10KV戶外高壓真空斷路器（結(jié)構(gòu)分析圖）

提供來源：浙江皖開電力科技有限公司

10KV線路中，變壓器可排出箱內(nèi)大部分空氣，是有效的防凝露措施。 綜上所述，戶外真空斷路器在技術(shù)水平上已經(jīng)成熟可靠，同其他絕緣方式相比較，真空的方式使用方便。充油的斷路器如漏油會造成污染，在事故的情況下會造成事故擴(kuò)大的可能。但這根本上是產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的問題，而不是絕緣介質(zhì)本身問題。 在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和使用上要繼承成熟的經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)檫@些經(jīng)驗(yàn)是不止一次地應(yīng)用而得到預(yù)期效果的，代表著從設(shè)計(jì)到制造、運(yùn)行、價格一系列完整的認(rèn)識。充油絕緣方式的可靠性已經(jīng)過長期運(yùn)行的驗(yàn)證，較之我們尚未*掌握的其他方式更為適用，當(dāng)然技術(shù)進(jìn)步仍是我們追求的目標(biāo)。

2. 真空斷路器的機(jī)械特性和機(jī)構(gòu)可靠性 戶內(nèi)外真空斷路器的心臟——真空滅弧室的結(jié)構(gòu)比較簡單，其觸頭由平板電極改進(jìn)為縱向磁場電極，擴(kuò)散電弧防止了觸頭表面的局部過熱，開斷電流提高到40kA以上，在試驗(yàn)室開斷電流高達(dá)200kA。 真空觸頭的開距甚小，一般設(shè)計(jì)要求11±1mm。動觸頭系統(tǒng)的運(yùn)動質(zhì)量較輕，即使在分閘位置電弧亦能可靠地熄滅。因此分閘的行程時間很短，不超過半個周波；平均分閘速度對10kV真空滅弧室而言一般僅1±0.2m/s；緩沖行程更短，因而必須強(qiáng)而有效否則引起觸頭過大震動將觸頭間隙再度擊穿。 考核真空斷路器的機(jī)械壽命時，都對合閘彈跳時間要求很嚴(yán)，有的用戶要求彈跳時間為零。彈跳是指合閘撞擊引起的跳動，減少彈跳方向的撞擊力是縮小跳動的有效途徑。真空滅弧室的觸頭目前還不可能做成插入式的，那么對合閘速度及觸頭壓力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理性要求更為嚴(yán)格。彈跳時間為零的要求是不具體的，較大的超程和觸頭壓力，對真空滅弧室的壽命有較大的影響。筆者認(rèn)為把合閘彈跳時間限制在一個較小數(shù)值之內(nèi)，比彈跳時間為零的要求更為合理。再者合閘彈跳時間的長短也許能說明觸頭系統(tǒng)機(jī)械調(diào)整的恰當(dāng)程度，并不能由此而判定短路合閘情況的好壞，因?yàn)殛P(guān)合短路的實(shí)際情況要復(fù)雜得多。 分閘時的同樣可能造成重?fù)舸?。解決分合閘時的彈跳問題，不但考慮速度、壓力和行程等機(jī)械特性要求，重要的是分合閘時的緩沖是否有效；操作機(jī)構(gòu)的傳動系統(tǒng)和諧的配合；使之不產(chǎn)生過多的分合閘沖擊能量。 機(jī)構(gòu)的可靠性是由設(shè)計(jì)和制造的正確性來保證的，要重視設(shè)計(jì)前期的研究和中間試驗(yàn)，生產(chǎn)過程中保證零部件和裝配調(diào)整質(zhì)量。統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明：在斷路器的故障總數(shù)中，機(jī)械故障占70%以上。 此外，對于戶外真空斷路器，還有防腐蝕、潤滑和密封等要有可靠的措施來保證。 5 10kV戶外真空斷路器的發(fā)展趨勢 新型戶外斷路器的要求和發(fā)展趨勢是、可靠、不需維護(hù)和用途廣泛，滿足自動化配電網(wǎng)絡(luò)對于斷路器的要求。

3.1 對于真空管的要求 新型的真空管尺寸小、重量輕，從封排工藝上保證高的真空度。即使在多次短路開斷后仍具有非常好的介電強(qiáng)度。為了有利于熄滅電弧，使用電弧驅(qū)動的橫向磁吹和縱向磁次(AMF)觸頭，滿足大容量開斷的要求。通過老煉處理和改變觸頭材料，使其在開斷容性電流時能夠把截流限制在3A以下，有利于抑制過電壓的產(chǎn)生。

3.2 免維護(hù)性 達(dá)到免維護(hù)性是個艱巨的任務(wù)。斷路器的機(jī)構(gòu)要求是外形尺寸小，能量需求低、軸承的支承負(fù)載和所有零件的單位負(fù)荷要相應(yīng)的小。這對于機(jī)構(gòu)和潤滑的設(shè)計(jì)要求很高，制造精度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。制造廠要有機(jī)床和檢測設(shè)施予以保證制造質(zhì)量。使其具有無須再調(diào)整、無須再潤滑、無須修改特性參數(shù)，達(dá)到免維護(hù)性的要求。

