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

　　論文摘要：“十五”時期，我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造及建設(shè)取得了長足的發(fā)展，當前，乃至“十一五”期間我國電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展仍是一個旺盛時期，時于電網(wǎng)建設(shè)中所需的高壓開關(guān)設(shè)備需求不僅量大，同時對于可靠性、穩(wěn)定性、科技含量、產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平等必將會提出新的要求。借鑒傳統(tǒng)的對高壓開關(guān)設(shè)備習慣選型，認真組織、精心設(shè)計、科學配置，力求實用化的思考，是確保電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的重要舉措。

　　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。70年代初，我國開始引進第一臺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)中運行的252kV,363kV,550kV罐式SF6斷路器已有數(shù)百臺，它以其優(yōu)良的環(huán)境適應(yīng)能力，系統(tǒng)配套性和高運行可靠性得到用戶的認可。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。

　　真空開關(guān)廣泛應(yīng)用于40kV以下電壓等級的電網(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，將會引起局部或較大地區(qū)的停電，造成巨大的經(jīng)濟損失和社會影響，因此這此設(shè)備運行一段時間后或運行中必須進行必要的檢查和維護。

　　迄今為止，電力部門一直采川傳統(tǒng)的維護方式:即定期維護技術(shù)，經(jīng)過規(guī)定的一段時間(如5年)，對設(shè)備進行規(guī)定項維護，這些項日是設(shè)備檢查、更換零部件、解體檢查等。定期維護技術(shù)對減少和防止設(shè)備的故障發(fā)生起到了良好的作用，但是這種定期維護方式存在不少缺陷，例如在設(shè)備解體檢查時，需要對斷路器及電器設(shè)備的一部分進行解體，不但作業(yè)時需要停電，而且視其項日還需要可觀的人l和零部件吏換費用;另外停電后設(shè)備狀態(tài)(如溫度、作川電壓等)和設(shè)備運行中的狀態(tài)不一致，會影響一些數(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，幾程設(shè)計選型中都是經(jīng)過仔細驗算之后提出的參數(shù)指標。而這些技術(shù)參數(shù)體系的形成均是考慮開關(guān)設(shè)備在最嚴酷的使用條件下依照相關(guān)國際和國家標準規(guī)定，并通過試驗驗證之后確定的，應(yīng)該說是比較科學的、實事求是的。

　　三、高壓開關(guān)設(shè)備的發(fā)展趨勢

　　隨著電力系統(tǒng)對配電系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性要求的提高，對高壓開關(guān)設(shè)備的性能要求也越來越高。為了滿足當今社會對高質(zhì)量產(chǎn)品的需求許多研究、設(shè)計和生產(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)水平有了很大的進步。這些綜合起來大概有以下7個因素:

　　(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、強度高和自潔型的新型有機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、免維護的特點，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。目前免維護產(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)廠家的目標和方向。目前，用于六氟化硫斷路器/重合器的彈簧操動機構(gòu)可以做到2000次到500。次，用于真空斷路器/重合器的彈簧操動機構(gòu)基本上可以做到1000次機械穩(wěn)定性，電磁操動機構(gòu)(含永磁操動機構(gòu))可以做到5000次機構(gòu)壽命，基本可以滿足大多數(shù)用戶的需求。但是控制永磁操動機構(gòu)的電容器、蓄電池和電子設(shè)備的使用壽命只能達到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，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、負荷開關(guān)一隔離開關(guān)組合電器、負荷開關(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)最仕人機關(guān)系。將操動簡便可靠、電動遙控操動、清晰的狀態(tài)指不融人到開關(guān)的設(shè)計中，同時模塊化的設(shè)計，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，同時免維護開關(guān)設(shè)備和自動監(jiān)測系統(tǒng)極大的減少了運行人員的工作量。新型的控制器及配網(wǎng)自動化系統(tǒng)可以將開關(guān)的狀態(tài)即時傳送到運行管理人員的電腦上，以及四遙系統(tǒng)的實現(xiàn)大大減少了運行人員的工作量。

　　(智能化。高壓開關(guān)設(shè)備的翎能化是“十五”時期裝備工業(yè)集傳統(tǒng)的機械裝置與電子產(chǎn)品、電子技術(shù)相結(jié)合的機電一體化新一代產(chǎn)品，鉀能化既是一個個體又是一個系統(tǒng)。迄今為止，智能化只是一個泛指，相關(guān)行業(yè)并無一個規(guī)范的術(shù)語和定義。對于一個元件來講，可以理解是按照智能化的要求植人一個或多個元素或者功能，如傳感器、通訊接日等;對于開關(guān)成套設(shè)備，如配電設(shè)備、開關(guān)柜等，則可理解是對一個系統(tǒng)的綜合要求，諸如自動化、遠動化、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水平。因為，我國相關(guān)企業(yè)有必要了解掌握其發(fā)展動態(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)計中如有可能應(yīng)盡量采用國內(nèi)先進的高壓開關(guān)設(shè)備。展銀未來，高壓開關(guān)設(shè)備將向超導、無觸點方向發(fā)展，屆時電力系統(tǒng)將不可是現(xiàn)在的概念和模式。

發(fā)布時間:2011-11-16 訪問次數(shù):4483