淺談高壓開關(guān)設(shè)備的使用現(xiàn)狀和改進(jìn)發(fā)展趨勢(shì)

　　論文摘要：“十五”時(shí)期，我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造及建設(shè)取得了長足的發(fā)展，當(dāng)前，乃至“十一五”期間我國電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展仍是一個(gè)旺盛時(shí)期，時(shí)于電網(wǎng)建設(shè)中所需的高壓開關(guān)設(shè)備需求不僅量大，同時(shí)對(duì)于可靠性、穩(wěn)定性、科技含量、產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平等必將會(huì)提出新的要求。借鑒傳統(tǒng)的對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備習(xí)慣選型，認(rèn)真組織、精心設(shè)計(jì)、科學(xué)配置，力求實(shí)用化的思考，是確保電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要舉措。

　　一、我國高壓開關(guān)設(shè)備的現(xiàn)狀

　　在我國輸配電系統(tǒng)中，60年代使用多油斷路器、空氣斷路器，技術(shù)較落后，1968年華光電子管廠研制出第一只運(yùn)用于商品化的真空開關(guān)管，但由于各種原因與國外的產(chǎn)品質(zhì)量相差甚遠(yuǎn)。70年代初，我國開始引進(jìn)第一臺(tái)SF6斷路器。經(jīng)過20多年的努力發(fā)展，現(xiàn)在我國的電力系統(tǒng)中高壓開關(guān)設(shè)備幾乎全部使用SF6斷路器和真空斷路器。

　　目前我國以40kV電壓等級(jí)為界，40kV以上高壓開關(guān)全部使用SF6斷路器，40kV以下以真空斷路器為主。SF6斷路器分為兩種結(jié)構(gòu)，一種為罐式，目前在電網(wǎng)中運(yùn)行的252kV,363kV,550kV罐式SF6斷路器已有數(shù)百臺(tái)，它以其優(yōu)良的環(huán)境適應(yīng)能力，系統(tǒng)配套性和高運(yùn)行可靠性得到用戶的認(rèn)可。另一種為瓷柱式，它可以通過靈活串接方式獲得任意電壓額定值，加之低成本，使其在5OOkV以下的超高壓領(lǐng)域顯示出優(yōu)勢(shì)。

　　真空開關(guān)廣泛應(yīng)用于40kV以下電壓等級(jí)的電網(wǎng)內(nèi)，分為真空斷路器和真空接觸器兩種。目前我國110kV雙斷真空斷路器已研制成功，它是由單斷口真空斷路器串接而成。真空接觸器則主要用于中、低壓配電系統(tǒng)中。

　　二、關(guān)注短路開斷電流和次數(shù)

　　高壓電器設(shè)備是電力電網(wǎng)中的重要設(shè)備，一I-i發(fā)生事故，將會(huì)引起局部或較大地區(qū)的停電，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響，因此這此設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后或運(yùn)行中必須進(jìn)行必要的檢查和維護(hù)。

　　迄今為止，電力部門一直采川傳統(tǒng)的維護(hù)方式:即定期維護(hù)技術(shù)，經(jīng)過規(guī)定的一段時(shí)間(如5年)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行規(guī)定項(xiàng)維護(hù)，這些項(xiàng)日是設(shè)備檢查、更換零部件、解體檢查等。定期維護(hù)技術(shù)對(duì)減少和防止設(shè)備的故障發(fā)生起到了良好的作用，但是這種定期維護(hù)方式存在不少缺陷，例如在設(shè)備解體檢查時(shí)，需要對(duì)斷路器及電器設(shè)備的一部分進(jìn)行解體，不但作業(yè)時(shí)需要停電，而且視其項(xiàng)日還需要可觀的人l和零部件吏換費(fèi)用;另外停電后設(shè)備狀態(tài)(如溫度、作川電壓等)和設(shè)備運(yùn)行中的狀態(tài)不一致，會(huì)影響一些數(shù)據(jù)判定。

　　短路開斷電流和次數(shù)是高壓開關(guān)設(shè)備的關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo)，幾程設(shè)計(jì)選型中都是經(jīng)過仔細(xì)驗(yàn)算之后提出的參數(shù)指標(biāo)。而這些技術(shù)參數(shù)體系的形成均是考慮開關(guān)設(shè)備在最嚴(yán)酷的使用條件下依照相關(guān)國際和國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證之后確定的，應(yīng)該說是比較科學(xué)的、實(shí)事求是的。

　　三、高壓開關(guān)設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)

　　隨著電力系統(tǒng)對(duì)配電系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性要求的提高，對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備的性能要求也越來越高。為了滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)高質(zhì)量產(chǎn)品的需求許多研究、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)部門做了大量的卜作;另外，基礎(chǔ)理論，材料技術(shù)、生產(chǎn)工藝、加工工藝和新技術(shù)的應(yīng)用，也使得高壓開關(guān)設(shè)備的技術(shù)水平有了很大的進(jìn)步。這些綜合起來大概有以下7個(gè)因素:

　　(1)環(huán)保。六氟化硫氣體由于其優(yōu)良的絕緣和滅弧性能，日前在高壓電器中得到了廣泛的應(yīng)用，全球生產(chǎn)的六氟化硫氣體約50%用于電力行業(yè)其中80%用于高壓開關(guān)設(shè)備。但由于1997年《京都議定書》的簽署使各國在逐步停止或減少六氟化硫電器的使用，日前尚未找到合適的替代氣體，六氟化硫氣體在電器生產(chǎn)中仍然有著其不可替代的作用。

