摘要:

　　我(wo)國大(da)型工(gong)業(ye)(ye)企(qi)(qi)業(ye)(ye)電(dian)源進線(xian)主要有35kV，66kV（東北地(di)區），110kV和220kV（如特(te)大(da)型鋼(gang)鐵企(qi)(qi)業(ye)(ye)）四種(zhong)電(dian)壓等(deng)級。企(qi)(qi)業(ye)(ye)總降(jiang)壓變電(dian)站(zhan)(zhan)按(an)一次設備可分(fen)為兩(liang)種(zhong)，一種(zhong)是(shi)(shi)由分(fen)立器(qi)(qi)(qi)件如SF6斷(duan)路器(qi)(qi)(qi)、隔離開(kai)關、互感器(qi)(qi)(qi)、避(bi)雷器(qi)(qi)(qi)等(deng)組成(cheng)的(de)傳統變電(dian)站(zhan)(zhan)，其缺點是(shi)(shi)占地(di)面積(ji)大(da)，氣(qi)候(hou)適應性(xing)差，故障率高(gao)；另一種(zhong)是(shi)(shi)近幾年(nian)隨著技術的(de)不斷(duan)進步和產品價格的(de)下降(jiang)，出現了(le)由金屬(shu)封閉(bi)組合電(dian)器(qi)(qi)(qi)（GIS、PASS、C-GIS）或(huo)敞開(kai)式組合電(dian)器(qi)(qi)(qi)等(deng)組合電(dian)器(qi)(qi)(qi)組成(cheng)的(de)變電(dian)站(zhan)(zhan)。而真空斷(duan)路器(qi)(qi)(qi)作為主流中(zhong)壓開(kai)關設備也(ye)早已大(da)量應用(yong)于工(gong)業(ye)(ye)企(qi)(qi)業(ye)(ye)。本文根據作者使用(yong)的(de)經驗，對(dui)幾種(zhong)中(zhong)高(gao)壓開(kai)關設備及選用(yong)注(zhu)意事項進行(xing)介紹，供同行(xing)參(can)考。

　　1、組合電器

　　1.1 GIS

　　1.1.1 GIS的特點(dian)

　　六氟化硫絕緣金屬封閉式組合電器，上稱為“氣體絕緣開關設備”（Gas Insulated Switchgeer），簡稱GIS。它是將一座變電站除變壓器以外的一次設備，包括斷路器、隔離開關、接地開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線等元器件組合封閉在接地的金屬殼體內（僅把進出線套管或電纜終端裸露在外部）充以一定壓力的SF6氣體作為絕緣介質組成的成套開關設備。它有以下優點： 
　　1小型化，如國產ZF—126系列三相共箱緊湊型GIS，小間隔寬度為0.8m，標準間隔占地僅有2.9m2。一般220kV GIS設備的占地面積為常規設備的37%；110 kV GIS設備占地面積為常規設備的46%左右。
　　2可靠性高。
　　3安全性好，帶電部分封閉在接地的金屬殼體內，因而沒有觸電危險；SF6氣體為不燃氣體，所以無火災危險。
　　4環境適應性強，適用于環境條件惡劣（如嚴重污穢、冰雹、多風雪、多水露、高海拔、多地震等）地區。
　　5靈活性強，可任意組合（即將一部分設備組合在GIS內部，另一部分仍采用傳統分立器件置于GIS外部）；可根據要求組成多種接線方式；既可室內也可戶外安裝。
　　6安裝周期短，GIS設備的各個元件通用性強，采用積木式結構，組裝在一個運輸單元中，運到施工現場就位固定。現場安裝的工作量比常規設備減少了80%左右。
　　7幾(ji)乎免維護，更易于變電所(suo)無人值守。  

　　1.1.2 GIS的(de)結(jie)構

　　GIS一般(ban)由實現(xian)各種不(bu)同(tong)功(gong)能的(de)單元組成，稱間(jian)隔，主(zhu)(zhu)要(yao)有進（出）線(xian)(xian)間(jian)隔、母聯(lian)間(jian)隔、母線(xian)(xian)計量保護間(jian)隔等七種間(jian)隔，并根(gen)據用(yong)戶的(de)不(bu)同(tong)要(yao)求可實現(xian)線(xian)(xian)變組、單母線(xian)(xian)、單母線(xian)(xian)分段、橋(qiao)型接(jie)線(xian)(xian)、雙母線(xian)(xian)等不(bu)同(tong)的(de)接(jie)線(xian)(xian)方式。下圖(tu)是企業中常用(yong)的(de)接(jie)線(xian)(xian)形(xing)式——線(xian)(xian)變組接(jie)線(xian)(xian)一次主(zhu)(zhu)接(jie)線(xian)(xian)圖(tu)。

