電力開關設備未來的發展與進步
http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 15:58:20 來源:工業電器新聞網
1 世界電力工業與電力設備的展望
根據EIA發布的《國際能源展望2006》預測,從現在到2030年,全球電力工業的投資約需10萬億元左右。未來25年世界用電需求劇增,其中發展中國家占主要部分,2030年全世界的用電量將是2003年的兩倍。其中經濟合作與發展組織國家將占全世界總增長量的29%,非經濟合作與發展組織國家占71%,全球用電量將從2003年的14781TWh增長到2015年的21690TWh和2030年的31016TWh。全世界發電裝機容量將從2003年的37100TW增長到2030年的63690TW,年均增長2%。到2010年中國發電裝機容量將達到818GW,到2020年中國發電機裝機容量將達到1186GW,從而超過美國,躍居世界第一。
有資料顯示,全球電力設備行業2005年總的市場規模大約是558.78億美元,過去幾年平均增長速度為4%~5%,其中歐洲市場基本是零增長,主要依靠亞太市場拉動,中國近年的增長速度達35%。2005年中國電網建設創造了約80億美元的市場需求,約占全球14%的市場份額。我國成為目前世界電網建設最快的國家,這極有利於輸變電裝備業的快速發展。
2 我國電力工業快速平穩增長
根據“十一五”規劃,電力工業預計新增裝機容量近250GW,發電方麵投資10000億元,電網投資規模將達到12000億元。截至2006年底,我國發電裝機容量達到620GW,同比增長20.3%,其中水電達128.57GW,約占總容量的20.67%,火電達484.05GW,約占總容量77.22%。
2006年,我國發電量達到2824.8TWh,增長14%,其中城鄉居民生活用電量為324TWh,增長14.7%。預計“十一五”末,我國發電裝機容量將接近800GW,屆時,水電、核電、清潔煤發電和新能源發電等清潔電力比重將超過35%。
3 高壓開關行業呈現快速增長的態勢
在電網中,高壓開關設備起控製和保護作用,隨著高壓開關設備的關合,強大的電力源不斷地流向千萬個用戶,而當線路發生故障(如短路)shi,kaiguannengdangjiliduan,nengzaishushimiaoneiqiechuguzhang,baozhangxianlujizhongdashebeideanquan。yinci,gaoyakaiguanshebeiduixianludeanquanyunxingzhiweizhongyao。dianwangdedafazhanbirancujinkaiguanshebeidedafazhan,kaiguanshebeibijiangyougengdadeshichanghefazhankongjian。
根據高壓開關行業協會2006年的統計資料,2005niangaoyakaiguanxingyechengxianchulekuaisuzengchangdetaishi,zhuyaobiaoxianzaixingyezhuyaojingjizhibiaodafupansheng,shengchanqiyeguimokuoda,jishubuduanjinbu,shengchanguanlishuipingyoulejinyibutigao。genjudui2005年高壓開關行業主要生產企業的統計資料,全年完成了工業總產值660.37億元。
我(wo)國(guo)電(dian)力(li)工(gong)業(ye)的(de)持(chi)續(xu)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan),為(wei)高(gao)壓(ya)開(kai)關(guan)製(zhi)造(zao)業(ye)提(ti)供(gong)了(le)廣(guang)闊(kuo)的(de)發(fa)展(zhan)空(kong)間(jian),這(zhe)從(cong)各(ge)類(lei)型(xing)高(gao)壓(ya)開(kai)關(guan)產(chan)品(pin)產(chan)量(liang)逐(zhu)年(nian)增(zeng)長(chang)上(shang)可(ke)明(ming)顯(xian)看(kan)出(chu)。根(gen)據(ju)高(gao)壓(ya)開(kai)關(guan)行(xing)業(ye)協(xie)會(hui)統(tong)計(ji)數(shu)據(ju)表(biao)明(ming),2005年相比2004年各類高壓開關產品的產量都有明顯增長。
4 中壓金屬封閉開關設備技術標準的進步
近年來,金屬封閉開關設備有了很大發展,技術上取得了長足進步,這可從標準的修訂中看出。
修訂的IEC60298標準《額定電壓1kV以上52kV及以下的交流金屬封閉開關設備和控製設備》(第4版)采用新編IEC62271-200(第1版)作為新版標準,於2003年11月發布。我國相應修訂的《GB3906-20063.6~40.5kV交流金屬封閉開關設備和控製設備》標準於2006年8月正式批準,於2007年3月正式實施,從實施之日起代替GB3906-1991。
