探究高壓電器開關(guān)的設(shè)計新技術(shù)及應(yīng)用

袁超

（湖南德意電氣有限公司）

0 引言

高壓電器開關(guān)常見于電力系統(tǒng)、工業(yè)供電系統(tǒng)中，屬于非常重要的電能傳輸和分配電氣設(shè)備。同時，由于高壓電器開關(guān)的內(nèi)部涉及的機械結(jié)構(gòu)種類較多，而各機械結(jié)構(gòu)的材料性能以及結(jié)構(gòu)組成形式都進一步地影響著電器開關(guān)的性能發(fā)揮，所以，由于電力系統(tǒng)的升級與發(fā)展需要，高壓電器開關(guān)的內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)也在不斷革新、優(yōu)化，進一步提升著高壓電器開關(guān)的應(yīng)用性能與使用穩(wěn)定性。閘時連接，為了讓高壓電器開關(guān)的使用性能發(fā)揮更加穩(wěn)定，相關(guān)技術(shù)人員必須配合新的設(shè)計技術(shù)與理念，讓其性能得到進一步提升。

1 高壓電器開關(guān)概述

額定電壓達到1kV及以上，同時主要功能是對導電回路的電器進行開斷與關(guān)合，并作為高壓開關(guān)與其相應(yīng)的控制、測量、保護、調(diào)節(jié)裝置的各部件與電氣機械聯(lián)結(jié)組裝而成的裝置，即為高壓開關(guān)設(shè)備。其在電力系統(tǒng)中扮演著非常重要的接通和斷開回路、切除和隔離故障的重要控制設(shè)備角色。

例如隔離開關(guān)，布置在電力系統(tǒng)中的隔離開關(guān)較多，因為這種部件在供電系統(tǒng)中使用頻率較高、作用較大，因此，隔離開關(guān)的使用穩(wěn)定性與可靠性必須達到相關(guān)標準要求。隔離開關(guān)的動觸頭部分由導電桿連接，同時導電桿的一端會與導電板相連，另一端則與靜觸頭上的靜觸點在合

2 高壓電器開關(guān)設(shè)計的新技術(shù)

2.1 高壓電器組合開關(guān)

為了讓高壓電器組合產(chǎn)品中較為普遍的一體化和模塊化程度較低，技術(shù)問題得到有效解決，相關(guān)技術(shù)人員將五防連鎖功能融進高壓電器組合開關(guān)設(shè)計中，讓高壓電器組合開關(guān)中的零部件數(shù)量更多，包括極柱支架、固封極柱、彈簧操動機構(gòu)和隔離接地開關(guān)操動機構(gòu)等，其中起著重要的作用的部件是固封極柱，并在設(shè)計上與同類別的高壓電器組合開關(guān)有所不同，便是將其采用“三個一排”的方式設(shè)置于極柱支架上，并通過彈簧操動機構(gòu)與隔離接地開關(guān)操動機構(gòu)將室門聯(lián)鎖鍵機構(gòu)連鎖鍵連接成為一個整體。此時，門鎖鎖板與彈簧操動機構(gòu)的分閘半軸扣板是相對的，此時還要將門鎖銷設(shè)置在門鎖鎖板上，以起到聯(lián)動操作的作用。同時，需要注意的一點是室門聯(lián)鎖件在進行上下方向的活動時，可以起到隔離接地開關(guān)、打開或關(guān)閉操動機構(gòu)的搖柄操作孔的作用。與此同時，還可以與彈簧操動機構(gòu)的合閘半軸扣板開啟合閘操作和限位合閘一一對應(yīng)，并依據(jù)實際操作需要對彈簧操動機構(gòu)的分閘半軸、電纜室門的限位進行打開或關(guān)閉處理。

2.2 連桿聯(lián)動的高壓電器開關(guān)

如果直接從結(jié)構(gòu)組件上進行分析，可以了解到的是連桿聯(lián)動的高壓電器開關(guān)主要由底座旋轉(zhuǎn)支撐件組成，實際操作原理是依據(jù)電力系統(tǒng)的實際需要來對此電器開關(guān)進行左右方向的旋轉(zhuǎn)，秉承操作便利性原則在旋轉(zhuǎn)支撐件上進行觸頭安裝時，要盡量進行周全的考量，依據(jù)旋轉(zhuǎn)方向的不同來對旋轉(zhuǎn)結(jié)果進行指令設(shè)定向左或是向右。需要注意的一點是，在對此類電器開關(guān)進行設(shè)計時，還可在其中的一個支撐件上設(shè)置搬動件，目的是保證高壓電器開關(guān)中的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)能夠依據(jù)實際應(yīng)用場景的需要對相關(guān)問題進行科學解決與方案優(yōu)化。積極配合新型的設(shè)計理念與方法，不僅能夠讓高壓電器開關(guān)的整體性能得到有效提升，還能保證在實際操作過程中更高水平維護操作人員的人身安全。

