高壓電氣開關(guān)穩(wěn)定性的影響因素與對策

摘要：提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性不僅是電力系統(tǒng)進(jìn)行控制的首要目標(biāo)，也是我國電力市場穩(wěn)定有效運(yùn)行的主要條件。在電力系統(tǒng)中，電氣系統(tǒng)開關(guān)是關(guān)鍵的連接部分，因此，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性在很大程度上取決于高壓電氣開關(guān)的穩(wěn)定性。本文在分析我國現(xiàn)階段高壓電氣開關(guān)穩(wěn)定性的基本現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，具體探討了影響高壓電氣開關(guān)穩(wěn)定性的主要影響因素。

關(guān)鍵詞：高壓電氣開關(guān) 穩(wěn)定性 影響因素

中圖分類號：TM56 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)01(c)-0089-01

隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)也開始朝著超高壓、大容量的趨勢發(fā)展，相應(yīng)承受的短路電流和額定電流也越來越大。高壓電氣開關(guān)作為整個電力系統(tǒng)中的重要組成部分，對我國電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到重要的決定性作用，也直接影響著用戶的用電安全。為了維護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，人們也開始逐漸重視高壓電氣開關(guān)的穩(wěn)定性問題。所以，電力系統(tǒng)工作者也開始通過分析高壓電氣開關(guān)穩(wěn)定性影響因素，來逐漸尋找維護(hù)高壓電氣開關(guān)穩(wěn)定性的方法手段。

1 我國高壓電氣開關(guān)穩(wěn)定性的基本現(xiàn)狀

高壓電氣開關(guān)作為我國電力系統(tǒng)中的重要組成部分，具有使用范圍廣、數(shù)量多的特點(diǎn)，其運(yùn)行的穩(wěn)定性能夠給整個電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性造成最直接的影響，高壓電氣開關(guān)的發(fā)展也與我國電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量密切相關(guān)。隨著我國電力事業(yè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)也逐漸朝著高電壓、大容量的趨勢發(fā)展，各種供電設(shè)施種類也日益繁多，而高壓電氣開關(guān)作為關(guān)鍵的電力設(shè)施，其發(fā)展速度更快，國內(nèi)電力企業(yè)對于高壓電氣開關(guān)設(shè)備的研究和關(guān)注力度也更大，如現(xiàn)階段我國就有沈陽高壓開關(guān)廠和西安高壓開關(guān)廠等生產(chǎn)廠商在進(jìn)行126——550kGlS設(shè)備的研制開發(fā)。所以，總體來看，我國現(xiàn)階段高壓電氣開關(guān)無論是在實(shí)踐應(yīng)用領(lǐng)域，還是科學(xué)研究領(lǐng)域都得到了較大的發(fā)展，并逐漸邁入了以實(shí)用化為主的發(fā)展階段，高壓電氣開關(guān)設(shè)備無論是可靠性還是穩(wěn)定性都得到了較大的提高。但在某些方面還有未解決的問題。

2 高壓電氣開關(guān)穩(wěn)定性的主要影響因素

2.1 動靜觸頭之間的分離速度

動靜觸頭之間的分離速度會直接影響電弧的表面積和長度。加快動靜觸頭之間的分離速度能夠是加大電弧的表面積和長度，從而促進(jìn)帶電質(zhì)子和冷卻質(zhì)子的擴(kuò)散與復(fù)合。另一方面，交流電弧在過零熄滅之后，將會極大地提高動靜觸頭之間介質(zhì)的耐壓程度，從而熄滅電弧。

2.2 斷口的數(shù)量

在高壓電器開關(guān)的同一相中，設(shè)置兩個或多個觸頭的斷開點(diǎn)，從而保證每個斷開點(diǎn)的電弧電壓都能夠降低，這樣能夠較大地提高高壓電氣開關(guān)的滅弧能力，保證高壓電氣開關(guān)運(yùn)行的穩(wěn)定程度。

2.3 滅弧室的基本結(jié)構(gòu)

高壓電器開關(guān)滅弧室的基本結(jié)構(gòu)對于開關(guān)開斷性能的好壞將會產(chǎn)生最為直接的影響。按照高壓電氣開關(guān)滅弧能量的來源，高壓電氣開關(guān)可以劃分為外能式與自能式兩種。自能式的滅弧室是指通過電弧自身所具有的能量來將電弧熄滅的滅弧室，這種滅弧室的開斷性能主要取決于被開斷電流自身的強(qiáng)弱。當(dāng)開斷電流處于額定值之內(nèi)時，越大的被開斷電流，其產(chǎn)生的電弧的能量也就會越大，燃弧所用的時間就越短；相反，較小的被開斷電流，其滅弧能力也就相應(yīng)較差，所需的燃弧時間也就越長。