IEC和GB標準的修訂適應了目前開關設備的技術水平,在這期間,開關設備的設計、製造、試驗、運行均發生了較大的變化,水平得到了大幅提高。
標準的修訂,主要集中在以下幾個方麵。
第di一yi,適shi應ying開kai關guan設she備bei的de技ji術shu水shui平ping。前qian版ban標biao準zhun的de技ji術shu重zhong點dian放fang在zai以yi空kong氣qi絕jue緣yuan的de開kai關guan設she備bei上shang,采cai用yong抽chou屜ti式shi或huo手shou車che式shi結jie構gou型xing式shi,而er將jiang以yi固gu定ding式shi開kai關guan和he以yi氣qi體ti絕jue緣yuan的de開kai關guan設she備bei的de新xin發fa展zhan放fang在zai次ci要yao位wei置zhi。
第二,按功能分類。前版標準將開關設備按間隔類型的結構分為鎧裝式、間jian隔ge式shi和he箱xiang式shi。而er目mu前qian在zai市shi場chang上shang出chu現xian了le一yi大da批pi開kai關guan設she備bei,不bu再zai按an間jian隔ge類lei型xing來lai劃hua分fen。另ling外wai,從cong安an全quan性xing和he可ke靠kao性xing角jiao度du看kan,按an間jian隔ge類lei型xing來lai分fen類lei不bu利li於yu實shi際ji使shi用yong,而er且qie會hui造zao成cheng誤wu解jie,新xin版ban標biao準zhun不bu再zai按an結jie構gou分fen類lei而er按an功gong能neng分fen類lei。
disan,neibuguzhangdianhudengji。xinbanbiaozhunjiangneibuguzhangdianhudeanquanxingdiweidadatigaole。genjuchanpinzaineibuguzhangdianhufangmiansuotigongdeanquanxingjibie,dingyileneibudianhujikaiguanshebeihekongzhishebei(IAC);對內部電弧級開關設備和控製設備(IAC),其內部故障電弧試驗規定為必試的型式試驗,試驗電流為額定短路時耐受電流,試驗持續時間推薦1s、0.5s和0.1s,通過試驗的設備則為內部電弧級開關設備和控製設備(IAC),並規定將內部故障電弧試驗的特征參數標準注進銘牌中。
隨(sui)著(zhe)內(nei)部(bu)故(gu)障(zhang)電(dian)弧(hu)等(deng)級(ji)的(de)納(na)入(ru),現(xian)可(ke)對(dui)試(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao),而(er)在(zai)這(zhe)之(zhi)前(qian),有(you)關(guan)內(nei)部(bu)故(gu)障(zhang)電(dian)弧(hu)試(shi)驗(yan)由(you)製(zhi)造(zao)商(shang)和(he)用(yong)戶(hu)協(xie)商(shang)確(que)定(ding),缺(que)乏(fa)統(tong)一(yi)規(gui)定(ding),沒(mei)有(you)可(ke)比(bi)性(xing)。
5 真空滅弧室技術的進步
真空滅弧室製造技術有了很大的發展,主要表現在四個方麵:觸頭材料、電弧控製係統、滅弧室結構及滅弧室製造工藝。
在觸頭材料方麵。目前用於真空開關的觸頭材料大概有三種:半難熔金屬+良導體,如銅鉻合金;熔融金屬+良導體,如銅鎢合金;銅合金,如銅鉍。在銅鉻材料之前,大部分真空開關仍大量使用銅鉍合金作觸頭材料。1980年以後,銅鉻合金的優點得到了廣泛認可。1992nianyihou,zhezhongxincailiaodaliangyingyongyuzhongyadarongliangzhenkongkaiguanzhong,bingquanmiantaotailediyidaizhenkongkaiguanchutoucailiaotongbihejin。zaizhongyazhenkongkaiguanzhong,tonggehejinbeirenweishizuijiadechutoucailiao,yinweitajiehelechutoucailiaozhongzuiguanjiandedianxingnengyuyishen,jijuyouyouliangdedaodianxing、高的開斷電流能力、良好的抗電弧熔蝕性和很好的抗表麵熔焊能力以及截流值小等特點。
