中压配电网负荷开关的发展

摘要： 简述了负荷开关在中压配电系统的发展，比较了各种类型负荷开关在中压配电网中的使用，介绍了一种新型组合式户外隔离负荷开关。 
关键词： 中压配电网;负荷开关;使用 
 　　
0 概述

　　随着我国国民经济的快速发展，对电力系统的安全可靠性提出了更高要求。中压配电系统是电网安全稳定运行的重要组成部分，其中各类大量的线路柱上开关设备—负荷开关是保证系统正常运行的主要设备。其主要功能是:①在线路检修或转移负荷时，关合配电网干线及分支线的负荷电流;②在线路检修时，制造并形成明显断开点以确保人员的安全;③ 对检修线路可靠接地。除此之外，还要求设备安装容易、运行可靠、维护量少且投资合理。负荷开关是带有简单灭弧室装置的一种开关电器，在结构上应满足以下要求:在分闸位置时要有明显可见的间隙，这样在负荷开关前面就无需再串联隔离开关，进行电气设备检修前只须开断负荷开关即可;负荷开关要能经受尽可能多的开断次数，而无需检修触头和调换灭弧室装置;负荷开关虽不要求开断短路电流，但要求能关合短路电流，并能满足对短路电流动稳定和热稳定要求。

1 负荷开关的分类比较

　　负荷开关按照灭弧介质不同可分为矿物油、压缩空气、有机材料产气、SF6气体和真空负荷开关5种;按照功能可分为通用负荷开关、专用负荷开关和特殊用途负荷开关3种。其中，特殊用途负荷开关有电动机负荷开关、单个和背对背电容器组负荷开关、频繁操作负荷开关、隔离负荷开关等。
　　随着科技进步和材料的发展，使用矿物油作为灭弧介质的柱上式油负荷开关和采用压气、产气等灭弧类型的负荷开关逐渐被SF6气体和真空负荷开关所取代，尤其是真空负荷开关得到了广泛的应用。试验显示，真空开关在许多方面都优于传统投切方式的负荷开关。在真空中熄弧的开断操作有如下优点:①开断中真空电弧会在电流过零时因金属蒸汽迅速扩散而熄弧，绝缘强度恢复比空气中熄弧和 SF6气体中熄弧时都快，特别是在开断空载变压器、空载电缆和架空线方面要比空气开关和SF6开关优越;②由于开断中电弧不外露，所以也不会污染和损害柜内的电器元件;③开距小、弧压低、电弧能量小、触头烧损少，所以开断额定电流的次数比其他结构的开关多且寿命长，几乎不需要检修;④操作机构所需的合闸功小，开关结构简单，便于小型化;⑤由于在真空中没有氧化过程，接触电阻将长期保持很低的值。

2 一种新型的组合式隔离负荷开关

　　通常负荷开关的灭弧装置是串联于主回路中的，其动稳定、热稳定电流受灭弧装置本身结构及材料的限制很难适合大容量配电系统，且采用负荷开关配合隔离开关.接地开关的方式存在以下缺点:安装维护麻烦、运行操作复杂、需要定期维护、一次投资大。新型组合式户外隔离负荷开关Fla15.97能很好地解决目前电网设备中存在的上述问题，并已在欧洲电网得到广泛使用。
2.1 主要功能
　　Fla15.97组合式户外隔离负荷开关的功能等同于真空负荷开关+隔离开关+接地开关，它是一种以技术经济最优化为目标而设计的多功能组合电气设备。
2.2 产品特点
　　（1）功能齐全，技术先进。真空灭弧室仅用于开合电路，在合位时灭弧室不流过负荷电流和短路电流，分断后真空介质绝缘强度恢复迅速。触头磨损小、寿命长、接触电阻小，主触头可完全避免电弧灼烧。操作总行程小，可配用小型操作机构。
　　（2）安装便利，操作维护简单。由于采用真空开关与隔离开关的联锁操作系统，可实现两者的开断或关合一步到位，避免了误操作的可能。
　　（3）基本免维护。总体结构简单，真空灭弧室的寿命为5000次，其他机构部件为30000次。真空开关内部自带的操作机构是德国德瑞仕公司的专利技术。
2.3 技术特点
　　（1）投切设计独特，通过串、并联切换真空灭弧室的方式进行关合和开断，真空开关为辅助灭弧系统，电弧对主触头系统没有影响。
　　（2）内置式弹簧操作机构，主触头和辅助触头系统之间清楚识别，每次开断操作以后，断口距离的绝缘恢复更快。
　　（3）使用铜张力带引线确保绝缘距离。
　　（4）总行程短，可采用小型操作机构。
　　（5）对主触头磨损小，电气寿命长。

3 结束语

　　随着我国国民经济的快速增长，作为其先行的电力工业在配电干线分支大量增加时需考虑一种简便可靠、安全稳定、成本合理的技术手段，而以往所采用的断路器配合隔离开关方式或简单的跌落熔断 保险器方式仅能考虑其中的部分要求，而户外隔离负荷开关可以较好的兼顾前述各项功能，实现技术经济的最佳组合。资料显示，在欧美地区，配电干线分支时，负荷开关的使用量是相应断路器使用量的10倍以上。同时，通过与相关技术结合渗透，户外隔离负荷开关还可广泛应用于城市配网建设，如环网柜、电缆分支和用户进户线工程等领域。

　　作者简介：何殊一（1972-），男，工程师，从事变电运行、配网工程管理等工作;
　　容建伟（1968-），男，高级工程师，从事变电检修、试验技术管理工作;
　　包红旗（1958-），男，高级工程师，从事电网运行技术管理工作。