　　GIS的(de)氣(qi)體系(xi)統可以分為若干氣(qi)室，各氣(qi)室分別由相應的(de)密度(du)控制器檢測氣(qi)體壓力。

　　GIS一般每個間隔設有一個就(jiu)地(di)控制(zhi)(zhi)(zhi)柜，各元件控制(zhi)(zhi)(zhi)、狀態信號，各氣室密度檢(jian)測信號，以及電(dian)壓電(dian)流互感(gan)器二次(ci)出線全部引到就(jiu)地(di)控制(zhi)(zhi)(zhi)柜（匯控屏——LCP），并通過就(jiu)地(di)控制(zhi)(zhi)(zhi)柜與(yu)主控制(zhi)(zhi)(zhi)室相連。

　　1.1.3 國內GIS的主要(yao)生產廠家

　　GIS從上(shang)世(shi)紀60年(nian)代問世(shi)以(yi)來，一直處(chu)于(yu)(yu)發展之中，在保持高(gao)(gao)可靠(kao)性的(de)同時減少材料用(yong)量和降低成(cheng)本。從世(shi)界范圍看，GIS以(yi)它的(de)緊湊設(she)計和模塊系統(tong)可滿足用(yong)戶(hu)的(de)不同要求。我(wo)國(guo)GIS生產(chan)始于(yu)(yu)“三(san)大開”，1979年(nian)平高(gao)(gao)引(yin)(yin)(yin)進法國(guo)M.G制造技(ji)術(shu)，1985年(nian)西高(gao)(gao)引(yin)(yin)(yin)進日(ri)(ri)本三(san)菱、沈(shen)高(gao)(gao)引(yin)(yin)(yin)進日(ri)(ri)本日(ri)(ri)立制造技(ji)術(shu)。目(mu)前(qian)產(chan)量較大的(de)除“三(san)大開”外(wai)，還(huan)有山東泰(tai)開、北京北開、如皋高(gao)(gao)壓、上(shang)海華通等(deng)十幾家。合資品牌(pai)有平高(gao)(gao)東芝(zhi)、廈門(men)華電、上(shang)海西門(men)子、北京北開日(ri)(ri)新等(deng)。

　　1.2 PASS

　　目前高壓開關設(she)(she)備(bei)在上從絕(jue)緣介(jie)質分共有三種(zhong)類型：一種(zhong)為(wei)(wei)(wei)空氣(qi)(qi)絕(jue)緣開關設(she)(she)備(bei)（AIS），另一種(zhong)為(wei)(wei)(wei)氣(qi)(qi)體絕(jue)緣金(jin)屬(shu)封閉開關設(she)(she)備(bei)（GIS），第三種(zhong)為(wei)(wei)(wei)新出現(xian)的混(hun)合(he)技術開關設(she)(she)備(bei)（MTS）。MTS是將多(duo)種(zhong)電氣(qi)(qi)設(she)(she)備(bei)組合(he)在一起的單(dan)相組合(he)電器，不帶母(mu)線(xian)，利用(yong)出線(xian)套管通過軟導線(xian)與敞開式母(mu)線(xian)連接。且(qie)由于出線(xian)套管為(wei)(wei)(wei)空氣(qi)(qi)絕(jue)緣，因此它與AIS電氣(qi)(qi)設(she)(she)備(bei)相間距(ju)離(li)相同（如550kV為(wei)(wei)(wei)8m），不能縮小設(she)(she)備(bei)的間隔（橫(heng)向）尺寸。這是它與帶SF6氣(qi)(qi)體絕(jue)緣母(mu)線(xian)、相間距(ju)離(li)較小的GIS的主要區別。PASS就屬(shu)于典型的MTS。

　　1.2.1  PASS與GIS的比較

　　PASS是ABB基于多年GIS制造、運行經驗而生產出的一種產品——插接式開關系統（Plug And Switch System，簡稱PASS），它和GIS一樣，采用SF6氣體絕緣，但它是將斷路器、隔離開關、接地開關、互感器組合安裝在一個封閉接地的金屬殼體內的單相組合電器，是 GIS的簡化和改進。
簡化之處：
　　1省去供設備檢修用的線路側隔離開關一臺和接地開關一臺。 
　　2 兩臺隔離開關和一臺接地開關共用一個氣室，三工位設計共用一個操作機構。
　　3采(cai)用可(ke)控操(cao)作技(ji)術（CAT控制器），取(qu)消了斷路器合閘線(xian)圈(quan)。