在(zai)電(dian)弧(hu)控(kong)製(zhi)方(fang)麵(mian)。通(tong)過(guo)對(dui)真(zhen)空(kong)滅(mie)弧(hu)室(shi)內(nei)觸(chu)頭(tou)結(jie)構(gou)的(de)合(he)理(li)設(she)計(ji),使(shi)高(gao)壓(ya)大(da)電(dian)流(liu)下(xia)的(de)聚(ju)集(ji)型(xing)電(dian)弧(hu)轉(zhuan)化(hua)為(wei)擴(kuo)散(san)型(xing)電(dian)弧(hu),以(yi)避(bi)免(mian)觸(chu)頭(tou)局(ju)部(bu)過(guo)度(du)熔(rong)化(hua),達(da)到(dao)提(ti)高(gao)開(kai)斷(duan)能(neng)力(li)的(de)目(mu)的(de)。目(mu)前(qian)使(shi)用(yong)的(de)觸(chu)頭(tou)結(jie)構(gou)有(you)四(si)種(zhong),包(bao)括(kuo)平(ping)板(ban)對(dui)接(jie)式(shi)觸(chu)頭(tou)、螺旋型橫磁觸頭、線圈式縱磁觸頭、環(huan)狀(zhuang)縱(zong)向(xiang)磁(ci)場(chang)觸(chu)頭(tou)。目(mu)前(qian)縱(zong)向(xiang)觸(chu)頭(tou)結(jie)構(gou)已(yi)成(cheng)為(wei)大(da)電(dian)流(liu)真(zhen)空(kong)滅(mie)弧(hu)室(shi)觸(chu)頭(tou)的(de)主(zhu)導(dao)結(jie)構(gou)。縱(zong)向(xiang)觸(chu)頭(tou)主(zhu)要(yao)有(you)線(xian)圈(quan)式(shi)和(he)杯(bei)狀(zhuang)結(jie)構(gou)形(xing)式(shi),在(zai)我(wo)國(guo),杯(bei)狀(zhuang)縱(zong)磁(ci)真(zhen)空(kong)滅(mie)弧(hu)室(shi)觸(chu)頭(tou)應(ying)用(yong)最(zui)廣(guang)。
在滅弧室結構方麵。真空滅弧室主要由絕緣外殼、屏蔽罩、bowenguanhedongjingchutoudengzucheng,anjueyuanwaikedecailiaobutong,kefenweiboliwaikehetaociwaike,zheliangzhongjishuyijingchengshu。zhenkongmiehushineidepingbizhaoyouzhupingbizhao、波bo紋wen管guan屏ping蔽bi罩zhao和he均jun壓ya屏ping蔽bi罩zhao。合he理li地di布bu置zhi滅mie弧hu室shi屏ping蔽bi罩zhao,可ke優you化hua內nei部bu電dian場chang結jie構gou,使shi電dian場chang分fen布bu均jun勻yun。最zui新xin提ti出chu的de一yi種zhong真zhen空kong滅mie弧hu室shi設she計ji方fang法fa,是shi利li用yong有you限xian元yuan法fa和he最zui優you化hua理li論lun,得de到dao滅mie弧hu室shi內nei各ge屏ping蔽bi罩zhao間jian最zui佳jia的de電dian場chang配pei置zhi。波bo紋wen管guan能neng在zai動dong觸chu頭tou往wang複fu運yun動dong中zhong保bao證zheng真zhen空kong滅mie弧hu室shi外wai殼ke完wan全quan密mi封feng,真zhen空kong滅mie弧hu室shi的de壽shou命ming主zhu要yao取qu決jue於yu波bo紋wen管guan,液ye壓ya成cheng型xing波bo紋wen管guan加jia工gong工gong藝yi相xiang對dui簡jian單dan,價jia格ge也ye較jiao便bian宜yi,使shi用yong較jiao廣guang。
波紋管的製造工藝大體有兩種:一種是冷薄壁不鏽鋼直接經液壓成型製成波紋管(無縫波紋管);另一種是用不鏽鋼板先用微弧焊接成薄壁管坯,然後經液壓成型製成波紋管(直焊波紋管)。我國現在既能生產無縫波紋管,也能生產直焊波紋管。
在zai製zhi造zao工gong藝yi方fang麵mian,目mu前qian國guo內nei外wai普pu遍bian采cai用yong一yi次ci封feng排pai工gong藝yi,即ji真zhen空kong滅mie弧hu室shi的de封feng口kou和he排pai氣qi同tong時shi進jin行xing,一yi次ci完wan成cheng。采cai用yong一yi次ci封feng排pai工gong藝yi,使shi真zhen空kong滅mie弧hu室shi因yin漏lou氣qi或huo真zhen空kong度du下xia降jiang造zao成cheng的de失shi效xiao率lv從cong原yuan來lai的de0.3%下降到0.1%,甚至下降至0.03%。一次封排工藝相比常規排氣工藝,大大簡化了工藝流程,同時提高了產品質量和生產效率,降低了生產成本。
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