新型智能化斷路器在電力系統中的應用分析

王佳鴻

廣東電網有限責任公司揭陽供電局，廣東 揭陽 522000

0 引言

在實際的電力系統運行中，存在大量的電子元器件，這些元器件在實際的使用過程中可能會發生故障，因此需要對其進行處理。在電力系統正常的運行過程中，需要保證其工作的穩定性，使其能夠正常的進行開斷處理，從而能夠根據不同的應用環境，靈活調整電路的運行狀態。當發生電路故障時，能夠立即進行局部的切斷處理，快速響應，將故障范圍限定在一個區域內，保證整個電力系統的穩定運行。通常情況下，高壓斷路器能夠快速反應，切斷電路故障。斷路器最重要的任務是快速熄滅電弧，因此要求具備各種結構的滅火裝置，而不同的構造會影響斷路器的性能。其中，新型智能化斷路器具有良好的應用效果，因此得以廣泛應用。

隨著人們用電需求的不斷增加，電力行業不斷發展，配電線路的容量也在不斷擴大，新型智能化斷路器的應用已經成為當今配電行業發展的一個趨勢。因此，在對新型智能化斷路器進行應用的過程中，一定要做好其安裝、驗收以及維護，從而使新型智能化斷路器在配電線路中實現良好的應用，發揮出其充分的優勢，實現對配電線路的進一步優化，保障電力輸送的安全穩定，讓人們的用電需求得到滿足，對電力行業的發展起到積極的促進作用[1]。

1 新型智能化斷路器概述

新型智能化斷路器在工作中利用相應的機構實現動靜觸頭產生電弧，其實現原理是能夠在高溫的情況下產生一定的蒸汽，同時由于其結構的特殊性能夠在充電時產生相應的電磁場，根據相應的物理原理，能夠實現電弧沿表面切線方向的動作，并且在金屬壁上能夠發生凝結，電弧也會隨著移動距離逐漸增加而熄滅，此時觸頭兩端恢復原有的狀態。

1.1 組成

新型智能化斷路器可劃分為2個部分，一是氣密絕緣系統及外殼部分；二是導電系統和屏蔽系統。其中，氣密絕緣系統是由陶瓷和玻璃材料制成的一種具有良好氣密性的絕緣筒裝置，由各種蓋板和管密閉組合形成真空的狀態。該部分的結構不僅要保證整體結構的氣密性狀態，同時要防止材料本身漏氣。當前應用廣泛的是縱磁場技術，具有有效的斷閉能力。同時，應保證屏蔽系統的絕緣效果，使弧室內的電廠分布均勻[2]。

1.2 特點

新型智能化斷路器具有以下特點：觸頭的開距較小，使得機械動作形程較少，使用壽命較長；實現燃弧時間較短，當電弧熄滅過后，觸頭間的介質能夠快速恢復；開斷過程中觸頭的磨損情況不會太嚴重，具備長期的使用性；整體的體積較小，方便進行安裝和運輸。新型智能化斷路器具有以上的優質特點，因此被廣泛應用于變電系統中。

2 新型智能化斷路器的優勢

與傳統斷路器設備相比，新型智能化斷路器的體積更小、性能更高、可靠性更強，同時其在實際的使用過程中能夠進一步保障對電流和電壓采集的準確性，從而更加精準地對輸配電網的故障類型進行判定。

2.1 防護等級較高

新型智能化斷路器將高精度電壓傳感器、高精度流傳感器以及取電單元一次采集部分融合在絕緣套管內并整體屏蔽，不僅絕緣可靠性高，而且結構尺寸小，重量輕，有利于現場安裝；本體采用全絕緣、全密封、防淋露、免維護結構設計，整體滿足戶外IP67的防護等級，運行安全可靠。

2.2 檢修時間較短

新型智能化斷路器能夠實現電力一次設備與二次設備的有效整合，并推動輸配電網終端設備向小型化、智能化方向發展。新型智能化斷路器的研發和使用，降低了相關工作人員的操作和使用難度，工作人員在經過一定的培訓之后，不需要停電，就能夠通過即插即用的方式實現對斷路器設備的更換以及維修，縮短了斷路器檢修時間，提升了輸配電網的供電穩定性。

