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开关技术和设备的发展趋势
日期：2008-5-11 22:51:13 来源：Control Engineering China  
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1　高压、超高压、特高压技术及产品
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　　进入21世纪,我国的输、变电设备将向更高的电压等级迈进.随着西部大开发战略的实施,西电东送,西北地区将上750 k V电压等级的电网,我国将上1200 k V电压等级的电网.随着2004年黄河上游公佰峡水电站的投产发电,我国第1条750 k V输电线路将在西北电网建成.750 k V电压等级电网的启动,预示着我国另一个特高压等级1 000 k V或1 200 kV工程的启动也不是长远的和不可及的事情.
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　　新一级特高压等级的出现,将面临许多技术方面的问题,如基础研究（包括对生态和环境的影响）、输电线路（线路充电容量、线路损耗等）、变电所和电气设备.需要重点攻关的设备有：
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　　a）断路器.我国现在只能制造500 kV的双断口SF6断路器（理论上讲,1200 k V断路器可能是三断口）,如何减少更高电压等级的断路器的断口,使体积减小,工作可靠,这是要重点攻关的课题.
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　　b）绝缘子.我国已能生产最大承受拉力为294 k N的玻璃绝缘子和合成绝缘子,发展到更高一级电压,需要研究最大承受拉力为392 k N和490 k N的绝缘子.
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2 GIS的发展趋势
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　　西部大开发,带来水电大开发,水电站一般建在崇山峻岭中,可供建筑的面积小；城网改造,220 k V高电压直入负荷中心,闹市之中尺土寸金.GIS占地面积小,10年以上免维护,这就正好发挥它的优势,因此未来的发展,GIS的需求将大量增加. 请登陆:高压开关网 浏览更多信息
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　　GIS的发展趋势有两方面:72．5～330 k VGIS三相共箱化和复合化；550 k V GIS的断路器部分由双断口减为单断口,1 100 k V GIS减为双断口,从而实现小型化.
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　　三相共箱化是将主回路元件的三相装在公用的接地外壳内,内充SF6气体绝缘,并用环氧树脂浇铸绝缘子加以支撑和分隔.目前,对于500 k VGIS一般只做到母线三相共箱化,元件三相分箱.三相共箱化可缩小间隔宽度,如西门子8 DN8型72．5～145 kV GIS为三相共箱式结构,其占地面积仅为普通型GIS（分相式）的50％,间隔宽度仅为0．8 m；日本的275 kV三相共箱式GIS,将占地面积缩小了30％.
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　　复合化是将断路器、电压互感器、隔离开关和接地开关共置于一个充SF6气体的罐内,由于线路侧元件复合化了,故大大减少了气罐的数量,也减少了密封部位和密封长度,加工简单,体积缩小.
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3　紧凑型组合式户外高压开关设备的开发
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　　将断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器和电压互感器有机地组合,使之成为紧凑型组合式开关设备,这种设备大大节省变电站的占地面积,占地面积为敞开式开关设备的60％,简化了安装工序（整体运输）,减少了维护费用.这种设备的价格比敞开式贵少许,但比GIS便宜很多,可节省投资.例如我国江阴市某变电站从ABB公司引进了145 k V紧凑型组合式开关设备,其综合造价只比采用常规敞开式开关设备的方案增加10％.因此,对这种技术、经济指标先进的紧凑型高电压设备,我们在“十五”期间应加紧研制.
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4　自能式SF6断路器的发展
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　　为提高断路器的可靠性,降低操作功,20世纪80年代以来,利用电弧本身能量灭弧的自能灭弧结构开始问世,其工作原理一般称为自膨胀原理,或称为热膨胀原理和自能式灭弧原理.它是在短路开断时用电弧自身的能量加热SF6气体形成压力差吹弧,在开断小电流时用压气助吹熄弧.由于自能式灭弧是利用电弧自身的能量灭弧的,减少了灭弧室所需的压气能量,从而减少了操作功,其操作功仅为单压式的1／4～1／3,故可以使用可靠性较高的弹簧操动机构,免除了液压气动机构的漏液、泄气隐患,提高了系统的可靠性和安全性.
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　　SF6自能式灭弧断路器出现于20世纪80年代中期,90年代后期已进入第二代自能式灭弧,现在ALSTHOM公司和AEGT＆D公司声称已发展到420 k V电压等级.
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　　“九五”后期,我国一些厂家已研发出126 k V自能式SF6断路器,如原广州市高压电器厂于1998年通过鉴定的126 k V电压等级、额定电流2 500 A、额定短路开断电流31．5 kA的自能式SF6断路器.自能式灭弧断路器有操动机构简单的优点,但当短路开断容量增大时,开断速度受电弧本身能量的限制而不能提高,这是今后要努力解决的问题.
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5　超高压SF6断路器智能操作的研究
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　　随着微型计算机的广泛应用,断路器的智能化问题亦随之提出,一种新型的断路器正在研究和兴起,这就是智能操作断路器.
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　　智能操作断路器是根据所检测到的电网中开关开断前一瞬间的各种工作状态信息,自动选择和调整操动机构以及与灭弧室状态相适应的合理的预定工作条件,以改变现有断路器的单一分闸
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