　　(2)新介質(zhì)、新材料的應(yīng)用。對(duì)于戶外產(chǎn)品而言，環(huán)境適應(yīng)性能的提高(污穢，濕熱，高海拔，鹽霧和大氣污染)是至關(guān)重要的，因此耐紫外線、強(qiáng)度高和自潔型的新型有機(jī)絕緣材料也在戶外產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用，比如新型的戶外環(huán)氧樹脂、戶外硅橡膠、聚氨醋、陶瓷等新型材料等等;另外，金屬防腐技術(shù)也是高壓開關(guān)廠家重點(diǎn)研究的課題。

　　真空斷路器由于其優(yōu)良的滅弧性能和少維護(hù)、免維護(hù)的特點(diǎn)，尤共是小型化、低重燃的真空滅弧室的應(yīng)用，在戶外配電斷路器中所占比例越來越高。

　　(3)免維護(hù)。目前免維護(hù)產(chǎn)品(15一20年使用周期)的研究與開發(fā)是高壓電器生產(chǎn)廠家的目標(biāo)和方向。目前，用于六氟化硫斷路器/重合器的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)可以做到2000次到500。次，用于真空斷路器/重合器的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)基本上可以做到1000次機(jī)械穩(wěn)定性，電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)(含永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu))可以做到5000次機(jī)構(gòu)壽命，基本可以滿足大多數(shù)用戶的需求。但是控制永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的電容器、蓄電池和電子設(shè)備的使用壽命只能達(dá)到7年左右與設(shè)備本體的要求并不匹配。

　　(4)小型化。目前，復(fù)合絕緣技術(shù)、氣體絕緣技術(shù)和小型化真空滅弧室的使用，使得戶外配電設(shè)備的尺寸和重量與以前相比大幅度減小。同時(shí)，電子測量控制設(shè)備的發(fā)展，使電流傳感器和電容式分壓器在高壓電器產(chǎn)品中的應(yīng)用成為可能，進(jìn)一步減小了高壓電器的體積。

　　(5)組合電器。戶外配電開關(guān)設(shè)備的使用過程中，經(jīng)常需要多種高壓電器同時(shí)使用，因此許多廠家經(jīng)常將兩種以上的電器產(chǎn)品組合使用，如斷路器一隔離開關(guān)組合電器、負(fù)荷開關(guān)一隔離開關(guān)組合電器、負(fù)荷開關(guān)一熔斷器組合電器等等，一方而降低了成本，另一方面方便了用戶的安裝和使用。

　　(6)最仕人機(jī)關(guān)系。將操動(dòng)簡便可靠、電動(dòng)遙控操動(dòng)、清晰的狀態(tài)指不融人到開關(guān)的設(shè)計(jì)中，同時(shí)模塊化的設(shè)計(jì)，插接式安裝方式，二次系統(tǒng)現(xiàn)場總線使得現(xiàn)場快速安裝成為可能，同時(shí)免維護(hù)開關(guān)設(shè)備和自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)極大的減少了運(yùn)行人員的工作量。新型的控制器及配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)可以將開關(guān)的狀態(tài)即時(shí)傳送到運(yùn)行管理人員的電腦上，以及四遙系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)大大減少了運(yùn)行人員的工作量。

　　(智能化。高壓開關(guān)設(shè)備的翎能化是“十五”時(shí)期裝備工業(yè)集傳統(tǒng)的機(jī)械裝置與電子產(chǎn)品、電子技術(shù)相結(jié)合的機(jī)電一體化新一代產(chǎn)品，鉀能化既是一個(gè)個(gè)體又是一個(gè)系統(tǒng)。迄今為止，智能化只是一個(gè)泛指，相關(guān)行業(yè)并無一個(gè)規(guī)范的術(shù)語和定義。對(duì)于一個(gè)元件來講，可以理解是按照智能化的要求植人一個(gè)或多個(gè)元素或者功能，如傳感器、通訊接日等;對(duì)于開關(guān)成套設(shè)備，如配電設(shè)備、開關(guān)柜等，則可理解是對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的綜合要求，諸如自動(dòng)化、遠(yuǎn)動(dòng)化、四遙、在線監(jiān)測等。

　　四、結(jié)束語

　　為了適應(yīng)我國電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，近年來，我國高壓開關(guān)設(shè)備的發(fā)展很快，有些產(chǎn)品己接近國外先進(jìn)產(chǎn)品水平，但還應(yīng)繼續(xù)加大科技投人，加大研制開發(fā)力度，以求盡快趕超國際先進(jìn)水平。因?yàn)�，我國相關(guān)企業(yè)有必要了解掌握其發(fā)展動(dòng)態(tài)，特別是高壓真空開關(guān)、低壓真空接觸器的發(fā)展情況，在設(shè)計(jì)中如有可能應(yīng)盡量采用國內(nèi)先進(jìn)的高壓開關(guān)設(shè)備。展銀未來，高壓開關(guān)設(shè)備將向超導(dǎo)、無觸點(diǎn)方向發(fā)展，屆時(shí)電力系統(tǒng)將不可是現(xiàn)在的概念和模式。

發(fā)布時(shí)間:2011-11-16 訪問次數(shù):4466