3.3 自動化配電網(wǎng)絡(luò)的需要——機(jī)電一體化 機(jī)電一體化是戶外真空斷路器的發(fā)展方向，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用使其具備控制功能，用智能信息處理系統(tǒng)進(jìn)行故障前的檢測和判別，使其工作狀況更為可靠。在保護(hù)方面具備反時限過流速斷、重合閘、自動檢測故障、聯(lián)絡(luò)開關(guān)投入等。還具有遙控、遙測、遙信，顯示觸頭磨損壞狀況等功能，可滿足電網(wǎng)自動化網(wǎng)絡(luò)對于斷路器的要求。 新型戶外斷路器的控制和操作按微處理器的程序進(jìn)行，電源取自線路，經(jīng)整流后，供控制系統(tǒng)也可供操作機(jī)構(gòu)。也有用高能鋰電池作電源，也有用氣動裝置的，不需外界能源。在控制、監(jiān)視、顯示等方面具有智能化作用，同時機(jī)電一體化的產(chǎn)品極大地提高了切除故障的成功率。所以，新型的戶外斷路器是多種科學(xué)知識的有機(jī)結(jié)合，邊緣科學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了戶外產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造水平的提高。

4. 10kV戶外真空斷路器的推廣前景 真空技術(shù)水平的提高和發(fā)展，是真空斷路器的日益完善，使其*日益提高。特別是戶外真空斷路器，在我國進(jìn)入市場的時間只有幾年，很多省市剛剛使用，投放市場的總量約2萬臺左右。農(nóng)村電網(wǎng)需求量大，所以具有廣闊的市場推廣應(yīng)用前景。

4.1 城市電網(wǎng) 10kV戶外真空斷路器主要使用在城市供電線路上，作為分段保護(hù)，縮小供電半徑，提高供電的可靠性。我國的城網(wǎng)改造剛剛起步，大規(guī)模的使用尚未開始。除了資金問題外，對斷路器的選型和試用，以及城網(wǎng)自動化控制的模式及方法的確定是主要關(guān)鍵。在城網(wǎng)自動化配電系統(tǒng)中，產(chǎn)品可能會批量地應(yīng)用。但是對于眾多的城市電網(wǎng)，在線路上暫不可能采用自動化網(wǎng)絡(luò)，那么大量使用的將是ZW32-12類型的產(chǎn)品。 目前我國城市數(shù)量約為666個，地級以上城市221個，通過信息綜合分析，城網(wǎng)需要的戶外斷路器約在15萬臺以上。

4.2 農(nóng)村電網(wǎng) 我國地域遼闊，農(nóng)村電網(wǎng)幅射面積大，但密度小，市場潛力很大。過去因?yàn)橘Y金等原因，農(nóng)網(wǎng)的發(fā)展速度緩慢，設(shè)備陳舊落后。zui近我國關(guān)于加快農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)的政策，給農(nóng)網(wǎng)的進(jìn)步創(chuàng)造了有利條件。 在農(nóng)網(wǎng)的供電線路中，使用戶外真空斷路器的量不會太大，而大量地作為變電站的出線斷路器使用。1997年浙江海寧市使用了近200臺戶外真空斷路器，大部分作為變電站的出線斷路器使用，減少了占地面積，也降低了農(nóng)村變電站的造價。這是一個有益的經(jīng)驗(yàn)，同時也說明了農(nóng)網(wǎng)的需求是很大的，估計(jì)農(nóng)網(wǎng)對10kV戶外斷路器的需求量約在10萬臺左右。

4.3 其他 除城鄉(xiāng)兩網(wǎng)對于10kV斷路器的需求量外，對于大量的移動電站，臨時供電設(shè)備，油田和礦山變電站的進(jìn)出線保護(hù)電器，10kV戶外真空斷路器都可能是產(chǎn)品。這些用量也是不可低估的。 隨著供電事業(yè)的發(fā)展和兩網(wǎng)的技術(shù)進(jìn)步，結(jié)合2000年后的供電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，戶外斷路器的需求總量估計(jì)在30萬臺以上。 真空技術(shù)水平的提高和發(fā)展，使10kV戶外真空斷路器，具有廣泛的市場推廣前景。社會的發(fā)展對于城鄉(xiāng)兩網(wǎng)提出了一個躍變的要求，供電可靠性和兩網(wǎng)的技術(shù)進(jìn)步促使與此相應(yīng)的電力裝備必須跟上時代的步伐。抓住機(jī)遇，學(xué)習(xí)和消化、吸收*的*經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步提高工藝技術(shù)水平，把10kV戶外真空斷路器的設(shè)計(jì)和制造水平提到新的高度。