的。在图例中、变电站出口的SWl设定为T1=1.0s、以下的SW2（0.8s）、SW3（.4s），SW4（0.6s）、SW5（0.2s）。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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    ·接地故障时的系统动作  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
　　【区间Ⅱ】的F点发生接地故障时：对SW3—5来说，接地故障发生在其电源侧，因此其不动作。只有SW1、2检测到负荷侧接地电流。经过0.8s后。SW2跳闸，切断接地故障。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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　　SW2隔离接地故障一定时间（如5s）后、SW2进行重合闸。如故障是瞬时的，则重合成功，可继续送电。如果是永久故障，SW2再次分闸，故障区间隔离结束。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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    ·故障区间的表示  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
　　将变电站出口处设置的SW1开关检测到的接地持续时间，传输到控制室的“事故区间显示器”中，使其显示出故障区间。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
　 ·短路故障时的系统动作  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
　　接地检测开关内置的3CT，检测到短路电流超过开关的开断能力则由控制器锁定开断动作，由变电站CB切除短路故障。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
　 ·系统升级  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
    ◆接地开关系统如果配备通信（无线通信或有线通信均可），则可以在主站监视线路的运行状况，实现对开关的远方控制。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
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    ◆配备通信后的接地开关系统不仅能适用于辐射状线路也可适用于环网线路，并为系统向更高级升级打下基础。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
4、结语  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
    ·解决线路接地故障问题，能够大幅减少由短路故障引起的设备损伤和劣化．减少设备保养费用。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
　 ·接地检测开关是一种高品质的负荷开关，可应用于各种配网自动化方式中。也可以单独用在高压用户的人口处。用以检测和隔离接地故障。  329ce3【中国自动化网社区】470f07【http://sns.ca800.com】90077c9
　 ·接地检测开关系统是一种简单、经济、不需要通信设备。用于检测并隔离接地故障的初级自动化系统，特别适用于发展配网自动化的初期阶段。