2.4 觸頭之間所使用的絕緣滅弧介質(zhì)

在高壓電氣開關(guān)中，電弧是觸頭之間氣體分子和電壓游離產(chǎn)生帶電粒子造成的，電弧實(shí)質(zhì)上是氣體的一種放電現(xiàn)象。氣體分子在游離過程中，也存在著弧柱中的帶電粒子與帶電粒子所復(fù)合而成的中性分子，這些粒子同時進(jìn)入介質(zhì)的現(xiàn)場。擴(kuò)散與復(fù)合的過程稱為去游離，這兩個過程都會使電弧自身的導(dǎo)電性能減弱，從而使電弧熄滅。當(dāng)今世界上性能最為優(yōu)良的滅弧和絕緣氣體介質(zhì)是SF₆，雖然該氣體已經(jīng)在高壓電氣開關(guān)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，但其機(jī)理和性能還需進(jìn)一步研究。

3 提高高壓電氣開關(guān)穩(wěn)定性的主要措施

3.1 選擇具有較高可靠性的材料與匹配機(jī)構(gòu)

材料是高壓電氣開關(guān)可靠性的基本保證，只有提高材料的質(zhì)量，才能從根本上提高高壓電氣開關(guān)的質(zhì)量和可靠性。如果材料質(zhì)量較差，則高壓電氣開關(guān)在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生停頓現(xiàn)象，甚至?xí)斐蓢?yán)重的人身危害和企業(yè)財產(chǎn)損失等。另一方面，能否選擇與本體匹配程度較高的操作機(jī)構(gòu)也會直接影響著高壓電氣開關(guān)的工作穩(wěn)定性。如果操作機(jī)構(gòu)與本體不匹配，則會產(chǎn)生開關(guān)不能正常運(yùn)行的問題，甚至?xí)l(fā)生爆炸，從而發(fā)生大面積的停電事故或越級跳閘問題。所以，選擇相匹配的操作機(jī)構(gòu)與可靠性較高的材料，對于高壓電氣開關(guān)的穩(wěn)定性有著關(guān)鍵性的影響作用。

3.2 加強(qiáng)高壓電氣開關(guān)的護(hù)理檢測工作

設(shè)備長期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或是處于閑置狀態(tài)，以及天氣過于寒冷、濕度過大等各種客觀因素也會對高壓電氣開關(guān)運(yùn)行的穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響，造成設(shè)備損耗，對電氣設(shè)備的使用性能造成不利影響，如電器老化、設(shè)備電線短路或降低開關(guān)的接觸性能等。所以，高壓電氣開關(guān)在安裝或運(yùn)行之前要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)試，并對高壓電氣開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)及其本體全面進(jìn)行檢測，及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在的種種問題，做到防患干未然，提高設(shè)備使用的穩(wěn)定性。

3.3 加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行過程中的檢查工作

在高壓電氣開關(guān)設(shè)備在運(yùn)行的過程中，常會出現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行故障的問題，如零件是否緊固、并聯(lián)電容是否有形狀改變或聲音異常、開關(guān)工作狀態(tài)是否良好等，及時發(fā)現(xiàn)并解決這些潛在的安全隱患，有利于電力設(shè)備以及整個電力系統(tǒng)的良好運(yùn)行，從而有效避免事敞或生命財產(chǎn)損失的發(fā)生。同時，操作人員在設(shè)備運(yùn)行過程中也要時刻保持高度的注意力，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，盡量避免各種不必要損失的發(fā)生。

4 結(jié)語

綜上所述，高壓電氣開關(guān)的穩(wěn)定性對于我國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行具有至關(guān)重要的影響作用。近年來，高壓電氣開關(guān)在穩(wěn)定性方面已經(jīng)取得了長足的發(fā)展，與以往相比有了極大的提高，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行提供了一定程度的保障。但另一方面，高壓電氣開關(guān)卻仍然存在著一些無法避免的問題和需要完善的地方，這些問題的存在又為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行埋下了一定的隱患。然而，隨著各項新設(shè)備、新工藝、新材料和新技術(shù)的開發(fā)研制力度的加大，以及在電力系統(tǒng)中推廣應(yīng)用范圍的擴(kuò)展，一定會為我國高壓電氣開關(guān)穩(wěn)定性的提高提供越來越多的保障，從而進(jìn)一步促進(jìn)我國電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和用戶用電安全性的提高。