浅谈高压开关设备的使用现状和改进发展趋势

　　论文摘要：“十五”时期，我国城乡电网改造及建设取得了长足的发展，当前，乃至“十一五”期间我国电网建设与发展仍是一个旺盛时期，时于电网建设中所需的高压开关设备需求不仅量大，同时对于可靠性、稳定性、科技含量、产品质量和服务水平等必将会提出新的要求。借鉴传统的对高压开关设备习惯选型，认真组织、精心设计、科学配置，力求实用化的思考，是确保电网安全经济运行的重要举措。

　　一、我国高压开关设备的现状

　　在我国输配电系统中，60年代使用多油断路器、空气断路器，技术较落后，1968年华光电子管厂研制出第一只运用于商品化的真空开关管，但由于各种原因与国外的产品质量相差甚远。70年代初，我国开始引进第一台SF6断路器。经过20多年的努力发展，现在我国的电力系统中高压开关设备几乎全部使用SF6断路器和真空断路器。

　　目前我国以40kV电压等级为界，40kV以上高压开关全部使用SF6断路器，40kV以下以真空断路器为主。SF6断路器分为两种结构，一种为罐式，目前在电网中运行的252kV,363kV,550kV罐式SF6断路器已有数百台，它以其优良的环境适应能力，系统配套性和高运行可靠性得到用户的认可。另一种为瓷柱式，它可以通过灵活串接方式获得任意电压额定值，加之低成本，使其在5OOkV以下的超高压领域显示出优势。

　　真空开关广泛应用于40kV以下电压等级的电网内，分为真空断路器和真空接触器两种。目前我国110kV双断真空断路器已研制成功，它是由单断口真空断路器串接而成。真空接触器则主要用于中、低压配电系统中。

　　二、关注短路开断电流和次数

　　高压电器设备是电力电网中的重要设备，一I-i发生事故，将会引起局部或较大地区的停电，造成巨大的经济损失和社会影响，因此这此设备运行一段时间后或运行中必须进行必要的检查和维护。

　　迄今为止，电力部门一直采川传统的维护方式:即定期维护技术，经过规定的一段时间(如5年)，对设备进行规定项维护，这些项日是设备检查、更换零部件、解体检查等。定期维护技术对减少和防止设备的故障发生起到了良好的作用，但是这种定期维护方式存在不少缺陷，例如在设备解体检查时，需要对断路器及电器设备的一部分进行解体，不但作业时需要停电，而且视其项日还需要可观的人l和零部件吏换费用;另外停电后设备状态(如温度、作川电压等)和设备运行中的状态不一致，会影响一些数据判定。

　　短路开断电流和次数是高压开关设备的关键性技术指标，几程设计选型中都是经过仔细验算之后提出的参数指标。而这些技术参数体系的形成均是考虑开关设备在最严酷的使用条件下依照相关国际和国家标准规定，并通过试验验证之后确定的，应该说是比较科学的、实事求是的。

　　三、高压开关设备的发展趋势

　　随着电力系统对配电系统的质量和可靠性要求的提高，对高压开关设备的性能要求也越来越高。为了满足当今社会对高质量产品的需求许多研究、设计和生产部门做了大量的卜作;另外，基础理论，材料技术、生产工艺、加工工艺和新技术的应用，也使得高压开关设备的技术水平有了很大的进步。这些综合起来大概有以下7个因素:

　　(1)环保。六氟化硫气体由于其优良的绝缘和灭弧性能，日前在高压电器中得到了广泛的应用，全球生产的六氟化硫气体约50%用于电力行业其中80%用于高压开关设备。但由于1997年《京都议定书》的签署使各国在逐步停止或减少六氟化硫电器的使用，日前尚未找到合适的替代气体，六氟化硫气体在电器生产中仍然有着其不可替代的作用。

　　(2)新介质、新材料的应用。对于户外产品而言，环境适应性能的提高(污秽，湿热，高海拔，盐雾和大气污染)是至关重要的，因此耐紫外线、强度高和自洁型的新型有机绝缘材料也在户外产品中得到广泛的应用，比如新型的户外环氧树脂、户外硅橡胶、聚氨醋、陶瓷等新型材料等等;另外，金属防腐技术也是高压开关厂家重点研究的课题。

　　真空断路器由于其优良的灭弧性能和少维护、免维护的特点，尤共是小型化、低重燃的真空灭弧室的应用，在户外配电断路器中所占比例越来越高。

　　(3)免维护。目前免维护产品(15一20年使用周期)的研究与开发是高压电器生产厂家的目标和方向。目前，用于六氟化硫断路器/重合器的弹簧操动机构可以做到2000次到500。次，用于真空断路器/重合器的弹簧操动机构基本上可以做到1000次机械稳定性，电磁操动机构(含永磁操动机构)可以做到5000次机构寿命，基本可以满足大多数用户的需求。但是控制永磁操动机构的电容器、蓄电池和电子设备的使用寿命只能达到7年左右与设备本体的要求并不匹配。

　　(4)小型化。目前，复合绝缘技术、气体绝缘技术和小型化真空灭弧室的使用，使得户外配电设备的尺寸和重量与以前相比大幅度减小。同时，电子测量控制设备的发展，使电流传感器和电容式分压器在高压电器产品中的应用成为可能，进一步减小了高压电器的体积。

　　(5)组合电器。户外配电开关设备的使用过程中，经常需要多种高压电器同时使用，因此许多厂家经常将两种以上的电器产品组合使用，如断路器一隔离开关组合电器、负荷开关一隔离开关组合电器、负荷开关一熔断器组合电器等等，一方而降低了成本，另一方面方便了用户的安装和使用。

　　(6)最仕人机关系。将操动简便可靠、电动遥控操动、清晰的状态指不融人到开关的设计中，同时模块化的设计，插接式安装方式，二次系统现场总线使得现场快速安装成为可能，同时免维护开关设备和自动监测系统极大的减少了运行人员的工作量。新型的控制器及配网自动化系统可以将开关的状态即时传送到运行管理人员的电脑上，以及四遥系统的实现大大减少了运行人员的工作量。

　　(智能化。高压开关设备的翎能化是“十五”时期装备工业集传统的机械装置与电子产品、电子技术相结合的机电一体化新一代产品，钾能化既是一个个体又是一个系统。迄今为止，智能化只是一个泛指，相关行业并无一个规范的术语和定义。对于一个元件来讲，可以理解是按照智能化的要求植人一个或多个元素或者功能，如传感器、通讯接日等;对于开关成套设备，如配电设备、开关柜等，则可理解是对一个系统的综合要求，诸如自动化、远动化、四遥、在线监测等。

　　四、结束语

　　为了适应我国电力系统发展的需要，近年来，我国高压开关设备的发展很快，有些产品己接近国外先进产品水平，但还应继续加大科技投人，加大研制开发力度，以求尽快赶超国际先进水平。因为，我国相关企业有必要了解掌握其发展动态，特别是高压真空开关、低压真空接触器的发展情况，在设计中如有可能应尽量采用国内先进的高压开关设备。展银未来，高压开关设备将向超导、无触点方向发展，届时电力系统将不可是现在的概念和模式。

发布时间:2011-11-16 访问次数:4454