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ZGHW- 12型智能分段装置概述

ZGHW- 12KV-630A-20kV型高压线路控制装置-----电动智能分段装置（以下简称智能分段装置），是针对配电网现存问题提供彻底解决方案的新型产品，适用于户外12kV、三相交流50Hz架空线路、架空转电缆线路的分段、分界、联络等场所。其馈线终端（FTU）可通过无线网、有线网等构成局域网络，快速准确隔离接地故障。与国内外传统普通柱上开关、一二次融合式柱上开关相比，ZGHW- 12型智能分段装置具有以下特色：

① 本智能分段装置内置特殊电流互感器、电压互感器，当配电网发生20kΩ以上高阻接地（含人员触电事故）时，不仅能可靠判断接地方向，FTU组网后还可快速自动定位接地线段、隔离故障点，也支持人工干预隔离。目前国家电网标准接地过渡电阻值仅2kΩ，且技术上难突破提升；而高阻接地故障占比超80%，易诱发金属接地、短路及火灾事故。本装置可检测10mA零序电流，能通过泄漏电流预判接地事故，避免事故发生。

② 目前国内外小电流选线装置未充分考虑线路负荷电流对选线判断的影响，常出现误报警，运行人员为保障供电不得不退出装置，导致真正接地故障时无法报警跳闸；本装置可规避该问题。

③ 本智能分段装置内置隔离开关，断口满足150mm要求，与断路器自动联锁，且在电杆下可直接观察隔离断口（含灯光照明），有效避免误操作。常规安装场景中，装置两侧电杆的隔离开关因距离远无法与断路器实现机械联锁（传动困难）和电气联锁（手动操作无电气联锁）；按规程，断路器分闸后需验电确认无电才能操作隔离开关，但真空灭弧室无法隔离静电感应电压，验电器会误报有电，此时操作隔离开关属违规。本装置内置隔离开关，断路器分闸后可在联锁条件下分隔离开关，再验电时验电器不会误报，可按规程操作两侧隔离开关分闸，方便检修。

④ 本智能分段装置采用高性能灭弧室，重合闸时间间隔缩短至150ms（常规产品为300ms），可避免大量设备二次启动，减少人工再送电工作量，保障供电可靠性。

⑤ 本智能分段装置具备三段电流保护，且能根据电流功率方向自动切换定值，避免运行方式改变后引发越级跳闸。

⑥ 本智能分段装置进线侧每相内置1只电压互感器（配快速熔断器）、出线侧每相内置1只电压互感器（环网型），还含消谐电阻、电流互感器、零序电流互感器、空气式绝缘隔离开关，除FTU外无外挂附件；安装方式与ZW20-12型断路器、ZFW28A-12型负荷开关通用（可吊装、座装）。特殊结构设计大幅降低局部放电量，避免爆炸风险，安全性远高于外置式电压互感器，且安装简单、造价低廉。

⑦ 本智能分段装置采用真空灭弧、固体绝缘，无人工气体绝缘，体积小（宽630×高502×深621），具备简单、环保、可靠的特点。

⑧ 涡簧式弹簧机构配备微功率合、分闸脱扣器，操作功率较常规脱扣器（约200W）下降96%（仅约14W），可由电流互感器直接驱动无源后备保护模块启动脱扣器跳闸，实现三段电流保护；在无交流电源、无蓄电池供电时仍能保护跳闸，避免越级跳闸。

型号意义

该产品分为以下四种类型：

① 馈线型：适用于普通馈线线路，仅在进线侧每相设计1只气隙式电压互感器，用于取电（三相全波整流取直流电）及测量相序电压、零序电压。

② 环网型：适用于两条线路联络或环网式供电线路，进线侧、出线侧每相各设计1只气隙式电压互感器，两侧均可取电及测量相序电压、零序电压；两侧电压互感器一次侧中性点经消谐电阻器接地，结合气隙式铁芯，有效避免谐振。

③ 馈线计量型：适用于普通馈线线路高压、小电流、高精度计量，进线侧每相设计1只电压互感器，A相、C相主回路上串接1只插拔式电流互感器；该电流互感器采用复匝式结构，可实现100A以下小电流、0.2S级高精度测量，满足分布式电源接入计量需求。

④ 环网计量型：适用于环网线路高压小电流高精度计量，进线侧、出线侧每相各设计1只电压互感器，A相、C相主回路上串接1只插拔式电流互感器；同样采用复匝式结构，可实现100A以下小电流、0.2S级高精度测量，适配分布式电源接入计量。

