來源:摘自《成套電氣設備技術》

介紹

成套電器主要包括四類產品:低壓成套開關設備、高壓開關柜、預裝式變電站和地理信息系統(tǒng)。本節(jié)僅簡要介紹低壓開關柜和高壓開關柜的技術水平。

I .低壓成套開關設備

1.

設計方法的改進

許多制造商已經廣泛采用三維計算機輔助設計軟件，如網格。我想和你談談。這些設計軟件將設計、數據庫、計算分析和處理有機地結合起來，大大加快了產品的設計速度和可靠性，減輕了技術人員的勞動強度。一些外國跨國公司，如西門子和ABB，不僅將設計和制造有機地聯(lián)系在一起，而且可以隨時通過互聯(lián)網與世界各地的分廠進行溝通，大大提高了產品更新的速度，最大限度地滿足了市場的需求。

2.

內部故障電弧保護能力

低壓成套配電設備的電弧故障一直是困擾設備制造商和用戶的一個重要問題。國外在故障電弧保護的研究方面取得了一些進展。一些歐洲國家建議將人身安全放在國際電工委員會439.1故障電弧保護官方條款的首位。

目前，國外對成套開關設備的電弧故障采取了主動保護和被動保護。主動保護解決了電弧故障的發(fā)生，即防止和避免電弧的發(fā)生。無源保護解決了電弧故障的處理問題。許多歐洲制造商已經主動對他們的成套開關設備進行電弧故障保護測試，這無疑增加了用戶對他們產品的信任，增強了他們的競爭力。

3.

加工技術

就柜體而言，一般采用螺母連接，即所有連接均采用自攻螺釘，軸承部分采用螺紋和內螺紋。使用自攻螺釘不僅可以方便加工，提高加工速度，還可以在靠墻安裝的柜體中實現前組裝和維護。在板材加工方面，除了采用異形框架外，許多公司還采用整體板材成型，不僅減少了過多的零部件，而且提高了機柜的強度。

4.

交換設備的智能化

隨著生產方法的復雜性和工業(yè)功能要求的不斷提高，對配電系統(tǒng)的要求也越來越高。除了提高容量和可靠性，對數據傳輸、遠程控制、故障檢測等也提出了更高的要求。智能化開關柜可實現遠程測量，即檢查各回路和控制單元(變電站)的功率參數；遠程調整意味著每個變電站可以遠程上傳和下載各種保護設置和可靠性曲線。遠程控制，即每個變電站的遠程儲能(通用斷路器)、開關、啟動和停止(電機控制回路)。也可以進行信息查詢，即系統(tǒng)的各種信息資源，如故障記錄、日報、電網管理、成本分析、電網質量和負荷分析等。目前，現場總線技術已經應用于低壓配電系統(tǒng)。

二。高電壓開關柜

1.

機柜中的主開關元件沒有上油。

高壓開關柜可根據柜內不同的主開關元件分為通用高壓開關柜(主開關元件為斷路器，即斷路器柜)、F-C柜(高壓限流熔斷器+高壓接觸器)和環(huán)網柜(高壓負荷開關+高壓限流熔斷器)。

斷路器柜內可配備少油斷路器、真空斷路器或SF6斷路器。主導了幾十年的無油斷路器存在電氣壽命短、維護頻繁、易燃易爆等缺點。在20世紀末期，開始了一場變質油的高潮。目前，少油斷路器柜的產量一直很小，無油斷路器柜占據了主導地位。由于真空斷路器6能滿足35kV電壓等級下電力系統(tǒng)的各種技術要求，其滅弧室由專業(yè)廠家大量生產，能保證質量，降低成本，生產出先進的斷路器技術指標，因此真空斷路器已占據主流。

國外制造商生產的高電壓開關柜選擇高可靠性的主要電氣元件，如免維護小型斷路器、長壽命斷路器元件、高可靠性小型隔離開關和接地開關。

2.

