“看门狗”配置通信模 电管部门
块后，即成为具备保护
功能的远方终端，可实 现“三遥”，建立综合
管理系统，实时监控用
户负荷。
K1 用户1
K2 用户2
K3 GPRS/GSM 用户3
适用系统中性点接地方式
中性点不接地系统 中性点经消弧线圈接地系统 中性点经低电阻接地系统
L
R
0
基本构成原理
用户区外（电源侧）
第三代用户分界开关 第四代用户分界开关
根据用户对故障处理方式的不同需求，主开关采用免维护的真空 断路器构成用户分界真空断路器；
为适应电缆网配电系统用户需求，研发了包含用户分界开关功能 的落地“看门狗”系列电缆分支箱和箱式开闭所。 方案涵盖负荷 开关和断路器故障处理方式；
制定行业标准
于2014年10月发布DL/T1390-2014电力行业标准：《12kV高压交 流自动用户分界开关设备》，并于2015年3月1日实施。
用户分界开关产生的背景
1998年，北京供电局首先提出产品解决方案的设想，设计用于供电部门 与用户责任分界点的专用开关设备，并形象地称之为“看门狗”开关。
用户分界开关的发展
第一代用户分界开关 第二代用户分界开关
采用空气绝缘的真空断路器内置控制箱和电源PT，依靠三相CT 合成零序电流提供判据； 发展免维护的用户分界真空负荷开关。为能更准确检测和判断单 相接地故障，开关内置了20/1高精度零序电流互感器。并采用独立 的控制终端，提供多种控制和检测方式；
连接电缆
掌上电脑
无线遥控器
FZW28F-12负荷开关特点
☆内置电源侧A相、C相线路电流互感 器和零序电流互感器；
密封防爆顶 盖
吊装挂钩
☆ 电磁弹簧式操作机构，手动或电动
分、合闸；
☆短时耐受电流扩容到20kA；关合50kA；
☆采用真空灭弧，SF6气体加强绝缘，
开关内有与真空灭弧室相串联的隔离 断口，灭弧性能和耐压性能优越。 ☆开关的主回路采用电缆或硅橡胶拐角
ZW20AF-12用户分界真空断路器组成ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
弹簧机构型真空断路器
FDR控制器
电压互感器
连接电缆
掌上电脑
无线遥控器
ZW20AF-12用户分界真空断路器特点
密封防爆顶盖
手动储能手柄 吊装挂钩
☆内置电源侧A相、C相线路电流互感 器和零序电流互感器。
合分指示 ☆ 夹板式弹操机构，功耗小、传动精
度高； ☆进出线采用环氧树脂和硅橡胶整体 浇注； ☆采用真空灭弧，复合绝缘结构,SF6 可防疑露，也可作用加强绝缘，在不
K1
用户1
K2
用户2
K3
用户3 分支开关 在线路失 电无压无 流后分闸。
K1
用户1
K2
用户2
K3
用户3
基本功能 （二）自动切除用户区内相间短路故障（断路器）
短路故障发生后，变电 站保护开关与分界开关 责任用户3被隔离，相邻线路 用户供电不受影响。
配合。
K1
用户1
K2
用户2
K3
用户3 分界开关 先于变电 站分闸， 线路不停
R0
I01
I02
未检测到故障电流
C2
»I01从开关外部流过，控制器检出的零序电流仅为用户侧
的线路分布电容电流I02，适当设定定值比较后可准确判 定为用户区外接地故障
区内相间短路的处理（负荷开关）
用户区外（电源侧） 用户区内（负荷侧）
Id
»短路故障发生时，开关流过故障电流，分界开关控制器记
忆该状态
»变电站保护动作后，故障电流消失且线路失压，有故障电
用户分 界负荷 开关
自动 切除
变电站出 线保护跳 闸后立即 分闸
无
就地手动、就 掌上电脑、手 地遥控、手机 机短信、可选 遥控、掌上电 后台控制系统 脑、可选后台 (GPRS) 控制系统
GSM GPRS (可选)
用户分 界断路 器
自动 切除
* 先于变 电站开关 分闸
* 变电站 出线保护 跳闸后立 即分闸
K1
用户1
K2
用户2
K3
用户3
电。
基本功能 （三）快速定位故障点
电管部门 “看门狗”选配通信 模块后，可通过信道（有 线或无线）主动上传故障 信息及线路状态信息。 责任用户 停电后，用户 会主动上报停 K1 K2 K3 电状况，电力 公司可快速定
用户1
用户2
用户3
位故障点，并
迅速派员到场 排查。
备选功能（四）监控用户负荷
用户分界开关解决的问题
主干线改良后支线故障率大幅上升； 因支线上单一用户的故障和保护配合不当而波及整条 馈线停电引起责任纠纷；
变电站接地选线装置不能满足快速查找接地故障点的
要求；
