摘要：目前我国的电力设备自动化处于快速发展的初期阶段，市场上设备型号各异，从绝缘介质来分，主要有空气绝缘、SF6气体绝缘、真空绝缘，相应的设备有空气绝缘设备、SF6气体绝缘设备、固体绝缘设备等。这些设备都有着不同的特定优势和不同的个性缺陷，从综合性价比分析，各类产品都有一定的优势和不足，从整体上来看，中压开关设备在电力系统中的安装和设计过程并不繁琐，主要是通过各零部件之间的协调作用完成电网资源输送工作，确保电网系统的运行安全。
关键词：中压开关设备；电力系统；安全可靠性
在我国电力行业的持续发展中，出现了许多不同的开关设备，中压开关设备已成为应用最为广泛的保护装置，其发展形式更是与电网安全运行存在着直接联系。因此，只有对中压开关设备进行不断的技术创新，才能保障电力系统的长远发展。
1 中压开关设备
现阶段，国内使用比较广泛的中压开关设备按照柜体结构可分铠装式、间隔式和箱式开关设备，简述三种开关设备。铠装式开关设备主要利用母线、电缆连接和断路器的功能将接入地下的金属隔板与绝缘隔板进行分隔，使其成为具有不同功能的中压开关设备。其主要回路在横跨金属隔板时，施工人员使用套管进行分离，使其开关内部发生故障时能够及时地进行自身修护，进而开关可以正常的使用，此开关设备用于要求较高的开关保护。间隔式开关设备也是利用母线、电缆连接和断路器的功能将接入地下的金属隔板与绝缘隔板进行分隔，使其成为具有不同功能的中压开关设备，但是其安全性和可靠性没有铠装式开关设备高。箱式开关的使用较少，其不能将金属隔板和绝缘隔板分成两个不同功能的开关设备，安全性和可靠性较差。
2 对中压开关设备的安全可靠性分析
2.1 柜体结构设计的合理性
下文以母线室为例，说明柜体结构设计合理性的主要特点、在压恺装式开关柜中，母线室采用的基本为D型母线，因其具有强度高和抗拉性好的特点，能够对母线室进行绝缘，避免绝缘子因其他因素的影响而发生故障，例如：在母线室中，对分支母线进行绝缘子安装设计工作，并保持其呈现水平平行状态，但是会造成灰尘的大量沉积，增加母线室发生故障的几率，对此，为改善这种状况，专业人员对母线室内的分支母线进行三相一体化套管处理，预防涡流效应的发生，确保配电系统的电磁均匀分布。
2.2 在线监测技术的应用
1）温升在线监测技术
中压开关设备的主回路处于高电位环境，如果直接测量需要解决高压绝缘、高低电位下电气隔离等各类问题，目前市场上主要存在以下几种手段来直接或间接监测主回路温升：变色片、红外线成像测温、光纤测温，有线式内置测温，无线式内嵌测温等。1.变色片测温方案优点是便宜耐水，缺点是安装位置所限不易观察到。2.红外线成像测温方案优点是非接触检测且不受可见光干扰，缺点是被测物体表面材料性质和表面状态会影响测量准确性。3.光纤测温方案优点是耐高压耐腐蚀，抗电磁干扰，能自动报警，缺点是施工复杂，采购和维护成本高。4.有线式内置测温方案优点是价格低，能自动报警，缺点是易受电磁干扰误报警，布线时高低电位隔离困难。
2）寿命监测技术
真空断路器是非常重要的电力设备，据有关统计变电站维护费用的一半以上是用在高压断路器上，且其中60%是用于断路器的小修和例行检修上。频繁的操作及过度的拆卸检修会降低真空断路器的动作可靠性，因此对真空断路器进行实时在线监测有助于掌握其运行特性及变化趋势，使计划检修转向状态检修。真空断路器机械特性参数主要包括分、合闸时间和速度、同期，触头压力、超程，反弹幅值等，可以利用线位移传感器，角位移传感器，压力传感器等装置进行测量。
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2.3 设备的改进措施
