高壓電器開關設計新技術及應用分析
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引言
高壓電器開關常見于電力系統(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備。同時，由于高壓電器開關的內部涉及的機械結構種類較多，而各機械結構的材料性能以及結構組成形式都進一步地影響著電器開關的性能發(fā)揮，所以，由于電力系統(tǒng)的升級與發(fā)展需要，高壓電器開關的內部機械結構也在不斷革新、優(yōu)化，進一步提升著高壓電器開關的應用性能與使用穩(wěn)定性。
1高壓電器開關概述
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合，并作為高壓開關與其相應的控制、測量、保護、調節(jié)裝置的各部件與電氣機械聯(lián)結組裝而成的裝置，即為高壓開關設備。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備角色。例如隔離開關，布置在電力系統(tǒng)中的隔離開關較多，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，隔離開關的使用穩(wěn)定性與可靠性必須達到相關標準要求。隔離開關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閘時連接，為了讓高壓電器開關的使用性能發(fā)揮更加穩(wěn)定，相關技術人員必須配合新的設計技術與理念，讓其性能得到進一步提升。
2高壓電器開關設計的新技術
2.1高壓電器組合開關
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，技術問題得到有效解決，相關技術人員將五防連鎖功能融進高壓電器組合開關設計中，讓高壓電器組合開關中的零部件數(shù)量更多，包括極柱支架、固封極柱、彈簧操動機構和隔離接地開關操動機構等，其中起著重要的作用的部件是固封極柱，并在設計上與同類別的高壓電器組合開關有所不同，便是將其采用“三個一排”的方式設置于極柱支架上，并通過彈簧操動機構與隔離接地開關操動機構將室門聯(lián)鎖鍵機構連鎖鍵連接成為一個整體。此時，門鎖鎖板與彈簧操動機構的分閘半軸扣板是相對的，此時還要將門鎖銷設置在門鎖鎖板上，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、打開或關閉操動機構的搖柄操作孔的作用。與此同時，還可以與彈簧操動機構的合閘半軸扣板開啟合閘操作和限位合閘一一對應，并依據(jù)實際操作需要對彈簧操動機構的分閘半軸、電纜室門的限位進行打開或關閉處理。
2.2連桿聯(lián)動的高壓電器開關
如果直接從結構組件上進行分析，可以了解到的是連桿聯(lián)動的高壓電器開關主要由底座旋轉支撐件組成，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進行左右方向的旋轉，秉承操作便利性原則在旋轉支撐件上進行觸頭安裝時，要盡量進行周全的考量，依據(jù)旋轉方向的不同來對旋轉結果進行指令設定向左或是向右。需要注意的一點是，在對此類電器開關進行設計時，還可在其中的一個支撐件上設置搬動件，目的是保證高壓電器開關中的機械結構設計技術能夠依據(jù)實際應用場景的需要對相關問題進行科學解決與方案優(yōu)化。積極配合新型的設計理念與方法，不僅能夠讓高壓電器開關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高壓電器開關設計新技術的應用
3.1高壓電器開關的新技術應用現(xiàn)狀
從當前的高壓電器開關技術發(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的設計中，由于配合應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。伴隨科學技術的不斷發(fā)展，相信不久的將來，高壓電器開關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的平均使用壽命得到延長。高壓電器開關的體型越來越小意味著電器設備的環(huán)境適應力將更強，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都能依據(jù)實際情況來進行保護措施的設置，進而讓其在復雜的應用環(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，在對高壓電器開關的設計進行不斷優(yōu)化與革新時，應注意積極收集電子電器開關的實際應用經(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設計技術水平的進一步提升。
3.2高壓電器開關的新技術應用未來發(fā)展趨勢
高壓電器開關綜合了新的設計方式與新技術后，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的應用場景更為豐富，也直接讓設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控制應用方面，智能化特征也將越來越突出，尤其體現(xiàn)在高壓電器開關的控制層面，直接配合使用網(wǎng)絡通信技術，能夠讓高壓電器開關的控制更為便捷、靈活，甚至實現(xiàn)對電氣設備的遠程遙控，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)操作的高效性、便捷性目標。與此同時，在對高壓電器開關進行制作時，積極使用新型的材料，能夠讓高壓電器開關的運行更為穩(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在實際應用過程中，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。在高壓電器開關的控制層面，還可以引入先進的傳感器技術，此項技術可直接對高壓電器開關的運行數(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控制工作人員的任務量，還可全面降低開關控制方面出現(xiàn)的誤操作概率。與此同時，綜合當前高壓電器開關的產(chǎn)品研發(fā)大體方向，可以得到的結論是無油化將是市場發(fā)展的主流，也就是無油化開關設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40.5kVSF6開關和真空開關的需求增長態(tài)勢較為穩(wěn)定，正在以小幅增長的速度慢慢占領市場。
4結束語
信息時代背景下，高壓電器開關的技術也在朝著智能化、信息化方向不斷邁進，尤其是高壓開關二次技術的現(xiàn)代化目標，使計算機同機械系統(tǒng)技術之間的協(xié)同操作目標得以實現(xiàn)，再借助傳感器與光纖技術，對信息進行采集與傳導后，高壓電器開關設備將可以實現(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層面的保障。
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作者：袁超 單位：湖南德意電氣有限公司