线路多级保护所增加的时延，恶化电网的运行环境；
线路故障不能及时上传及处理，增加停电时间。
基本功能 （一）自动切除用户区内单相接地故障
5%～10%的脱谐度，I01仍比IC2大，控制器仍可区分区内区 外的接地故障
消弧线圈接地系统区外单相接地处理
电源侧（用户区外）
负荷侧（用户区内）
C1
L IL
IC1
I01=IC1-IL
未检测到 故障电流
C2 IC2
容性接地电流路径
感性接地电流路径
区内容性接地电流路径
»I01趋近补偿后的全网零序电流，开关内流过的零序电流
为IC2，其值小于定值控制器不启动零序保护
低电阻接地系统区内单相接地处理
电源侧（用户区外）
负荷侧（用户区内）
R0
检测到 故障电流
I01
I02
C2
»一般金属性接地I01约为400A左右，控制器与定值比较后
可准确判定为用户区内接地故障，令开关立即分闸
低电阻接地系统区外单相接地处理
电源侧（用户区外）
负荷侧（用户区内）
关流过零序电流仅为开关负荷侧线路电容电流（I02），控 制器与定值比较后可准确判定为用户区外接地故障，不启 动保护
消弧线圈接地系统区内单相接地处理
电源侧（用户区外）
负荷侧（用户区内）
C1
L IL
IC1
I01=IC1-IL
IC2
C2
检测到故障电流
容性接地电流路径
感性接地电流路径
区内容性接地电流路径
»I01趋近补偿后的全网零序电流，由于一般接地补偿应保证
实现开关控制，报送故障
用户分界开关的发展
第四代用户分界开关
分界控制 器
电缆型分界开关设备（落地“看门狗”）
用户分界开关的发展
标准颁布
用户支线故障的解决办法
用“看门狗”取代普通开关
变电站
开关1
开关2
开关3 用户1 用户2
开关4
用户3
用户4
用户支线故障的解决办法
架空看门狗的故障处理
单相接地故障 1.1. 单相接地故障
进出线套管 储能指示 手动分合闸手柄
充气体的情况下，也能达到相应绝缘 水平； ☆可采用吊装和坐装两种安装方式。
ZW20AF用户分界断路器的故障处理过程
单相接地的故障处理（中心点不接地或中心点经消弧线圈接地系统） 线路正常时，变电站出线开关CB和分界断路器 K1、K2、K3均处于合位 用户1 用户2 用户3 用户2区内发生单相接地故障，K2检出零序电流 趋近全网的零序电流，经延时判定故障为永久性 后，令K2自动分闸，立即隔离故障
I01的大小取决于 C1和接地点电阻
»用户区内发生单相接地故障，控制器检出开关流过的零序电流趋
近全网的零序电流，经延时判定故障为永久性后，令分界开关自 动分闸，立即隔离故障
中性点不接地系统区外单相接地处理
负荷侧（用户区内）
电源侧（用户区外）
C1
I01
I02
未检测到 故障电流
C2
»对中性点不接地系统，用户区外发生单相接地故障时，开
用户分界开关产生的背景
在用户侧内部故障引起的线路停电尤其是对小电流接地 系统中占故障比例较高的单相接地故障一直没有比较理想的 处理手段！为了不使用户的故障反映到变电站（或上一级断 路器），需要一种安装于用户分支线路入口、能够将分支线 路发生的故障与主线隔离的开关设备，以减小用户故障对主 网供电的影响。
用户分界开关的发展
第二代用户分界开关 FZW28F分界负荷开关
FDR 控制器
开关本体
电压互感器 (PT)
无线 GSM手 掌上电脑 电脑 遥控器 机短信
实现开关控制，报送故障
用户分界开关的发展
第三代用户分界开关
ZW20AF分界断路器
FDR 控制器
断路器本体
电压互感器 (PT)
无线 遥控器
GSM手 掌上电脑 电脑 机短信
流记忆的分界开关快速分闸
»变电站重合时，故障点已被隔离，因此重合成功，相邻用
户恢复供电
区内相间短路的处理（断路器）
用户区外（电源侧） 用户区内（负荷侧）
»当用户区内发生相间故障时，分界开关检测到短路电流 »短路电流超过过流定值时，经过延时，确认为永久性过电流故障
后，分界开关分闸
Id
»短路电流超过速断电流定值时，分界开关速断分闸 »分界开关可设定重合闸次数和时间间隔，以区分瞬时故障或永久
用户分界开关产生的背景
当10kV架空或电缆线路T接的用户分支线路发生故障，如果 故障发生在用户线路内部，会造成变电站出线开关掉闸。若是 永久性故障，出线开关重合不成功，将会使整条配电线路停电。
用户分界开关产生的背景
当用户分支线路进线段发生故障，变电站出线断路器保 护动作，并进行重合闸。若为永久性故障则整体线路失电！
性故障