中压开关的发展表现在主要设备方面，在开关设备中隔离开关、断路器以及接地开关是重要元件。断路器处于接通状态，高压电路中的空载和电流处于断开状态时，会直接造成一些意外问题，断路器和高压电路能够与对应的保护装置进行高效的配合，中压开关系统才可以正常地运行工作。隔离开关主要设置在主线上，用于线路和设备进行维修时出现明显断口，与带电部分保持一定的距离，才不会有安全隐患。接地开关的主要作用是在检查维修过程中，要求将所要维修和检查的设备进行两端接地，将设备内的电量放走，防止触电等意外事件。
C－SIS绝缘柜主要采用六氟化硫作为绝缘介质。之所以选用六氟化硫是其绝缘性能较好，化学稳定性较好，不易发生液化现象，同时，使用其介质的开关设备使用的导体长度较短，对应绝缘柜的体积较小，从而减少了能源的消耗。
SIS绝缘柜是用环氧树脂与合成橡胶共同进行浇注工作，使其在表面形成接地层。使用环氧树脂作为绝缘介质使其绝缘性能非常高，能够将回路和外部环境隔离，减少意外放电现象的发生，并且减小了绝缘柜的体积，使其可靠性能和安全性能大大提高。与此同时，固体绝缘柜具有防潮湿、防灰尘、节约安装成本的特点，并且不会对人们的生活环境造成破坏，还能减少温室效应的发生。
2.4 可靠的零部件
一般情况下，中压开关设备的安全可靠性由其自身的零部件决定，核心零部件为：真空断路器和真空灭弧室、真空灭弧触头等〔其中ABB中压开关设备以VD4型真空断路器为主，而真空灭弧室在出厂过程中需经严格检验：真空灭弧室的压力检测；二次真空灭弧室的压力检测，通过两次检测结果的对比.判断真空灭弧室是否符合规定标准、
2.5 开关柜材料的选择
目前，世界上先进的中压开关柜的材料均为覆铝锌钢板，因此钢板的防腐性能是其它镀锌钢板的四倍、在ABB中压开关柜中的覆铝锌钢板，是由55%的铝和44.3%的锌、1.6%的硅共同经过高温的液化而组成，使其钢板的表面结构呈现铝、铁、硅、锌四元结晶体，促进覆铝锌层对钢板进行二次保护。
3 中压开关设备的发展趋势
在城市地区征地费用较高和征地困难的条件下，使用小型化的空气绝缘型智能开关设备可以有效减小占地面积，大大降低投资成本。因此，从经济角度讲，开关设备的小型化可以促进产品的进一步推广使用。与体积较大的传统开关设备相比，小型化开关设备安装更为灵活，能够满足一些特殊的安装需求，可以减少使用SF6引起的气体泄漏和环境污染，所以开关设备小型化、智能化是目前保护环境和减少占地面积一个比较好的解决方案。无论是从经济角度，还是从安装的灵活性亦或是环保角度考虑，小型化都应该成为中压开关设备发展的一个方向。
综上所述，电力行业主要产品需求量正在逐渐增加。通过中压开关设备分析，中压开关设备能安全有效地控制电力系统，确保电力系统正常运行。由此，试论中压开关设备对于电力系统至关重要，只有对电压开关设备不断进行分析，才能促进电力行业的发展。
参考文献：
[1] 张胜，花芳，杨东亮，张卫.高压开关设备行业现状和发展趋势[J].科技与创新，2016（16）：49-50.
[2] 陈琴.中压气体绝缘开关设备热分析及散热优化设计[D].哈尔滨工业大学，2016.
作者简介：
马强 身份证号码：6104041977****1035；中国西电集团与日本三菱合资的中压开关设备公司品质保证部品管科任职10余年~负责过新品验证；国家研究所产品型式试验；出入厂元器件及产品检查试验；负责现场安装调试指导工作等工作~所涉及变电站所300余个。
论文作者:马强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/31
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