國家電網(wǎng)公司農(nóng)電工作部在"十五"科技規(guī)劃中提出了在農(nóng)網(wǎng)中推廣小型化無人值班變電所，逐步實現(xiàn)配電自動化的要求。農(nóng)網(wǎng)配電自動化和變電所無人值班的實施，對供電設(shè)備的自動化和供電的可靠性提出了更高的要求。 1　自動分段器的研制和使用情況 十幾年來，我國研制成功的SF6和真空斷路器、自動重合器、自動分段器、新型熔斷器和負荷開關(guān)，已在全國各地推廣使用。目前農(nóng)村小型化無人值班變電所大都采用了自動重合器。重合器可以按照預(yù)先整定的分斷和重合順序，在電路中實行分斷和重合操作，并具有自動復(fù)位和閉鎖功能，大大增強了處理故障的能力。要想充分發(fā)揮重合器的作用，必須在線路上安裝多臺自動分段器，實現(xiàn)自動重合器與自動分段器的正確配合，才能真正完善地處理和隔離故障，提高農(nóng)網(wǎng)的供電的可靠性。 但是，目前農(nóng)網(wǎng)10kV線路上采用自動分段器的還很少，大多只在變電所內(nèi)安裝自動重合器，沒有實現(xiàn)重合器與分段器的配合，主要的原因是自動分段器的結(jié)構(gòu)和功能還有待進一步提高。SF6自動分段器研制成功后，由于采用了SF6斷路器的本體，結(jié)構(gòu)復(fù)雜而笨重，沒有推廣。真空自動分段器，采用了真空滅弧室，造價昂貴，不宜在農(nóng)網(wǎng)線路上使用。跌落式自動分段器，結(jié)構(gòu)輕巧、設(shè)計新穎、價格便宜，比較適合農(nóng)網(wǎng)的特點。但是由于跌落式分段器采用了火藥爆炸式的點火裝置，造成了運輸和保管上的困難，運行中的可靠性也不高。特別是三相不能聯(lián)動，可能造成缺相運行，因而在推廣中遇到了很大阻力，盡管有的企業(yè)進行了改進，取消了點火裝置，但三相不能聯(lián)動的問題一直沒有解決，缺乏全面推廣的必要條件。 2　FDk4-12型自動分段器的結(jié)構(gòu)特點和性能 鑒于以上自動分段器的情況，進一步發(fā)揮其長處，全面克服存在的缺點，采取揚長避短的方針，研制新型的自動分段器就很有必要。FDk4-12型自動分段器與其它品種相比較，具有自動化程度較高、性能價格比優(yōu)越，經(jīng)中國電力科學(xué)研究院大功率試驗站的型式試驗合格，西安高壓開關(guān)研究所審核，并頒發(fā)了城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造工程推薦產(chǎn)品及生產(chǎn)證書。 FDk4-12型戶外交流高壓自動分段器如圖1所示，分為負荷開關(guān)本體、機械儲能機構(gòu)、SBK控制器、RF遙控器和電流電壓變換器等5部分所組成。主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。 表1　FDk4-12型自動分段器主要技術(shù)參數(shù) 序號 主要技術(shù)參數(shù) 額定電壓 12kV 額定電流 100A、200A、400A 額定啟動電流 從60A～430A 熱穩(wěn)定電流 6.3kA/4s、16kA/2s 動穩(wěn)定電流 16kA/0.3s、40kA/0.3s 額定記憶時間 17s 額定計數(shù)次數(shù) 1次、2次、3次可調(diào) 儲能時間 8s 桿下遙控距離 ≤50m 污穢等級 IV級 環(huán)境溫度 -40℃～70℃ （1）　跌落式結(jié)構(gòu)。 自動分段器本體為跌落式結(jié)構(gòu)，分為刀閘式開關(guān)、滅弧罩、支撐絕緣子等幾部分組成。具有獨特的構(gòu)造簡單、操作輕巧、使用方便、動作后有明顯的斷開點、便于安全維修的特點。主觸頭采用點接觸，接觸壓力可由彈簧調(diào)節(jié)，便于調(diào)整與維修。 （2）　彈簧儲能操作機構(gòu)。 彈簧儲能操作機構(gòu)是在刀閘式導(dǎo)電桿一端，利用擺軸帶動三相導(dǎo)電桿實現(xiàn)分合閘操作，可由自動分段器的控制電路進行控制，實現(xiàn)了自動操作和三相聯(lián)動，克服了缺相運行的弊病。 （3）　SBK控制器。 本分段器控制器采用電流脈沖計數(shù)式原理，對重合器在開斷故障電流的次數(shù)進行計數(shù)。