2.4 配電網(wǎng)涉及的一次設(shè)備——開關(guān)

盡管配電自動化系統(tǒng)的監(jiān)控對象非常之多，數(shù)以萬計，但歸納總結(jié)起來配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)監(jiān)控所涉及的電網(wǎng)一次設(shè)備就是兩種：開關(guān)（包括環(huán)網(wǎng)柜）和變壓器。

2.4.1 開關(guān)設(shè)備的滅弧介質(zhì)無油化歷程

衡量配電系統(tǒng)現(xiàn)代化的一個重要標志是設(shè)備的無油化程度。因為用油作絕緣和滅弧介質(zhì)，時刻潛伏著火災(zāi)和爆炸的危險，且檢修維護工作量大，不適應(yīng)故障自動定位和負荷自動調(diào)整中的頻繁重合分?；仡欓_關(guān)設(shè)備的發(fā)展史，人們在滅弧介質(zhì)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(chǎn)氣材料、真空、六氟化硫（SF₆）作為滅弧介質(zhì)的各種形式的開關(guān)設(shè)備，不斷更新改進。到目前為止，真正能立足市場、廣為應(yīng)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(qū)各自占據(jù)著不同的位置。在一些工業(yè)發(fā)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(lǐng)域，開關(guān)設(shè)備的滅弧介質(zhì)幾乎為SF₆一統(tǒng)天下是眾所周知的。在中壓領(lǐng)域，日本20世紀70年代末就基本實現(xiàn)了無油化，1981年就開發(fā)了77kV的SF₆絕緣變壓器（美、法等國開發(fā)得更早）。就開關(guān)設(shè)備而言，取代油斷路器的主導(dǎo)產(chǎn)品，世界各先進國家主要采用真空或SF₆作滅弧介質(zhì)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(jié)果，也是配電開關(guān)設(shè)備要自動化、現(xiàn)代化的必然結(jié)果。

同時，需要順便指出的是，要求無油化的直接原因是火災(zāi)危險和維護檢修工作量大，因此對那些戶外柱上開關(guān)設(shè)備和僅用油作絕緣介質(zhì)而不作滅弧介質(zhì)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(xiàn)配電自動化的美國農(nóng)村，至今仍有相當數(shù)量的油開關(guān)設(shè)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(fā)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(jié)構(gòu)，這些開關(guān)設(shè)備用于配電，安裝在戶外或柱上仍然有其應(yīng)用價值。

2.4.2 典型開關(guān)設(shè)備介紹

下面介紹3家知名企業(yè)的幾種斷路器、負荷開關(guān)、隔離開關(guān)產(chǎn)品及其性能。

1.ABB公司

（1）Sectos NXA 負荷隔離開關(guān)（ANSI/IEC）

Sectos NXA負荷隔離開關(guān)（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(guān)，用于最高電壓36kV的架空線路。開關(guān)箱本體采用不銹鋼材料密封而成，保證其內(nèi)部的元件不會受外界環(huán)境的影響。SF₆有優(yōu)良的負荷開斷能力，高絕緣能力和優(yōu)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(gòu)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(nèi)。

（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(yīng)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(chǎn)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(nèi)高壓真空斷路器（簡稱VB2）是復(fù)合絕緣的戶內(nèi)開關(guān)元件。產(chǎn)品符合標準DL/T 403—2000《12kV-40.5kV高壓真空斷路器訂貨技術(shù)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(guān)柜內(nèi)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(shè)置（pro-engineer）和動態(tài)仿真優(yōu)化設(shè)計（pro-mechanical）；采用電磁場優(yōu)化分布的設(shè)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(zhuǎn)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(wěn)定；具有極其優(yōu)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(huán)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(xù)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(guān)柜是配有可移開式真空斷路器的金屬鎧裝空氣絕緣開關(guān)設(shè)備。斷路器手車與滅弧室和開關(guān)室有可靠聯(lián)鎖?？梢酝绞謱嗦菲魇周噺脑O(shè)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(shè)備。完全孤立的低壓室是一個綜合系統(tǒng)，所有通用的分支線路和輔助原件都可以安裝在其中。