2.3 適用范圍較廣

新型智能化斷路器適用于接地、不接地系統、小電阻及消弧線圈接地系統。可采集三相電流及三相對地電壓信號，可準確判斷出故障的方向，智能型的自適應核心算法精準判斷出故障類型。內置完善的保護功能，方便用戶編寫復雜的保護邏輯：三段定時限過流、二段反時限過流；低電壓、相角保護，低周/過周保護；三次重合閘、方向保護、距離保護、SOG小電流接地保護；二次諧波閉鎖功能；開關磨損檢測功能等。

2.4 通信性能較強

為了實現遠程數據通信與控制，新型智能化斷路器通常會設置獨立的智能終端，能夠自動完成對本地數據的采集和上傳。一般來講，智能終端能夠與其他設備開展點對點的通信，因此新型智能化斷路器能夠運用于分布式電網。另外，隨著相關技術的發展以及進步，新型智能化斷路器的相關技術越來越成熟，其通信性能也隨之提升，從而有效降低工作人員的工作量[3]。

3 新型智能化斷路器在電力系統中的運用

新型智能化斷路器在現代電力系統中的運用范圍越來越廣泛，并且其功能也越來越多，這對于保障電力系統的健康、穩定運行具有重要作用。

3.1 負載監控

負載監控指在設備運行過程中，結合功率以及電流特征實現對負載的監控，因此負載監控與傳統監控方式具有較大的差異。智能化斷路器應用于負載監控中，通常以輸配電網的有功功率數據為主，無論是卸載還是返回的延時時間均為定時限，啟動值不小于返回值；以電流為依據的動作原則；過載與動作反時限特征相同，獨立設置曲線速率和動作值；將負載的恢復延時時間設定為定時限，返回值不超過啟動值。

3.2 智能化保護

在二次設備技術不斷發展和進步的形勢下，新型智能化斷路器之間的相互作用和關聯主要反映在主電路斷路器和二次控制器之間的相互作用，以及二次控制器和其他二次控制器之間的相互作用。在新型智能化斷路器與用戶之間的相互作用的電力系統中，輸電線路的短路故障是由于自然災害、鳥類、害蟲等暫時性性能故障所造成的。新型智能化斷路器可以通過高精度的電流和電壓信號檢測來精確地確定故障。通過與二次控制裝置的相互作用，智能選擇再啟動模式，可以快速消除故障，恢復線路電源，減少用戶停電造成的經濟損失，提高電源可靠性和電力系統的穩定性。

4 新型智能化斷路器的故障問題及解決對策

4.1 真空度降低

新型智能化斷路器會出現真空度降低的情況，往往是由于室內漏氣、焊接不緊密或者存在微孔。對此，通常采用火花計法、觀察開斷電流時的弧光色、工頻耐壓法等來檢測斷電器的真空度，也可以采用專門的真空度測量儀進行檢測。通過以上方法能夠檢測斷路器的真空度，從而能夠及時更換真空滅弧室。

4.2 滅弧室觸頭電磨損

由于滅弧室內的觸頭會經過多次的斷開和連接，會發生磨損以及被灼傷，當觸頭磨損后，將導致整個的機構動作增加行程，增加觸頭表面的電阻。當觸頭使用次數超過規定的范圍后必須進行更換處理。如果未達到使用次數但是出現性能下降的情況，則應當對間隙進行調整。

4.3 拒分故障

新型智能化斷路器如果不能夠正常斷路，發生故障。這種情況往往是由于電路回氣故障，或者機械回路故障造成。可根據頂桿的鐵心運動狀態來判斷故障，若鐵心不發生運動，則說明是電氣回路問題，否則是機械回路故障，再進一步的通過試驗進行判別。

4.4 拒合故障

新型智能化斷路器會發生拒合的故障。故障原因可能是電磁操作機構的頂桿長度不夠，則需要調整其高度和相應的機構間隙以滿足要求；可能是輔助開關斷開時間過早，或者限位裝置的位置不合理，使得不能準確的合閘，應當調整機構之間的間隙和位置。另外，往往需要及時更換合閘彈簧，保證其合閘的功率。

5 結束語

新型智能化斷路器具有分斷能力高、快速的熄弧性能、使用期限長等良好性能，并且便于運輸安裝以及維修，因此在電力系統中得到廣泛應用。文章詳細介紹了新型智能化斷路器的組成結構及其特征，并介紹了高壓新型智能化斷路器的常見問題及相應的處理辦法，使維修人員能夠根據這些對策來掌握新型智能化斷路器的維修方法，進行快速維護，保障了電力系統的穩定性，從而使其為生產提供可靠的供電服務。