摘要：本文针对于中压成套开关设备的应用进行了具体的分析，并研究了与其相关的技术。说明了在使用柜体结构的同时，利用其相关技术与计算机信息技术和网络通讯技术相结合对推进电网自动化进程的影响。
关键词：中压成套开关设备；断路器；应用现状
1、导语
如今，科学技术正在快速发展，并且已经开始渗透于社会经济生活的方方面面。据研究显示，配电网的自动化的水平的提高对电网的智能化有着巨大的影响，所以配电网的自动化水平的提高是实现智能化电网必要条件之一。而配电网的智能化是以中压开关的智能化为前提的。中压开关设备在配电网中起着对电能进行传输、分配、和控制的重要作用，同时中压开关设备的智能化水平的高低和应用情况的好坏对智能化电网的实现也有着直接而巨大的影响。
2、智能化中压设备的应用现状
2.1、中压断路器应用现状
在中压开关设备中断路器的主要功能是在正常或是电流过载时进行回路的承载、开断、和合开。断路器的发展往往会决定着中压开关设备的发展，由此可知，对于中压开关设备而言断路器是一个不可缺少的部分。现今，中国所使用的断电器的绝缘介质主要是由这四种材料制作而成的：它们分别是空气、SF6、油和真空断路器。最近几年，随着人们对电网开关可靠性安全性要求的不断提高，这使断路器的绝缘介质逐渐向着无油化发展，使中压开关设备的环保性有了很大的提高。也正因如此，所以导致了真空断路器和SF6断路器在电网开关设备的使用中所占的比重越来越大。而对于真空和SF6断路器的使用而言，也还是有些区别存在的，在40.5kV级电网中，两者之间的差别表现的并不是很明显，但是在12kV级电网中，真空断路器的优势就在与SF6断路器的对比中有了明显的体现。两者相比，真空断电器属于适用频繁操作性，真空灭弧室的零、部件均是终身免维护型产品，而SF6断路器的配件时常需要进行更换，从而保证断路器的正常运行。真空弧室内外气压差为1个标准大气压差，在真空焊接炉内直接焊接而成，漏气率极小，但是SF6断路器的灭弧室气压差为4-6个标准大气压，因而漏气率大。
2.2真空免维护断路器的应用现状
近几年来，配电网中使用的真空断路器主要是将其应用于弹簧操动机构。VD4型和VS1型这两种型号的断路器作为最常见的型号，也就成了真空断路器中应用最为广泛的断路器。它不同于其他断路器是它采用了真空灭弧室与操动机构一体化的布置方式，这样的布置方式减少了中间许多不必要的环节，使断路器的结构简化的同时也更加的紧密，提升了断路器的可靠性和安全性，并减少了能量的耗费和噪音的产生。此外，还在一定的条件下增加了断路器的使用寿命。这就决定了断路器后续的发展方向，是使断路器不断向着免维护、操作可靠性高、安全性高的方面发展，也正因如此才使开关设备逐渐向着智能化方向发展了。
2.3永磁机构真空断路器的应用
图一、VM1型真空断路器剖面图
1、轴 2、绝缘拉杆 3、触头弹簧 4、软连接 5、下出线段 6、环氧树脂外壳 7、真空灭弧室 8、上出现段 9、紧急分闸装置 10、分闸线圈 11、动铁心 12、永磁体 13、合闸线圈 14、开关位置传感器 15、行程调节
图三、永磁与弹簧操作机构的吸力特性
早在20世纪末，就已经推出了一种新型的永磁机构断路器。ABB公司第一个应用这种技术研究出了第一款VM1型永磁机构断路器的公司，随着科技的发展，人们对于永磁机构认识的不断深化，国内西安森源也于2000年研发出了V Sm型永磁机构断路器。同时也出现了将这种技术应用于自身，从而去改善自身性能的产品。如Alsthom公司研究出了非对称电磁操动机构，并将其应用在了VBL型真空断路器上。
