中心論題：

• 關(guān)于隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流
• 關(guān)于接地開(kāi)關(guān)開(kāi)合感應電流
• 關(guān)于單柱垂直斷口隔離開(kāi)關(guān)的額定接觸區
• 關(guān)于接地開(kāi)關(guān)的短路持續時(shí)間和隔離開(kāi)關(guān)的過(guò)載能力
• 關(guān)于接地開(kāi)關(guān)的長(cháng)期通流問(wèn)題
• 關(guān)于絕緣子爬電距離是否需要進(jìn)行海拔修正的問(wèn)題

解決方案：

• 雙母線(xiàn)中的母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)需要開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流
• 并非所有接地開(kāi)關(guān)都需要開(kāi)合感應電流
• 選擇單柱垂直斷口隔離開(kāi)關(guān)接觸區要區分軟母線(xiàn)或硬母線(xiàn)
• 接地開(kāi)關(guān)的短路持續時(shí)間采用2s就可以
• 接地開(kāi)關(guān)沒(méi)有長(cháng)期通過(guò)工作電流的可能
• 爬電距離的增加是干弧距離提高后的間接結果

國家電網(wǎng)公司對輸變電設備采購和招投標體制，進(jìn)行了集約化管理和集中化運作的重大改革。2005年將363kV和1550kV及以上設備的采購和招投標集中到公司總部，2006年末又將252kV設備也集中北京招投標，對40．5～126kV設備則在網(wǎng)省公司集中招投標。2006年國家電網(wǎng)公司還編制和頒布了《110～500kV變電站通用設備典型規范》。

為了更好地在招投標中正確貫徹實(shí)施典型規范，合理地確定設備的相關(guān)技術(shù)參數和要求，本文談?wù)劯邏航涣鞲綦x開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)選用中的幾個(gè)問(wèn)題，供電力工程設計及設備選用部門(mén)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員參考。
　　 　
關(guān)于隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流
a.隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流的典型操作
隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流(俗稱(chēng)環(huán)流)，是在正常運行中，用隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)或閉合由同一電壓等級設備和母線(xiàn)在變電所內部所構成的電氣閉環(huán)，從而實(shí)現轉移負荷電流的操作。

目前國內變電站接線(xiàn)方式中，采用較多的有單母線(xiàn)接線(xiàn)(單母線(xiàn)分段、單母線(xiàn)帶旁路)、雙母線(xiàn)接線(xiàn)(雙母線(xiàn)分段、雙母線(xiàn)帶旁路)、一倍半斷路器接線(xiàn)及橋形、角形接線(xiàn)等。其中，雙母線(xiàn)倒母線(xiàn)操作是開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流最典型和常見(jiàn)的工況。此外，作為特例，單母及雙母接線(xiàn)退出旁路母線(xiàn)、一倍半斷路器接線(xiàn)檢修母線(xiàn)時(shí)、橋形，T形，角形接線(xiàn)解環(huán)操作中，為了避免用隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)斷很長(cháng)的空母線(xiàn)上很大的電容電流而采用相反的操作程序：先斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)，再斷開(kāi)斷路器以退出空載母線(xiàn)。這時(shí)隔離開(kāi)關(guān)也會(huì )遇到開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流的問(wèn)題。 
　　
b.標準規定的參數
我國國家標準GB1985－2004《高壓交流隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)》中，以規范性附錄B給出了隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流的要求和試驗方法。對空氣絕緣隔離開(kāi)關(guān)，其額定母線(xiàn)轉換電流值應為80％額定電流，最大不超過(guò)1600A，額定母線(xiàn)轉換電壓從表1中選??；試驗次數為100次開(kāi)合操作循環(huán)。至于額定轉換電流最大不超過(guò)1600A，是因為通常是按額定短時(shí)耐受電流而不是按額定電流來(lái)選用隔離開(kāi)關(guān)的，因此長(cháng)期通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)的最大電流比其額定電流小得多，所以其母線(xiàn)轉換電流最大值可定為1600A。1986年中國電力科學(xué)研究院高壓開(kāi)關(guān)研究所為了提出我國隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流的技術(shù)條件，曾經(jīng)用計算機計算和分析了國內10～500kV幾個(gè)電網(wǎng)典型接線(xiàn)的母線(xiàn)轉換電流，結果符合不超過(guò)1600A的規定。 

