超高压隔离开关的发展以及电场模型浅析.docx

    超高压隔离开关的发展以及电场模型浅析    中广核工程有限公司广东深圳355209[摘要]文章首先针对隔离开关在我国的发展简史进行了讨论，而后进一步就隔离开关工作环境的电场模型进行了简要设定，对于深入了解隔离开关的发展以及其技术核心有着一定的积极意义关键字：超高压隔离开关电场模型随着高压输电需求的不断涌现，相关技术也在不断的成熟和发展在高压输电的相关技术中，隔离开关占据着举足轻重的重要地位时至今日，超高压和特高压输电系统建设工作日趋完善，而作为百万伏级别的变电站而言，无论是采用气体绝缘变电站（GIS，GasInsulatedSubstation）、复合式绝缘变电站（HGIS，HybridGasInsulatedSwitchgear）或者空气绝缘变电站（AIS，AirInsulatedSwitchgear），隔离开关都是其中必要的环节考虑到隔离开关本身的关键作用，有必要对其展开深入的了解和分析，从而加强对其的认识，帮助实现更为安全稳定的电力运行环境一、隔离开关的发展历程简述对于当前的电力系统输变电设备工作环境而言，隔离开关无论是价值还是需用量，都不容忽视其用量通常会超过常见的高压断路器1-2倍，发挥着重要的安全隔离作用。

我国的超高压户外隔离开关的研发，是紧紧伴随着我国超高压电网建设而兴起的，其自主研发的历程，不仅仅对于我国在输电领域上的技术完全独立有着重要意义，更加成为我国输变电设备技术进步的缩影和标志1970年，我国第一条330kV输电线路刘关线的建设中，涉及到了隔离开关，当时的沈阳高压开关厂和西安高压开关厂共同承担了设计任务，并研制成功GW7-330/1200型三柱式隔离开关，并且首创ZH1-330型敞开式组合电器这样的技术，使得变电站在布置和造价两个方面都有了良好优化表现，堪称我国隔离开关自主研发的良好开端产品随后500kV的在锦辽试验线段中，两家厂与东北电力设计院、东北电管局及有关运行单位展开了密切的合作，再次研发出GW6-500型剪刀式隔离开关、JW2-500型接地开关以及GW7-500型三栓式隔离开关与此同时，西安高压开关厂与河南平顶山高压开关厂也参照法国产品先后研制成功，单柱垂直断口偏折式和双柱水平断口折叠立开式两种500kV隔离开关和接地开关，并且依据我国供电环境的需求特征做出了适当改进到上个世纪八十年代末期，我国的高压输变电设备研发工作开始成果频出，当时西安电瓷厂采用先进的等静压技术打造出抗弯8-14kN的500kV绝缘子，以及沈阳高压开关厂用单列磁柱代替第二代GW6-500、GW12-500及JW4-500产品中的三角锥形绝缘支架等做法，都是基于我国实际电力环境的改进。

1985年以后，进口设备开始涌入中国市场，并且长沙高压开关有限公司作为民营企业的一支后起之秀，同样通过其自身的努力于2002年完成了GW16A-550、GW17A-550型隔离开关及JW5A-550、JW6A-550型接地开关的研发工作这两个方面都给我国的超高压隔离开关领域带来了新的竞争和生命力中国加入WTO之后，中国的四家隔离开关核心企业更是加强研发工作，积极推出换代产品，目前成绩斐然，沈阳高压开关厂于2004年推出换代产品GW6A-550以及GW12A-550并具有自主知识产权，平顶山高压开关厂也于2001年开发完成GW27-550型隔离开关和JW8-550型接地开关，其他高压开关厂也都研发出了具有各自技术特征的产品，代表我国的隔离开关研发以及生产技术日趋成熟二、隔离开关电场模型初探以GIS为例，对隔离开关展开更为深入的分析现代隔离开关室布置紧凑，同时接地开关置于一个气室，操作过程中的动作相对复杂，并且由此导致在工作过程中，不同工况下的电场分布状况也相对复杂随着工作电压的不断升高，隔离开关室内发生闪络与击穿的可能性也在随之提升，因此绝缘机构的设计也得到越来越多的关注在这样的环境环境下，隔离开关室内的电场分布状况，已然成为了绝缘设计的关键，如何利用数学的方法实现建模，切实有效地了解到隔离开关内部电场状况，成为实现有效绝缘设计的必由之路。

在展开结构设计的时候，除了必须增加间隙距离来确保绝缘水平，还应当对电场的均匀特征加以充分考量，并且进一步建立起必要的描述模型，用以反映隔离开关室内的电场状态典型的隔离开关气室环境，通常会将隔离开关与接地开关组合在一起，并且盆式绝缘子与绝缘支撑分别位于气室的两端与下部，并且静电极位于合闸电阻的一端在专业昂的环境之下，展开电场计算时，首先应当界定研究边界电场隔离开关室应当满足的边界条件包括如下几个方面：（3）中，S为表面积而Q表示悬浮导体的表面电荷量限于篇幅关系，本文不再对隔离开关室电场的进一步计算作出相应的推导，仅仅给出必要的边界界定思路，帮助在系统建设过程中建模之用三、结论我国的超高压隔离开关技术，经过多年的发展已经日趋成熟但是在当前环境之下，一方面技术仍然在进步，我国的隔离开关技术和产品想要在世界环境中博取一席之地仍然需要进一步努力；而另一个方面高压输变电系统的发展也必然从客观上要求着更为稳定技术的进步诸多方面的共同作用，都推动着我国超高压隔离开关技术的不断前进，并且只有密切关注行业动态，才能积极吸收多方面技术特征和思路，切实为该行业未来的发展铺平道路参考文献[1]翁利民.SF6气体绝缘全封闭组合电器的结构与设计应用[J].江苏电器,2003(4)[2]曹云东,王尔智.SF6断路器灭弧室内三维电场数值模拟[J].中国中电机工程学报,2001,21(1)  -全文完-。