中压开关设备的发展动态

摘 要： 中压开关设备作为电力系统中使用量最大、应用范围最广的控制保护装置之一，其发展动态对整个电网的安全稳定运行有着十分重要的意义。换言之，只有确保中压开关设备的安全可靠运行，才能保证电网运行的安全性和可靠性。基于此点，首先对中压开关设备进行简介，进而分析中压开关设备行业及产品现状，并在此基础上对中压开关设备未来的发展动态进行展望。

关键词： 中压开关设备；电力系统；发展动态

中压开关设备简介

所谓的中压开关设备主要是指电压等级在12kV～40.5kV的开关设备，这类设备是我国配电系统中用量最大、使用范围最广的一类开关设备。现阶段，随着我国电网结构日趋复杂化，电力系统的负荷也随之不断增加，这都对电网运行的可靠性提出了更高的要求。而作为配电系统中较为重要的中压开关设备，其运行的稳定性直接影响着配电网络的正常运行，一旦配网发生故障，必然会造成大面积停电，这样不仅会给用户造成一定的影响，同时也会给电力企业带来巨大的经济损失。目前，配网中较为常用的中压开关设备主要有接触器、断路器、C-GIS等等。其中断路器又分为SF6和真空断路器。由于这两种断路器的广泛普及和应用，使得中压开关柜的体积日趋小型化，并且还增加了各种闭锁功能，这为设备的安全可靠运行提供了有利条件。然而，这类中压开关柜主要是以空气作为绝缘介质，很容易受到外界环境因素的影响，从而增大了日常维护和保养的工作量。为了解决这一问题，国外一些专业人员对此进行了大量的研究，经过不断的努力终于研制出了一种固体绝缘装置，这种装置最大的优点就是以固体作为绝缘介质，并将主回路与接地金属外壳浇注在一起，从而使整个装置的体积大幅缩小，装置的密封效果也十分良好。但是由于该装置浇铸成型后便不能变换，而大部分用户的使用需求又有所不同，这就使得该装置在生产和销售上受到了一定的限制，所以并未被广泛推广使用。通过在原有基础上的不断改进，终于研制出了一种全封闭柜式组合开关设备。这种开关柜是以低压六氟化硫气体作为绝缘介质，主回路处于完全封闭状态，由于开关柜中的各个导体之间距离明显缩小，使得其结构变得十分紧凑，仅需较小的空间便可以安装，并且具有较高的安全性和可靠性，不会受到来自于外界自然因素的影响。

2 中压开关设备行业及产品现状分析

2.1 行业现状

通过对我国电气行业协会及中经网数据库进行调查结果显示，09年国内中压开关设备总产量约为27.63万台左右，10年的总产量为32.71万台，与09年相比增长了18个百分点，11年产量约为35.62万台。预计12年有可能突破40万台大关。由以上数据中不难看出，我国中压开关设备的呈逐年增长态势，这与电力系统的发展有着十分密切的关联。虽然近些年中压开关设备的原材料价格大幅上涨，但是这并不会对中压开关设备的年产量造成太大的影响，究其根本原因是由于市场需求量较大，输配电行业不断发展壮大的同时，也相应地带动了与之相关产品的产量和销售量。

2.2 产品现状

在我国的电力系统当中，发电机的电压为7.2kV～36kV，为了能够确保远距离输送的需要，必须先将电压等级升至126kV～1100kV，随后再降至12kV～126kV。我们可以将电压等级的分布情况看作是一个金字塔型，中压开关设备恰恰位于该金字塔的塔基位置，这部分正是直接与用户终端相连的部分。因此，中压开关设备具有十分良好的市场氛围。中压开关设备历经多年的发展，已经从早期的少油断路器，发展为如今的SF6和真空断路器。

3 中压开关设备未来的发展动态

在未来一段时期内，中压开关设备的主要发展方向是高可靠性、少维护、小型化、自动化、安全性以及经济性。

3.1 断路器

断路器是整个中压开关柜中的核心设备。近年来，随着我国科技水平的不断进步，真空断路器各方面性能均较之以往有了很大程度的提高，其目前已经成为中压电器中的主导产品之一。同时这一类型断路器的生产也逐步走向大规模生产阶段。伴随着真空断路器技术性能指标的不断提高，开断能力也随之大幅度提升，从而使得该断路器的可靠性显著提高。而且真空断路器正朝着高可靠性、小型化、少维护的方向发展。

1）可靠性。断路器的可靠性是决定该产品品质优劣的主要因素之一，而想要使产品具有较高的可靠性，产品性能的稳定性起着决定性作用。通常在设备实际运行过程中，我们往往追求的都是设备的开断次数，其稳定性经常会被忽视。需要强调的是，高的开断次数不一定表示产品的品质好、可靠性高，产品的稳定性才是断路器最重要的指标。

2）小型化。随着真空灭弧室的体积逐渐缩小，使设备向小型化发展成为可能。与此同时，外部绝缘的改进和增强也为断路器小型化提供了必要条件。此外，新型绝缘材料的应用，也在一定程度上缩小了断路器的体积，尤其是浇注式极柱的应用，势必会加快断路器向小型化发展的速度。

3）少维护。采用浇注式极柱技术生产出来的断路器，由于主回路与灭弧室用环氧树脂浇注在一起，所以这类产品在正常使用寿命内几乎无需进行任何保养和维护，基本可以实现免维护。

3.2 开关柜

1）绝缘介质。空气绝缘是绝缘介质的最佳选择，虽然空气绝缘的强度一般，但是由于空气具备取之不尽的优势，所以仍在中压领域中得以广泛应用。当前，在中压开关设备中多数采用的是固体绝缘与空气绝缘组合的复合绝缘方式。总体来讲，复合绝缘方式较之空气绝缘相比，其具有绝缘性能高、绝缘尺寸小的优势。固封绝缘是指用环氧树脂等固体绝缘浇注在一起的绝缘方式，可全部或部分替代空气绝缘，极大地缩减了中压开关柜柜体的绝缘尺寸，使开关柜达到了小型化的要求。但是仍须注意的是，固封绝缘对于浇注技术的要求十分高，同时也具备成本高、散热困难的缺点。SF6及其混合气体绝缘，

虽然能使中压开关柜达到小型化的标准，且具有可靠性高、抗严酷环境等优点，但是由于SF6能产生温室效应，已经成为要求限制使用的气体之一，所以势必会被新型的绝缘方式所取代。

2）安装方式。以往传统的固定柜因检修空间较大、元件选配灵活，一直以来都受到广大用户的青睐。但是由于这类开关柜的体积较大，需要很大的面积进行安装，故此限制了固定柜的发展。现阶段，随着加工工艺和制造技术的不断完善，小体积的固定柜越来越多，其中较为典型的有手车柜，这一类型的开关柜具有检修方便，无需进入柜内便可完成检修工作，有效地确保了人身安全，而且开关柜的尺寸较小，不需要太大的面积便可以安装。

参考文献：

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[2]周云波、徐雯霞，10kV高中压开关设备面临的问题与防止对策[A].第十八届电机工程（电力）学会输配电技术研讨会论文集[C].2010（10）.