由于隔離開(kāi)關(guān)的觸頭運動(dòng)速度較慢，在開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流時(shí)產(chǎn)生電弧的燃弧時(shí)間較長(cháng)，使觸頭易于燒損。為了達到標準要求的開(kāi)合能力，制造廠(chǎng)需在隔離開(kāi)關(guān)上增設引弧觸頭，使隔離開(kāi)關(guān)的觸頭結構較為復雜。因此有必要將隔離開(kāi)關(guān)分為兩種：具備開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流能力的和不具備開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流能力的。設計和使用部門(mén)在選用隔離開(kāi)關(guān)時(shí)應區別對待。
　　
c.雙母線(xiàn)中的母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)需要開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流
在變電站實(shí)際運行中，正常情況下只有雙母線(xiàn)接線(xiàn)的母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)及旁路接線(xiàn)中的母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)，才需要開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流；而單母線(xiàn)接線(xiàn)的母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)、母聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)及大量進(jìn)出線(xiàn)路的線(xiàn)路隔離開(kāi)關(guān)，不存在開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流的工況。也就是說(shuō)在這些部位上使用的隔離開(kāi)關(guān)不必要具有開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流的功能。

目前，國內隔離開(kāi)關(guān)招標文件中不提供工程一次接線(xiàn)布置圖，沒(méi)有明確哪些隔離開(kāi)關(guān)是雙母線(xiàn)中的母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)，而是對所有隔離開(kāi)關(guān)不加區別的都提出開(kāi)合母線(xiàn)轉換電流的要求，這是不合適的。這將使很大一部分隔離開(kāi)關(guān)有了多余的不必要的功能，其直接的弊端是觸頭結構復雜了，增加了產(chǎn)品制造成本和維護檢修的工作量。相反，如果對雙母線(xiàn)中的母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)，實(shí)際運行中需要開(kāi)合較大的母線(xiàn)轉換電流，卻又沒(méi)有明確提出要求，制造廠(chǎng)供貨時(shí)不提供引弧觸頭，將會(huì )在倒換母線(xiàn)操作中燒損觸頭，降低隔離開(kāi)關(guān)的有效使用壽命。

關(guān)于接地開(kāi)關(guān)開(kāi)合感應電流
a.接地開(kāi)關(guān)的一種特殊運行條件
隨著(zhù)電力建設的發(fā)展，電網(wǎng)在不斷擴大，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(xiàn)路日漸增多，在這種輸電線(xiàn)路中使用的某些高壓接地開(kāi)關(guān)要求具有開(kāi)合感應電流的能力。隨著(zhù)同塔雙回線(xiàn)的普及和電壓等級的升高，對接地開(kāi)關(guān)開(kāi)合感應電流的能力也要求越來(lái)越高，開(kāi)合感應電流成為高壓接地開(kāi)關(guān)的一種特殊運行條件。

在兩條或多條共塔或鄰近平行布置的架空輸電線(xiàn)中，當某一回或幾回線(xiàn)路停電后，由于它與相鄰帶電線(xiàn)路之間產(chǎn)生電磁感應和靜電感應，在停電的回路上將產(chǎn)生感應電壓和感應電流。因此，用于這些線(xiàn)路的接地開(kāi)關(guān)，應能滿(mǎn)足以下的運行條件：當停電線(xiàn)路的一端開(kāi)路，在線(xiàn)路另一端的接地開(kāi)關(guān)分、合操作時(shí)，接地開(kāi)關(guān)能開(kāi)斷和關(guān)合容性電流；當停電線(xiàn)路的一端接地，在線(xiàn)路另一端的接地開(kāi)關(guān)分、合操作時(shí)，接地開(kāi)關(guān)能開(kāi)斷和關(guān)合感性電流。
　　
b.標準規定的參數
國標GB1985中以規范性附錄C給出了接地開(kāi)關(guān)開(kāi)合感應電流的要求和試驗方法。接地開(kāi)關(guān)的額定感應電流和額定感應電壓的標準值，應從表2中選取，試驗次數為10次開(kāi)合操作循環(huán)。