依据的标准

ZGHW- 12型智能分段装置直接引用以下标准，间接引用标准不再列出：

GB/T1984-2024《高压交流断路器》

GB/T1985-2023《高压交流隔离开关和接地开关》

GB/T14285-2023《继电保护和安全自动装置技术规程》

GB/T 20840.1-2010 《互感器 第1 部分:通用技术要求》

GB/T 20840.2-2014《互感器 第2 部分：电流互感器的补充技术要求》

GB/T 20840.3-2013 《互感器 第3 部分：电磁式电压互感器的补充技术要求》

GB/T 20840.4-2015《互感器 第4 部分：组合互感器的补充技术要求》

GB/T 20840.102-2020 《互感器 第102 部分：带有电磁式电压互感器的变电站中的铁磁谐振》

DL/T634.5101-2022《远动设备及系统 传输规约基本远动任务配套标准》

DL/T634.5104-2009 《远动设备及系统：传输规约采用标准传输协议集的IEC60870-5-101网络访问》

DL/T645-2007《多功能电能表通信协议》

DL/T486-2021《高压交流隔离开关和接地开关》

DL/T593-2016《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》

DL/T615-2013《高压交流断路器参数选用导则》

使用条件和范围 

使用的环境条件

正常的使用条件

① 周围空气温度：最高不超过+70℃，24h内平均值不超过35℃；最低不低于-55℃，日温差不大于25K。

② 海拔：不超过1000m。

③ 污秽等级：周围空气可能存在尘埃、烟、腐蚀性和/或可燃性气体、蒸汽或盐雾污染，污秽等级不超过GB/T26218.2 中规定的D级。

④ 安装地点风速等级：不超过34m/s（对应圆柱表面700Pa风压）。

特殊使用条件

本智能分段装置可在不同于1.3.1.1正常使用条件的场景下使用，用户需参照下述特殊条件提出需求：

① 海拔：超过1000m时，绝缘耐压需按IEC6007-2的4.4.2规定计算修正系数进行修正。

② 污秽：使用于严重污秽空气环境时，污秽等级需规定为GB/T26218.1中的e级。

③ 震动、撞击或摇摆：存在此类异常条件的地区，用户需提出特殊应用要求；可能发生地震的地区，需按GB/T13540规定提出设备抗震等级要求。

④ 风速：部分地区风速可能大于34m/s，需特别验证。

⑤ 覆冰：覆冰厚度超过20mm时，需特别规定。

⑥ 其他参数：在其他特殊使用条件下，用户需参照GB/T4796规定提出环境参数要求。

使用的范围

适用于架空线路、架空线路转电缆线路的分段、分界及两线路联络等场景，可开断短路电流、承受正常额定电流及短时间非正常电流；尤其适合安装空间狭小（不适宜额外安装取电PT、测量PT）、接地故障频发、长距离艰险山区、无法双杆安装的场所。

结构及参数

基本参数

序号	项目	单位	参数
1	型号名称	-	专用
2	额定电流变比	A/A	600、400、200/1
3	额定负载/极限负载	VA	5
4	精度等级（计量/保护）	-	0.5S/5P10

 

零序电流互感器

零序电流互感器主要技术参数表

序号	项目	单位	参数
1	型号名称	-	专用
2	额定电流变比	A/V	50、20、5/2.5
3	额定负载/极限负载	VA	0.5
4	精度等级（计量/保护）	-	10P
5	抗不平衡能力(通过1200A单相负载电流时)	mV	≤125

 

结构特征

ZGHW- 12型智能分段装置与常规柱上真空断路器相比，具有以下特征：

① 内置隔离开关，且可观察断口状态；

② 每相至少内置1台电压互感器，构成三相电压互感器，用于采集相序电压、零序电压及FTU取电（三相全波整流）；

③ 内置特殊零序电流互感器，可检测10mA零序电流，在两倍额定电流（1200A）下发生断线接地时，仍能准确判断接地方向，不受负荷电流影响，无错报、拒报情况；

④ 环网型在出线侧每相加装插拔式电压互感器，同样可采集相序电压、零序电压及FTU取电（三相全波整流）；

⑤ 配置微功率脱扣器，无任何电压电源时仍能跳闸，实现无源后备保护。 

无源速断模块

无源速断模块是无需任何辅助电源即可工作的三段式电流保护模块，此处“辅助电源”指各类电压源（含电压互感器提供的交流电压源、备用电池或法拉电容提供的直流备用电源）。

现有多数断路器依赖电压互感器提供交流电源，既给断路器操动机构供电，也给电池或法拉电容器充电；也有采用分压电容器分压给电池或法拉电容器充电的方式，但安全性较低。当线路出口短路或带短路送电时，电压互感器输出电压可能过低，无法保障控制器工作及操动机构可靠脱扣，需备用直流电源供电；即便有备用电源，送电前需先充满备用电池或电容、确保控制器正常工作，否则控制器启动慢会延长过流保护动作时间，引发越级跳闸等事故。

“无源速断模块”仅需电流互感器提供的电流源即可实现各类过流保护动作，需解决以下问题：

① 速断模块仅需电流互感器提供的电流源（三相电流源中至少两相供电）即可快速启动，同时判断电流数值，按既定电流-时间关系动作，最短动作时间≤30ms，本装置采用低功耗芯片实现该目标；

② 断路器操动机构脱扣线圈驱动容量需足够小（瞬间≤15VA），常规分闸脱扣线圈脱扣驱动能量达200VA，而电流互感器单只输出容量通常仅5VA，无法满足常规操动机构需求；

③ 速断模块定值设定需与控制器（FTU）保护定值设定同步，每次动作后保留动作信息，由FTU转发至后台。

本装置配用的FTU内置该“无源速断模块”，操动机构增设微功率脱扣器，脱扣电功率≤15W。采用该技术后，FTU无需大容量备用电源，大幅减少设备维护量及更换电池工作量，提升柱上成套开关水平。