3 高壓電器開關(guān)設(shè)計新技術(shù)的應(yīng)用

3.1 高壓電器開關(guān)的新技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

從當前的高壓電器開關(guān)技術(shù)發(fā)展水平上看，已經(jīng)處在較為成熟的階段，不僅具備較高的機電一體化水平，在人機交互方面設(shè)計也較為成熟。同時能夠獲得較為友好的人機交互效果，尤其是高壓電器開關(guān)的設(shè)計中，由于配合應(yīng)用了較多的控制裝置與自動化裝置，不僅保證了高壓電器開關(guān)的操作可靠性，還可直接依據(jù)電力系統(tǒng)的實際需求進行個性化設(shè)計。這不僅方便了操作人員，也對操作人員的人身安全提供了更加周全的保護，最為重要的一點是，越來越高新的高壓電器開關(guān)在運維管理方面不需要付出大量的人力與物力，能夠縮減維護成本。伴隨科學技術(shù)的不斷發(fā)展，相信不久的將來，高壓電器開關(guān)的體型將會朝著小型化方向發(fā)展，而這一發(fā)展趨勢還會使高壓電器開關(guān)的平均使用壽命得到延長。高壓電器開關(guān)的體型越來越小意味著電器設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)力將更強，無論是高溫、高壓、易腐蝕還是潮濕環(huán)境，形體較小的高壓電器開關(guān)都能依據(jù)實際情況來進行保護措施的設(shè)置，進而讓其在復雜的應(yīng)用環(huán)境中依然可以穩(wěn)定運行，為電力系統(tǒng)的高水平運作提供保障。與此同時，在對高壓電器開關(guān)的設(shè)計進行不斷優(yōu)化與革新時，應(yīng)注意積極收集電子電器開關(guān)的實際應(yīng)用經(jīng)驗并保證在問題的解決上，也能采用更加節(jié)約的方式推動高壓電器開關(guān)設(shè)計技術(shù)水平的進一步提升。

3.2 高壓電器開關(guān)的新技術(shù)應(yīng)用未來發(fā)展趨勢

高壓電器開關(guān)綜合了新的設(shè)計方式與新技術(shù)后，其作用發(fā)揮范圍將會不斷擴展，同時也將朝著更為環(huán)保、智能、小型的方向發(fā)展。尤其是其體積的不斷縮小，不僅能夠讓高壓電器開關(guān)的應(yīng)用場景更為豐富，也直接讓設(shè)備的保護維修更換等工作操作簡潔性、便利性更強。與此同時，在未來的高壓電器開關(guān)控制應(yīng)用方面，智能化特征也將越來越突出，尤其體現(xiàn)在高壓電器開關(guān)的控制層面，直接配合使用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，能夠讓高壓電器開關(guān)的控制更為便捷、靈活，甚至實現(xiàn)對電氣設(shè)備的遠程遙控，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)操作的高效性、便捷性目標。與此同時，在對高壓電器開關(guān)進行制作時，積極使用新型的材料，能夠讓高壓電器開關(guān)的運行更為穩(wěn)定，擁有更強的安全性與可靠性。還可間接提升高壓電器開關(guān)的使用性能。例如配合使用陶瓷或其他復合材料，不僅可以保證高壓電機開關(guān)在實際應(yīng)用過程中，由于場景過于復雜致使其出現(xiàn)的散熱不暢、操作不靈活等情況得到源頭性的避免，還可由于各種新型材料的應(yīng)用，擁有更長的使用壽命，操作更為簡便、間隔時間更長的維修周期。在高壓電器開關(guān)的控制層面，還可以引入先進的傳感器技術(shù)，此項技術(shù)可直接對高壓電器開關(guān)的運行數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控與收集，并將收集到的數(shù)據(jù)進行詳細的分析，而后傳輸?shù)礁邏弘娖鏖_關(guān)的控制裝置中，此時，控制中心便可以依據(jù)實際情況配置更為科學的控制策略，讓高壓電器開關(guān)的操作與控制實現(xiàn)智能化，這不僅可大幅縮減高壓電器開關(guān)控制工作人員的任務(wù)量，還可全面降低開關(guān)控制方面出現(xiàn)的誤操作概率。

與此同時，綜合當前高壓電器開關(guān)的產(chǎn)品研發(fā)大體方向，可以得到的結(jié)論是無油化將是市場發(fā)展的主流，也就是無油化開關(guān)設(shè)備因其更多的使用優(yōu)點獲得了市場的青睞，無論是使用量還是市場占有率一直都在連年攀升。其中，最具代表性的無油化高壓電器開關(guān)種類SF6產(chǎn)品，這種高壓超高壓斷路器正伴隨著價格的下降、技術(shù)的革新而能夠獲得更多的市場份額。同時，這也意味著市場上對油斷路器需求量將越來越少，直至淘汰。126kV真空斷路器的需求也在增加，而其中的40.5kV SF6開關(guān)和真空開關(guān)的需求增長態(tài)勢較為穩(wěn)定，正在以小幅增長的速度慢慢占領(lǐng)市場。

4 結(jié)束語

信息時代背景下，高壓電器開關(guān)的技術(shù)也在朝著智能化、信息化方向不斷邁進，尤其是高壓開關(guān)二次技術(shù)的現(xiàn)代化目標，使計算機同機械系統(tǒng)技術(shù)之間的協(xié)同操作目標得以實現(xiàn)，再借助傳感器與光纖技術(shù)，對信息進行采集與傳導后，高壓電器開關(guān)設(shè)備將可以實現(xiàn)在線檢測運行態(tài)監(jiān)視分析、判斷等智能化操作目標，保證了電力行業(yè)的市場發(fā)展需求將可以得到技術(shù)層面的保障。