目前，很多500kV變電工程中停電接地線(xiàn)路很長(cháng)、帶電負荷很大，其感應電流和感應電壓高于國家標準的B類(lèi)接地開(kāi)關(guān)標準值。如電磁感應電流高達760A，靜電感應電流高達126A，而靜電感應電壓則高達35kV、45kV、65kV。750kV工程的靜電感應電壓要求達到100kV。
　　
c.并非所有接地開(kāi)關(guān)都需要開(kāi)合感應電流
眾所周知，只有同塔雙回平行架空輸電線(xiàn)路中兩端變電站的進(jìn)線(xiàn)側和出線(xiàn)側使用的接地開(kāi)關(guān)，才應具有開(kāi)合感應電流的功能。并非變電站中所有接地開(kāi)關(guān)和所有隔離開(kāi)關(guān)附裝的接地開(kāi)關(guān)，都需要具備這種功能。要求開(kāi)合感應電流的接地開(kāi)關(guān)只是少數。

目前普遍的現象是，在隔離開(kāi)關(guān)的招標文件中，凡是接地開(kāi)關(guān)及帶接地的隔離開(kāi)關(guān)中的接地開(kāi)關(guān)，均提出了開(kāi)合感應電流的要求，這是沒(méi)有必要的。訂貨時(shí)應具體指明哪一種隔離開(kāi)關(guān)的哪一側的接地開(kāi)關(guān)要求開(kāi)合感應電流，不要泛指。由于具備開(kāi)合感應電流能力的接地開(kāi)關(guān)，要采取引弧及滅弧措施，結構與常規接地開(kāi)關(guān)是有所區別的。加上試驗費用比較昂貴，自然要增加制造成本，因此產(chǎn)品價(jià)格是不相同的。特別是額定電壓363kV及以上開(kāi)合感應電流的接地開(kāi)關(guān)，需要增設輔助回路，配裝耐弧觸頭，增加真空或SF。滅弧室及其操動(dòng)機構，價(jià)格增加很多。如果感應電流和感應電壓超出標準值，則更會(huì )增加技術(shù)難度和制造成本。

 
關(guān)于單柱垂直斷口隔離開(kāi)關(guān)的額定接觸區
a.標準推薦的接觸區
單柱垂直斷口隔離開(kāi)關(guān)，因其靜觸頭懸掛在母線(xiàn)上，為了適應風(fēng)力、溫度和冰雪的影響，確保隔離開(kāi)關(guān)能可靠合閘，GB1985對接觸區(也稱(chēng)鉗夾范圍)提出了推薦值，如表3、表4。在進(jìn)行變電站設計和選用隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，應考慮到具體運行條件，確保靜觸頭處在規定的接觸區限值之內，使隔離開(kāi)關(guān)能正確地分合閘。 　 

b.選擇接觸區要區分軟母線(xiàn)或硬母線(xiàn)
選用單柱垂直斷口隔離開(kāi)關(guān)的時(shí)候，要根據母線(xiàn)形式來(lái)確定接觸區。采用軟母線(xiàn)還是硬母線(xiàn)是變電站設計時(shí)就確定了的，兩者只選其一。

目前國內常用的單柱隔離開(kāi)關(guān)的結構形式有三種：(1)雙臂伸縮剪刀式(如西門(mén)子PR型、ABB／HAPAM的GSSB型、中國GW6A、GW46型等)。(2)單臂伸縮鉗夾式(如EGIC的SSP型、AREVA的SPV型、中國GW10、GW6／16A、GW20、GW22／22B型等)。(3)單臂伸縮插入式(如AREVA的SPVL型、中國GW29、GW35型等)。其中，雙臂伸縮剪刀式，由于其接觸區和鉗夾范圍大，特別適用于軟母線(xiàn)，當然也適用于硬母線(xiàn)。對于長(cháng)跨檔軟母線(xiàn)只有剪刀式可以勝任。單臂伸縮鉗夾式，適用于硬母線(xiàn)及短跨檔軟母線(xiàn)。單臂伸縮插入式，只適用于支持型硬母線(xiàn)，對軟母線(xiàn)和懸掛型硬母線(xiàn)則不適用。