當動作次數(shù)達到分段器設(shè)定的整定次數(shù)時，分段器在重合器開斷期間進行分閘。若重合器開斷故障電流的次數(shù)小于分段器整定的次數(shù)即恢復(fù)正常運行，分段器計數(shù)裝置在達到規(guī)定的17s時，即自動恢復(fù)清零。為了提高設(shè)備的可靠性，設(shè)計了多種抗干擾防誤動的措施。 ①采用微功耗、寬電壓、抗干擾強的CMOS邏輯電路； ②輸入與輸出采用光電隔離； ③分、合閘能量由充電電容供給； ④采用了暫態(tài)尖峰電壓抑制網(wǎng)絡(luò)； ⑤電路執(zhí)行部分正常運行時斷電休眠，在出現(xiàn)故障及操作時，執(zhí)行機構(gòu)電路復(fù)蘇，完成動作后，又處于斷電休眠狀態(tài)。 （4）　電流電壓變換器。 由TV和TA組成。TV將10kV電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換成低壓電源，經(jīng)隔離變壓器向控制器提供工作電源。TA將電網(wǎng)A相、C相負載電流的變化轉(zhuǎn)換成電壓信號供控制器檢測用。 （5）　負荷滅弧罩。 在每相導(dǎo)電桿的上部裝有滅弧罩。在分閘操作過程中，隨著刀閘的快速移動，弓形刀帶動鈕簧并與鎢金頭接觸，然后在主刀閘運動及鈕簧力量的雙重作用下，弓形刀被彈出滅弧罩，從而完成分閘操作。采用滅弧結(jié)構(gòu)后，除了做分段器使用外，還可以作負荷開關(guān)使用，利用手動、電動和桿下遙控操作完成額定負荷的關(guān)合與切斷，擴大了分段器的使用范圍。 （6）　RF遙控器。 為了便于使用人員進行操作，本分段器有遙控、電動、手動三種分、合閘操作方式。遙控器由一個微型化的發(fā)射器和相對應(yīng)的接收機組成，載頻頻率為315MHz，桿下遙控操作距離不小于50m。線路在出現(xiàn)永久性故障使重合器分斷后，分段器隨即分斷，并可實現(xiàn)分閘閉鎖，只待檢修處理后才能由人工解鎖。在維護、檢修線路時利用面板上的閉鎖開關(guān)，可將分段器進行人工閉鎖，此時遙控、電動操作均不起作用，可避免誤操作造成事故。 3　自動分段器的工作原理 FDk4-12型自動分段器通過電流變換器對線路A、C相的電流進行實時采樣。在線路出現(xiàn)故障電流時，重合器分斷，此時，控制電路的記憶裝置進行故障計數(shù)。重合器合閘后，故障電流計數(shù)器達到設(shè)定的次數(shù)，且在重合器分斷后，控制電路發(fā)出分閘命令，將永久性故障線段切除，重合器再次重合成功，恢復(fù)無故障區(qū)段的正常運行。若在整定的時間內(nèi)，故障電流消失，達不到計數(shù)器設(shè)定的次數(shù)，則經(jīng)過17s后，控制電路自動清除計數(shù)器中的信號。 4　自動分段器與重合器的配合使用 FDk4-12型空氣式交流高壓自動分段器與重合器配合使用時，安裝在10kV配網(wǎng)輻射形分支線路上，可發(fā)揮最大的作用。 （1）　如果是瞬時性故障，重合器跳閘后，控制器的記憶和計數(shù)裝置開始計數(shù)，在額定記憶時間（17s）內(nèi)，隨著故障電流的消失，計數(shù)次數(shù)達不到設(shè)定值，分段器不動作，重合器重合后，線路恢復(fù)正常運行。17s后控制器會自動清零，回到初始狀態(tài)。 （2）　如果是永久性短路故障，在17s時間內(nèi)，隨著重合器的動作，故障電流計數(shù)器達到設(shè)定的次數(shù)時，在重合器分斷后的間隔時間內(nèi)，分段器控制器便自動發(fā)出跳閘命令并閉鎖，將永久性故障切除。重合器再次重合成功，無故障線路恢復(fù)正常運行。因此，分段器的計數(shù)次數(shù)一定要比重合器分閘閉鎖前重合器分閘次數(shù)少一次。 調(diào)整分段器額定啟動電流定值和不同的計數(shù)次數(shù)，可以區(qū)分干線或分支線路不同的保護區(qū)段。 5　結(jié)束語 （1）　自動重合器與自動分段器配合使用，才能發(fā)揮最大的效益，僅在無人值班變電所內(nèi)裝設(shè)自動重合器是不夠的。 （2）　隨著科技的發(fā)展，利用電磁技術(shù)取代結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機械傳動機構(gòu)的傳統(tǒng)設(shè)計，為自動分段器的發(fā)展提供了美好的前景。