高压电器的定义与概述(2)
1)电压
高压电器绝缘应能经受规定的长期最大工作电压、短时过电压、内部过电压和大气过电压作用而不损坏。标志这些作用电压的性能参数是:最大工作电压、短时工频试验电压、操作波试验电压和雷电冲击波试验电压。
2)电流
高压电器应能经受长期正常工作电流,温升不超过规定值。在短时异常和故障电流作用下也不允许因电动力、触头熔焊、电磁干扰等影响继续工作的损害。
这方面标志参数有:额定电流、额定短时耐受电流、额定峰值耐受电流,额定短路关合电流、电动机和电容器关合涌流等。
3)其它要求
如高压断路器要求关合、开断短路电流、自动重合闸、开合空载线路充电电流(过电压不超过规定值)和开合负荷电流以及连续开断各种电流能力的电寿命等。
3.2 自然环境因素
这些因素很多,例如:
1)海拔:影响外绝缘和额定电流。外绝缘耐压能力随海拔提高而降低;电器的散热能力随海拔提高而困难(但环境温度则随海拔上升而降低)。
2)环境温度:影响额定电流、机械可靠性和电气可靠性。
3)湿度:影响绝缘及金属零件锈蚀。
4)风速:影响户外产品机械强度。
5)污秽:影响外绝缘的绝缘强度。
其它如雨、地震、湿热、干热等因素也影响绝缘强度和机械可靠性。
4、高压电器发展趋势
随着科技进步,高压电器采用了高新技术,采用了新原理、新工艺、新介质,正在酝酿新一代高压电器,其发展趋势如下:
4.1 组合化、成套化
为满足尺寸小、占地少、高性能、高可靠性需要,出现了各种各样的组合电器和成套电器。除了开关柜、FC柜、多层柜外,出现了负荷开关—熔断器组合电器、高压接触器—熔断器组合电器(用于FC柜)、负荷开关、跌落熔断器和避雷器组合,以及避雷器、隔离开关、电压和电流互感器等各种组合,并已发展到高级型式的组合成套装置,如充气柜(C—GIS)、全封闭组合电器(GIS),以及全变电站组合如预装式变电站(含变压器和高低压电器的箱变)。
4.2 大容量、高参数
由于现代生活用电量迅速增长,工农业用电量提高,高电压大容量电网形成,要求高压电器容量及各种参数迅速提升。目前主力输配电设备额定电流已由1000A提高到2500A至4000A,短路电流已由16~20kA提高到31.5~50kA,甚至更高。550kV断路器单极断口数已由4个减少到2个,单断口正在加紧研制中。如果我国的主力输配电电压不能迅速提升,那么,我国电网对高压电器大容量、高参数的要求趋势不会降温(更高输电电压出现可以解开下属配电电压一些环网,以降低这些电网的短路电流)。
4.3 机电一体化(智能化)
由于计算机、传感器技术发展及电网自动化的提高,对高压电器智能化功能的需求更为迫切。强电设备与先进弱电技术结合可以显著扩展高压电器功能,为电网自动化、远动化、在线检测提供更好的条件。体积大、重量重、功能单一的传统电磁式继电保护装置、电工仪表、控制装置将为多功能的计算机、传感器所取代。
4.4 少、免维护产品
随着高压电器产品大量采用SF6和真空等优良绝缘介质和灭弧介质,以及建立在先进高科技(如CAM等)基础上的生产工艺实施,产品的检修周期可以延长到10年,甚至产品终身免维护检修。而且随着电子、信息技术发展,在线检测技术走向实用化,使用部门有条件实现由故障检修到状态检修的转化。运行维护也将实行“少人、高效、安全、可靠”。今后十几年是由少、免维护产品有较大发展的时期,并将逐步在电力系统中占有一定地位。