目前有的標書(shū)中將軟母／硬母兩者并列，兼而有之；也有的標書(shū)標明硬母線(xiàn)，卻選擇了軟母線(xiàn)的接觸區。這些都會(huì )使應標者無(wú)所適從。另外，選擇硬母線(xiàn)時(shí)尚應告知管母線(xiàn)的外徑尺寸，以便制造廠(chǎng)提供合適的靜觸頭固定金具，這一點(diǎn)往往被忽視和遺漏。
　　
關(guān)于接地開(kāi)關(guān)的短路持續時(shí)間
DL／T593－2006《高壓開(kāi)關(guān)設備和控制設備標準的共用技術(shù)要求》對開(kāi)關(guān)設備在合閘狀態(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)于額定短路持續時(shí)間規定為：應符合DL／17593的規定，但接地開(kāi)關(guān)可以為配用隔離開(kāi)關(guān)相應數值的一半，但不得小于2s。GB1985也規定“除另有規定，接地開(kāi)關(guān)短時(shí)耐受電流的額定持續時(shí)間為2s”。

GB1985和DL／T486標準把接地開(kāi)關(guān)的短路持續時(shí)間規定為不小于2s，是與國際標準接軌的，自1990年執行至今，運行中也沒(méi)有由于接地開(kāi)關(guān)的短路持續時(shí)間為2s而出現過(guò)問(wèn)題。按照能源部批準的DL405-91《進(jìn)口220～500kV高壓斷路器和隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)規范》，我國進(jìn)口的大量高壓開(kāi)關(guān)設備，其短路持續時(shí)間都是2s，15年來(lái)實(shí)踐證明運行情況良好。所以，接地開(kāi)關(guān)的短路持續時(shí)間采用2s就可以了，不必與隔離開(kāi)關(guān)要求一致。
　　
關(guān)于隔離開(kāi)關(guān)的過(guò)載能力
DL／T593規定，溫升試驗的試驗電流為額定電流的1．1倍，提高溫升試驗電流始于1992年，當時(shí)規定為1．2倍，并且注明此規定為“根據我國運行經(jīng)驗提出”。所謂“我國運行經(jīng)驗”，據分析有以下兩點(diǎn)：(1)國家標準和IEC標準規定，溫升試驗應該在裝有清潔觸頭的新開(kāi)關(guān)裝置上以額定電流進(jìn)行，而實(shí)際運行中高壓開(kāi)關(guān)特別是隔離開(kāi)關(guān)長(cháng)期完全暴露在大氣環(huán)境中工作，導電元件會(huì )受到環(huán)境和氣候條件以及污穢、氧化作用，加上年久失修，引起接觸不良。凡此種種運行中的不利因素，將降低開(kāi)關(guān)設備的實(shí)際通流能力，如戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)導電回路過(guò)熱是較為普遍的現象。根據以往運行經(jīng)驗，戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)的工作電流如果達到其額定電流的70％，一般會(huì )發(fā)生過(guò)熱。(2)日照的影響會(huì )使導電回路溫升提高。據國內試驗表明，SF6斷路器出線(xiàn)端處附加溫升為16℃；戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)鍍銀觸頭及軟連接處為12．5℃，鋁導電管為19℃，但持續時(shí)間僅為1h。

國內一位電力專(zhuān)家撰文指出：“為了解決運行中的隔離開(kāi)關(guān)的過(guò)熱問(wèn)題，電力行業(yè)標準中要求高壓隔離開(kāi)關(guān)按1．2倍的額定電流進(jìn)行溫升試驗，雖然全新的產(chǎn)品可以通過(guò)，但是運行中的設備仍然照樣發(fā)生過(guò)熱。這就說(shuō)明是使用條件改變了隔離開(kāi)關(guān)的通流能力”。DL／T486也指出“即使按照DL／T593提高了溫升試驗電流值，也不得將它視為過(guò)載能力”。GB1985中關(guān)于“額定電流的選擇”中指出：“應當注意，隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有標準化的持續過(guò)電流能力。因此，選擇隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，應使其額定電流適應于運行中可能出現的任何負載電流”。