由图三可见，永磁机构所具有的吸力特性与真空断路器的弹簧操作机构的特性是非常接近的。而永磁机构与弹簧早在机构两者相比，弹簧操作机构的结构较为复杂而且繁琐，但是永磁机构却省去了许多装置，减少了零件的使用数量，这使零件间的磨损减少，从而使机构的使用期增大。同时其外绝缘采用了环氧树脂固封技术，这最大程度上解决了真空断路器的耐受问题。
3、传感器技术的应用
3.1电压传感器与电流传感器的组合应用。
电压传感器是应用电阻分压原理经实践而制造出来的。也正因如此这种类型的传感器会在测量的范围里呈现出线性特征，和不饱和现象。电流传感器是根据罗柯夫斯基的线圈原理，使用空芯绕组制成的一种没有铁磁性芯结构，能够产生有效避免饱和现象，且会在特定的测量范围内呈现线性特征的新型传感器。新型的传感器是使用电压传感器与电流传感器浇铸在环氧树脂件内的一种组合式结构。它的动态范围非常的广泛，而且只需要少量使用就可以满足正常运行的。此外，电压传感器与电流传感器在特定的测量范围内均会呈现线性特征，这使它们在实际的应用中不受限于与它们相连接的设备，能在所有场合任意使用。
3.2感应式接近传感器的应用
通常在电网中应用的开关设备中，会对处理信号的量进行限制，从而保证其相关的设备安全运行，换一句话说也就是指实现指示位置和控制位置的关键联锁，举例如：要求在开关系统中将机械联锁接地和隔离开关，与此同时也要求辅助开关和联锁机构保有高的稳定性。在这样的要求下就会出现接线繁琐、成本过高等方面的不足，但是如果应用感应接近传感器技术则能做到最大限度的解决这方面的问题。
感应接近传感器是一个具有自锁外螺纹的金属管结构。金属管的前面常常会作为操作面来使用，另一面通过三芯电源PUR导线提过电压用作收取信号。感应接近传感器在操作面进行操作时能够准确地控制操作位置，并且具有零磨损，无接触的特点，因而在多次的操作中起到了免维护的作用，同时也正因如此增加了设备的使用期，减少了外界对其的影响。
这种传感器在中压开关设备的实际运用中的相对优势已经变得越来越明显，当解决了接口问题和完善了信号输出后，这种传传感器在日后的应用一定会变得越来越广泛。
4、对于中压开关成套设备的优化设计
几年来，随着断路器的不断改善，以及新型材料的使用和拼接技术的逐渐成熟，为满足发展的需求，中压成套开关设备逐渐向着采用中置手式结构发展。
这种柜体结构常见特点是：
（1）以敷铝锌板材作为柜体的加工材料，拼装采用多重折弯技术。
（2）开关设备中分隔了泄压室、电缆室、手车室、仪表室以及母线室
（3）设备外壳的安全防护等级达IP4X等级，断路器室门断开时防护等级也达IP2X等级。
（4）柜体结构互换性好，并且断路器的操作简单、便捷。
（5）机械锁装置性能变得更加的安全可靠。
开关设备结构在最近几年的不断完善中具有了越来越多的优点，成为了中压开关设备发展的主流结构，逐渐被电力行业所广泛应用。
5、结束语
在当今社会背景下，国民经济迅速发展，科学技术水平逐步提高，使得中压开关设备逐渐智能化，小型化，环保化。这一系列的优点为今后中压开关设备的发展造就了前景必是一片光明。随着风光等能源行业的发展，国家电网公司也开始实施“智能电网”计划。“智能电网”计划的实施使中压开关设备在电力行业也将会占有一席之地。同时反过来它也将带动电网的智能化，同时它也将带动与其相关企业的发展，使企业获得较高的经济效益。而企业作为国民经济的细胞、市场的主体，它的发展对社会经济的发展有着重大意义。
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论文作者:邓富樟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/12/9
标签：断路器论文; 永磁论文; 中压论文; 开关设备论文; 传感器论文; 电网论文; 机构论文; 《基层建设》2019年第24期论文;