性能正在逐漸提高。

近年來，高壓開關柜技術發(fā)展迅速，性能逐年提高。主要體現在技術參數和使用壽命的逐步提高，體積的減小和故障率的降低。

(1)西門子、ABB、美國通用汽車、西屋電氣等國外制造商的產品能力。最大容量指數為:

12kV機柜:額定電流5ωa，額定短路分斷電流63 kA。

36 (40.5)千伏機柜:額定電流25安培，額定短路斷路電流40kA。

西門子8BK40 開關柜，帶可抽出式斷路器，額定電壓17。SkV，額定電流5000A，額定開斷電流63kA，ABB 153.2，36kV 開關柜，額定電流25∞A，額定開斷電流40kA。

另一個例子是西門子8BK41型可拆卸發(fā)電機組真空開關柜，額定電流可達2(切A)，額定短路斷路電流80kA。

(2) 開關柜機械壽命美國通用電氣公司凹12，3000A，48kA雙真空開關柜機械壽命40，000倍，全容量開關電流倍高達ω倍。荷蘭海歸公司的12kV起動4柜配有U12真空斷路器手車。機械壽命為30000次，短路開斷電流為1次。

(ABB、AEG、通用電氣、三菱、富士等公司的12臺17.5千伏斷路器的柜寬僅為570-7美分1米

(4)真空度為0+時，故障率的降低和可靠性的提高尤為顯著。一些國外制造商如通用電氣公司生產的真空開關柜的故障率已降低到0.1-0。∞15/柜/年。

3.

結構特點

(1)組裝結構自20世紀90年代以來，高壓開關柜的機柜結構經歷了從焊接到組裝的變化。開關柜機柜是通過使用數控機床彎曲金屬板或鍍鋁碗板，然后裝配螺栓和螺母或拉娜螺母而形成的。它具有加工精度高、變形小、互換性好的特點。

(2)絕緣采用優(yōu)質阻燃絕緣材料，母線采用復合絕緣技術用固體絕緣材料密封。良好的絕緣可以防止?jié)駳夂突覊m，減少操作故障。

(3)內部故障電弧保護開關柜的主開關室、母線室和電纜室頂部均設有泄壓通道。當發(fā)生內部電弧故障時，泄壓金屬板會自動打開釋放壓力和氣體，以確保設備和人員的安全。開關柜的門和隔板采用高強度密封，可確保內部電弧故障發(fā)生時，不會噴射危及相鄰開關柜和操作人員安全的電弧和氣體。

4.

高電壓開關柜智能

智能開關柜是新一代機電產品。高壓開關柜時配有智能保護和控制單元。保護控制單元是利用計算機技術、數字處理技術、傳感器技術和網絡通信技術，集控制、保護、測量和通信于一體的裝置。

5.

充氣柜突然升起

1982年，西門子率先推出了充氣柜8DA lO(單母線柜)和8DB lO(雙母線柜)。此后，世界上主要的制造公司紛紛效仿，開發(fā)自己的產品。從1982年到1999年的17年間，西門子生產了22，222個充氣柜。充氣柜在中國的生產剛剛開始。2002年，Xi安高壓電器研究所(簡稱高希研究所)和平頂山天鷹集團通過了型式試驗。

然而，自20世紀90年代以來，國外實力強大的公司已經開發(fā)出了自己的高電壓開關柜的“頂級”產品。它們的共同特點是:改善絕緣，改變開關柜的結構，可靠性高。例如，日本三菱公司的MA-EC落地式手車柜和荷蘭Holec公司的單ωIe固定頂4落地式柜。在引進7.2 36千伏8BK20系列中央柜后，德國西門子公司近年來引進了NXAIR斷路器模塊類型開關柜。ABB公司不僅引進了ZSI型中央柜，還引進了先進可靠的鎧裝型開關柜和箱式開關柜如ZS3.2、ZX1和ZS8 .2等。法國施耐德電氣有限公司生產的Mcset裝甲型開關柜和GEC愛克思特奧姆有限公司生產的VISAX型開關柜設計獨特，結構非常簡單。它們是智能高電壓開關柜,具有出色的性能和高可靠性。美國通用電氣公司的光伏型雙層鎧裝斷路器柜和日本開發(fā)的四層斷路器柜已在中間型開關柜中投放市場。杰格薩克森的AHA型、阿爾斯通的PID型、東芝公司的VE型和富圖公司的VC型均具有結構緊湊、性能可靠、使用壽命長、運行安全的特點，在開關柜時可視為“精品”。

本文由變壓器圈轉載出版。

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