摘要 ：通過對(duì)真空斷路器、少油斷路器的性能比較及目前斷路器生產(chǎn)情況分析，闡明在35KV以下系統(tǒng)中用真空斷路器代替少油斷路器的前景。
1 問題提出
高壓斷路器是發(fā)電廠、變電所配電裝置中的重要電氣設(shè)備，它承擔(dān)著控制和保護(hù)的重任。正常時(shí)由它來切斷和接通負(fù)荷電路，故障時(shí)由它來切除故障電路，限制事故范圍，保證安全運(yùn)行。故此，高壓斷路器選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系著系統(tǒng)安全發(fā)電、供電，即關(guān)系到我們的國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。
斷路器根據(jù)使用的滅弧介質(zhì)不同，分為油斷路器、空氣斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器等種類。八十年代以前，在我國(guó)35kV以下電力系統(tǒng)中多采用油斷路器，跨入九十年代，特別是引進(jìn)西門子先進(jìn)技術(shù)后逐漸開發(fā)出各種系列的真空斷路器。如今35kV以下真空斷路器生產(chǎn)已基本國(guó)產(chǎn)化，因而在35kV以下系統(tǒng)中使用油斷路器還是真空斷路器便成了擺在電力系統(tǒng)設(shè)備更新、新電廠、新變電所設(shè)備上馬前的一個(gè)大課題。
2 油斷路器、真空斷路器性能
任何種類的斷路器，其基本要求都是一致的，即要求它在電氣性能上滿足一定的技術(shù)指標(biāo)；在廠家給定技術(shù)條件下能長(zhǎng)期可靠地工作，有一定機(jī)械、電氣壽命；并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、檢修方便，體積小，重量輕。
油斷路器、真空斷路器的本質(zhì)區(qū)別就在于它們所使用的滅弧介質(zhì)不同，從而導(dǎo)致了它們?cè)谛阅苌系牟町悺?nbsp;
油斷路器觸頭多采用銅鎢合金，雖具一定耐電弧能力，但電氣壽命有限，一般開斷10次滿負(fù)荷電路或開斷6、7次短路電流觸頭即需打磨，檢修間隔周期短，平時(shí)維護(hù)量大，有噪聲，有爆炸危險(xiǎn)，維護(hù)不當(dāng)易釀成事故。例浙西某電站10kVSN10少油開關(guān)平時(shí)未按規(guī)定進(jìn)行維護(hù)、檢修工作，致使“開關(guān)觸頭熔焊在動(dòng)觸頭上凝結(jié)成突起”未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成斷路器跳不開以致燒毀的事故。
真空斷路器卻不易發(fā)生此類事故。因真空斷路器滅弧室中氣體壓力不高于1.3 ×10-2Pa，使其絕緣強(qiáng)度比變壓器油及壓力為105Pa的SF6 要高得多。同時(shí)，電觸頭分離時(shí)電極蒸發(fā)及觸頭表面微小突起所引起的電弧，其間離子、粒子比周圍真空壓力密度大得多，使離子、粒子極易向周圍擴(kuò)散。電弧電流過零時(shí)其間離子、粒子在磁場(chǎng)作用下迅速擴(kuò)散，密度迅速降低，使觸頭間的弧區(qū)很快恢復(fù)為真空間隙，具很高耐壓水平，得以承受較高的恢復(fù)電壓不致?lián)舸罱K完成開斷。而且很多真空斷路器滅弧室結(jié)構(gòu)采用阿基米德螺旋槽跑弧面，當(dāng)電弧電流流經(jīng)跑弧面及觸頭間時(shí)，造成的磁場(chǎng)使真空電弧在觸頭表面快速移動(dòng)，從而降低了觸頭表面的溫度，減少了觸頭的燒損，穩(wěn)定了斷路器的開斷性能，提高了電氣壽命。真空斷路器觸頭材料多數(shù)用CuCr50、CuCr25等新型材料，觸頭開距小，斷路器體積小，此時(shí)還具備開斷能力強(qiáng)，開斷時(shí)間短，無噪聲、無污染，壽命長(zhǎng)（機(jī)械壽命在10000次以上，而少油斷路器的機(jī)械壽命只有2000次），不需經(jīng)常檢修等優(yōu)點(diǎn)。
3 真空斷路器目前狀況及應(yīng)用前景
目前國(guó)內(nèi)引進(jìn)西門子技術(shù)生產(chǎn)制造的35kV以下真空斷路器產(chǎn)品系列已較全面，技術(shù)也日臻成熟。北京、西安、浙江等國(guó)家大型開關(guān)廠生產(chǎn)的ZN- 10/1250-31.5、ZN28A、ZN41A-10型等產(chǎn)品已達(dá)世界先進(jìn)國(guó)家八十年代的產(chǎn)品水平，并已逐漸成為電廠舊設(shè)備（GG-1A開關(guān)柜）改造中SN10型少油斷路器的替代產(chǎn)品，得到已經(jīng)使用的一些電廠、變電所等用戶的共同認(rèn)可。同時(shí)隨著新型觸頭材料的使用，使真空斷路器截流值下降，由截流產(chǎn)生的過電壓?jiǎn)栴}得以解決，使得35kV以下變電所及廠礦企業(yè)也逐漸推廣使用ZN系列開關(guān)。總之隨著真空斷路器生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)化，其性能價(jià)格比優(yōu)勢(shì)會(huì)逐漸凸現(xiàn)出來，而且隨著電力工業(yè)公司“無油化”口號(hào)的提出，真空斷路器的應(yīng)用前景必將越來越寬廣。
4 真空斷路器存在問題及對(duì)策
我國(guó)最早自行生產(chǎn)的真空斷路器由于抽真空工藝不成熟，導(dǎo)致真空滅弧室壓強(qiáng)過高而造成擊穿和弧后重燃等問題，現(xiàn)已基本解決。而今真空斷路器的擊穿主要由觸頭表面過程引起，對(duì)策是采用電流老煉、輝光放電老煉、氣體老煉等方法對(duì)觸頭進(jìn)行處理以改善觸頭靜態(tài)耐壓水平。利用大電流對(duì)觸頭進(jìn)行處理以改善弧后耐壓水平，如此對(duì)策使真空斷路器開斷穩(wěn)定性大大提高。真空斷路器在 35kV以下系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用是一種發(fā)展趨勢(shì)。故此進(jìn)一步提高其產(chǎn)品性能便尤為重要，在生產(chǎn)過程中即設(shè)法消除觸頭表面微突起，采用新型防熔焊材料做觸頭，利用適度的燃弧老煉觸頭均不失為積極有效的良策。相信隨著國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)的向前發(fā)展，真空斷路器的生產(chǎn)也會(huì)越來越先進(jìn)，其性能也會(huì)越來越好，在35kV以下電力系統(tǒng)中用真空斷路器代替油斷路器會(huì)成為電力工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn)
1 淡淑恒，李宏群，王季梅等.真空斷路器觸頭新型處理方法的研究.高壓電器，1978，21（4）
