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低壓電器及其成套設備發展趨勢預測
(1)主開關元件無油化
高壓開關柜根據柜內主開關元件的不同可分為通用型高壓開關柜(主開關元件為斷路器,即斷路器柜),F-C柜(高壓限流熔斷器+高壓接觸器)及環網柜(高壓負荷開關+高壓限流開關),壽命為3萬次,短路開斷電流次數達100次;體積減小,柜寬僅570~700 mm;故障率降低,可靠性提高,特別是以真空開關柜尤為突出。
(2)低壓電器及其成套裝置的在線檢測
開關電器例如斷路器和接觸器在操作過程中受到機械和電氣損傷,在它們使用限期內會發生各種故障,這就需要經常的維護。如果采用對這些電器設備的在線檢測,則經常維護可以減少甚至免除。因而低壓電器及其成套設備的在線檢測也受到國際上一些大公司的重視。特別是西門子公司在這方面做了不少工作。在線檢測有助于提高電氣設備的可靠性和持續運行時間。檢測信號直接取自系統的電氣形態,這是一種直接方法。例如不良觸頭的電壓降大,甚至使負載失去電源,因而可以從負載上直接檢測到觸頭狀態。磁敏元件可用來檢測短路電流的存在。機械開關的開閉狀態可由機械零件的位置來測定。基于霍爾效應和磁阻原理的磁敏元件可用來測定由磁性材料制作或附有永磁的可動部分的位移和轉角。
(3)設備開發向智能化發展
智能化開關柜是新一代的機電一體化產品,它是在高壓開關柜上配置智能型保護控制單元。保護控制單元是利用計算機技術、數字處理技術、傳感器技術、網絡通信技術而構成的集控制、保護、測量和通信于一體的裝置[6]。
(4)結構特點優化
組裝式結構高壓開關柜的柜體結構經歷了從焊裝式到組裝式的變遷。開關柜的柜體均以金屬板或敷鋁鋅板用CNC機床加工折彎成形,再用螺栓、螺母或拉鉚螺母組裝而成,具有加工精度高、變形量小、互換性好等特點;絕緣選用優質阻燃性絕緣材料,應用復合絕緣技術,將母排用固體絕緣材料封閉起來。良好的絕緣可防潮、防塵,減少運行故障。
斷路器柜內可配置少油斷路器、真空斷路器,占主導地位幾十年的少油斷路器因存在電壽命短、維修頻繁和易燃易爆的缺陷,已趨于淘汰。而無油化斷路器尤其是真空斷路器已占主導地位。國外廠家生產的高壓開關柜選用高可靠性的一次電器元件,如免維護小型斷路器、長壽命斷路器組件、小型高可靠性的隔離開關和接地開關。
(5)產品適用性大幅度增強
由于相關技術已經較為完善,現有的低壓電器及其成套設備產品品種齊全,不但能夠滿足常規單位的使用需求,而且還能滿足嚴酷條件、高寒、地震地區和礦山、鐵路部門使用,適用性得到大幅度增強。
(6)相關性能逐步提高
近幾年來,高壓開關柜技術發展很快,性能逐步提高,主要體現在技術參數和壽命的逐步提高,體積減小,故障率降低;常州森源公司10kV UT4柜配用NVUI2真空斷路器手車,內部故障電弧防護開關柜的主開關室、母線室、電纜室均在頂部設置壓力釋放通道。在發生內部電弧故障時,自動打開壓力釋放金屬板,排泄壓力和氣體,以確保設備和人身安全。開關柜的門和隔板均采用高強度密封,可以保證在發生內部電弧故障時不會噴射危及相鄰開關柜和運行人員安全的電弧及氣體。
(7)新工藝裝備和技術得到良好的應用
已有數百家企業擁有數控加工設備“三大件”,在此基礎上的柔性加工系統,提高了殼體尺寸精度和生產效率。采用較先進的涂裝工藝裝備,噴漆生產線和噴粉工藝線使產品防護能力和外觀都有較大提高。
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