通常是按照額定短時(shí)耐受電流而不是按額定電流來(lái)選用隔離開(kāi)關(guān)的，所以長(cháng)期通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)的最大電流要比額定電流小得多，而且考慮長(cháng)遠發(fā)展，一般所選額定電流也有較大裕度。因此，運行中隔離開(kāi)關(guān)導電回路發(fā)熱的原因，并不是通過(guò)電流過(guò)大，超過(guò)了額定電流，而是由于觸頭及接觸部位的結構、材料、表面處理和裝配工藝存在問(wèn)題，運行環(huán)境惡劣引起接觸部位接觸電阻提高而引起過(guò)熱，而且惡性循環(huán)。要解決戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)導電回路過(guò)熱，關(guān)鍵是要防止接觸不良的產(chǎn)生，這就要從完善結構設計、選用優(yōu)質(zhì)材料以及提高制造工藝水平上全面考慮，包括提高安裝調整質(zhì)量、改善運行操作條件和檢修維護工作，來(lái)提高產(chǎn)品抵御環(huán)境影響的能力。

按1．1倍額定電流做溫升試驗后導電回路仍然出現過(guò)熱現象，說(shuō)明提高溫升試驗電流并不代表隔離開(kāi)關(guān)具有過(guò)載能力，這一點(diǎn)在選隔離開(kāi)關(guān)時(shí)是要加以注意的。
　　
關(guān)于接地開(kāi)關(guān)的長(cháng)期通流問(wèn)題
接地開(kāi)關(guān)是用于將回路接地的一種機械開(kāi)關(guān)裝置，在異常條件下(如短路)，可承載規定時(shí)間的短路電流，但在正?；芈窏l件下，不要求承載電流。這是接地開(kāi)關(guān)與隔離開(kāi)關(guān)的主要區別。實(shí)際運行中，必須嚴格遵循如下程序：隔離開(kāi)關(guān)合閘時(shí)，接地開(kāi)關(guān)必須分閘；隔離開(kāi)關(guān)分閘后，接地開(kāi)關(guān)才能合閘。這就說(shuō)明，接地開(kāi)關(guān)沒(méi)有長(cháng)期通過(guò)工作電流的可能，所以接地開(kāi)關(guān)也就沒(méi)有額定電流和回路電阻的參數。
　　
關(guān)于絕緣子爬電距離是否需要進(jìn)行海拔修正的問(wèn)題
曾有用戶(hù)單位提出，使用于海拔1000m以上地區的戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)絕緣子的爬電距離，要求按海拔修正系數進(jìn)行修正。

對這個(gè)問(wèn)題，個(gè)人認為，理論上絕緣子的爬電距離是與海拔沒(méi)有直接關(guān)系的。但是絕緣子的干弧距離卻與海拔高度有關(guān)。使用于海拔1000m以上地區的隔離開(kāi)關(guān)的干弧距離是應當按海拔修正系數進(jìn)行修正的。由于在高海拔地區絕緣子的干弧距離按海拔修正后，為了滿(mǎn)足要求，絕緣子的高度就要增加。絕緣子高度提高后，其爬電距離自然會(huì )相應增加。但是，這種爬電距離的增加是干弧距離提高后的間接結果，并非按海拔系數修正而得。
　　
結語(yǔ)
高壓交流隔離開(kāi)關(guān)是輸變電設備中使用量最多的一種設備，它的結構形式多種多樣，安裝使用的場(chǎng)合也不盡相同，技術(shù)參數類(lèi)別也較多，只有精心選用，對相關(guān)的技術(shù)要求要結合工程需要仔細選擇，避免提出過(guò)高的要求增加無(wú)需的功能，才能收到既節省投資又安全可靠運行的效果。