2.4 配電網涉及的一次設備——開關

盡管配電自動化系統的監控對象非常之多，數以萬計，但歸納總結起來配電網自動化系統監控所涉及的電網一次設備就是兩種：開關（包括環網柜）和變壓器。

2.4.1 開關設備的滅弧介質無油化歷程

衡量配電系統現代化的一個重要標志是設備的無油化程度。因為用油作絕緣和滅弧介質，時刻潛伏著火災和爆炸的危險，且檢修維護工作量大，不適應故障自動定位和負荷自動調整中的頻繁重合分。回顧開關設備的發展史，人們在滅弧介質和熄弧方法的尋求和探索上走過了曲折的歷程，從在大氣中滅弧的簡單的角形間隙到利用油、水、磁吹、壓縮空氣、產氣材料、真空、六氟化硫（SF₆）作為滅弧介質的各種形式的開關設備，不斷更新改進。到目前為止，真正能立足市場、廣為應用的斷路器有多油、少油、真空和SF₆斷路器，只是由于各種背景條件的不同，使它們在時間的先后上，在不同的國家和地區各自占據著不同的位置。在一些工業發達國家自20世紀70年代就提出了無油化問題，在高壓、超高壓、特高壓領域，開關設備的滅弧介質幾乎為SF₆一統天下是眾所周知的。在中壓領域，日本20世紀70年代末就基本實現了無油化，1981年就開發了77kV的SF₆絕緣變壓器（美、法等國開發得更早）。就開關設備而言，取代油斷路器的主導產品，世界各先進國家主要采用真空或SF₆作滅弧介質的斷路器。這是由于它們電壽命長、可以做到少維修或不檢修的必然結果，也是配電開關設備要自動化、現代化的必然結果。

同時，需要順便指出的是，要求無油化的直接原因是火災危險和維護檢修工作量大，因此對那些戶外柱上開關設備和僅用油作絕緣介質而不作滅弧介質的裝置。若造價低廉、使用過程中利大于弊時，還是會有它的生命力的。在基本實現配電自動化的美國農村，至今仍有相當數量的油開關設備在運行。對我國而言，“無油化”不是“全無油”，這也是我國目前還適當發展油重合器、油分段器的原因。為解決外絕緣問題，戶外柱上真空斷路器目前也有采用將真空滅弧管浸泡在油中的結構，這些開關設備用于配電，安裝在戶外或柱上仍然有其應用價值。

2.4.2 典型開關設備介紹

下面介紹3家知名企業的幾種斷路器、負荷開關、隔離開關產品及其性能。

1.ABB公司

（1）Sectos NXA 負荷隔離開關（ANSI/IEC）

Sectos NXA負荷隔離開關（ANSI/IEC）如圖2-1所示，額定電壓為24kV或36kV，額定電流為630A，是一種SF₆氣體絕緣的負荷隔離開關，用于最高電壓36kV的架空線路。開關箱本體采用不銹鋼材料密封而成，保證其內部的元件不會受外界環境的影響。SF₆有優良的負荷開斷能力，高絕緣能力和優良的滅弧特性。這意味著提高了運行人員和公眾的安全，大大改進了供電可靠性。Sectos NXA有不同的安裝形式。所有手動操作機構可通過增加電動機很容易地升級為電動操作，再由電動操作升級為遠控，無需花費很高的費用。所有電氣部件都安裝在不銹鋼的防腐蝕外殼內。

（2）戶外SF₆斷路器

OHB系列是一種戶外SF₆斷路器，額定工作電壓為24~40.5kV，額定工作電流為1250~3150A（40℃），額定短時耐受電流為25~31.5kA（3s），如圖2-2所示。OHB系列主要應用于配電線路、變電站、變壓器、整流器以及電容器組等的控制和保護。OHB系列不會產生操作過電壓，同時也非常適合于舊站更新，尤其是對絕緣敏感的地方。

2.GE公司

美國通用GE公司的 PowerVac VB2型真空斷路器如圖2-3所示。

PowerVac VB2型12kV系列戶內高壓真空斷路器（簡稱VB2）是復合絕緣的戶內開關元件。產品符合標準DL/T 403—2000《12kV-40.5kV高壓真空斷路器訂貨技術條件》和GB 1984—2003《高壓交流斷路器》，是高壓供配電系列中控制與保護的最佳選擇，尤其適用于需頻繁操作的場所。VB2斷路器在開關柜內的安裝機可采用可移開式，也可采用固定式的適用形式。它采用高端三維計算機輔助設置（pro-engineer）和動態仿真優化設計（pro-mechanical）；采用電磁場優化分布的設計原理，使局部放電和局部過熱最小；采用世界最先進的小型化、高功能的真空滅弧室，利用縱向旋轉磁場滅弧原理，有效地保證了截流值小于3A，使開斷性能極為穩定；具有極其優越、極為可靠的絕緣性能，順利通過了凝露試驗，適合在最惡劣的環境條件下運行，并具有比標準要求更高的爬電距離和電氣間隙；有可靠的接地方式（接地刀），確保斷路器從工作位置到試驗位置接地的連續性；通過了1.1倍額定電流溫升試驗。

3.西門子公司

西門子公司的8BK40真空斷路器柜如圖2-4所示。

8BK40開關柜是配有可移開式真空斷路器的金屬鎧裝空氣絕緣開關設備。斷路器手車與滅弧室和開關室有可靠聯鎖。可以徒手將斷路器手車從設在封閉前門后部的連接位置沿水平方向移動，不需要任何輔助設備。完全孤立的低壓室是一個綜合系統，所有通用的分支線路和輔助原件都可以安裝在其中。