　　改進之處：

　　1、以的(de)組合式電(dian)流/電(dian)壓傳感(gan)器(qi)，取代傳統的(de)電(dian)流互感(gan)器(qi)、電(dian)壓互感(gan)器(qi)，不僅使體(ti)(ti)積大大減少(shao)，同時測量精度大為提高，另外該傳感(gan)器(qi)還具有對自身(shen)SF6氣體(ti)(ti)密(mi)度進行測量的(de)密(mi)度傳感(gan)器(qi)和儲存傳感(gan)器(qi)參數的(de)可讀寫儲存器(qi)的(de)功能(neng)。

　　2、斷路器采(cai)用(yong)液壓彈簧操動(dong)機構，可(ke)靠性高，含油(you)量少（小于2L），無油(you)壓表(biao)和油(you)管，與(yu)傳統液壓、氣動(dong)、彈簧操動(dong)機構相比，體積大為減少。

　　3、采用復合套管，具有以下優點
　　內層使用由環氧樹脂和玻纖澆鑄成的管狀支柱，保證機械和絕緣強度。
　　外層包以硅橡膠，保證爬電距離。
　　表面憎水性，防止形成潮氣膜和固體沉淀，免除清洗工作。
　　外部或(huo)內部閃絡(luo)不會引(yin)起套管爆裂，套管重量減(jian)少(shao)40%。

　　4、采用智(zhi)能間隔和就地(di)控(kong)制單元，每一PASS間隔配置1臺就地(di)控(kong)制柜，內(nei)設控(kong)制及保(bao)護單元，即將(jiang)二(er)次技術集成化(hua)。整個(ge)PASS的測量、保(bao)護、控(kong)制等(deng)功能就地(di)完成，并通過總線接口及光纖(xian)與變(bian)電(dian)站綜合自動化(hua)系(xi)統相連，與傳統變(bian)電(dian)站相比，一個(ge)間隔連接線從200～500條(tiao)(tiao)減少至30～60條(tiao)(tiao)，降(jiang)低80%。

　　5、采用了預(yu)安(an)(an)裝(zhuang)技術，整套設備在出廠前安(an)(an)裝(zhuang)、調試(shi)完畢。設備運抵現場后，一個PASS間(jian)隔在數小時(shi)之內即可安(an)(an)裝(zhuang)完畢，實(shi)現了“即插即用”功能。

　　1.2.2  PASS變電站(zhan)與其它變電站(zhan)投資(zi)比較（僅供參考）

　　1.2.3  PASS選用
　　1、PASS共有三種型號。PASSM0：工作電壓145kV，額定電流2500A，額定斷開電流31.5kA、40kA；PASSM1工作電壓300kV，額定電流3150A，額定斷開電流40kA、50kA；PASSM2：工作電壓550kV，額定電流4000A，額定斷開電流60kA。
　　2、的PASS都是單相設備，即其標準間隔都是單相的，三相線路是由三個獨立間隔組成的，相間絕緣（間隔之間）與常規變電站一樣是空氣絕緣，而GIS大部分是三相共箱的，即在一個封閉的金屬殼體內，相間絕緣是SF6。
　　3、目前國內幾家較(jiao)大(da)的(de)(de)代理商有云開電氣，江蘇華源，北(bei)京國電博納，珠海泰坦科技(ji)等，正常均有成品(pin)庫存，并且都(dou)承諾(nuo)：如果PASS內部出(chu)現(xian)故障，則會提供一臺新的(de)(de)成品(pin)供用戶使用，然(ran)后(hou)把有故障的(de)(de)返回ABB在國外(wai)的(de)(de)工(gong)廠解體(ti)維修。

　　1.3 C-GIS

　　柜式氣(qi)體(ti)絕緣(yuan)金屬封閉(bi)開關(guan)設(she)(she)備(bei)，上簡(jian)稱(cheng)(cheng)(cheng)C-GIS或(huo)有稱(cheng)(cheng)(cheng)GIS，它是(shi)高壓(ya)GIS產(chan)(chan)品(pin)(pin)向(xiang)中(zhong)壓(ya)開關(guan)設(she)(she)備(bei)領域(yu)拓展(zhan)而形(xing)成的(de)新技(ji)術產(chan)(chan)品(pin)(pin)，是(shi)一(yi)種用于6～35kV或(huo)更高電(dian)(dian)壓(ya)輸配電(dian)(dian)系(xi)統(tong)以接受或(huo)分配電(dian)(dian)能并能對電(dian)(dian)力系(xi)統(tong)正(zheng)常(chang)運行和(he)故障(zhang)情況下實行控制、保護、測量、監視、通訊等功能的(de)開關(guan)設(she)(she)備(bei)。把(ba)GIS的(de)SF6的(de)絕緣(yuan)技(ji)術、密封技(ji)術與空氣(qi)絕緣(yuan)的(de)金屬封閉(bi)開關(guan)設(she)(she)備(bei)制造技(ji)術有機地相結合，將各高壓(ya)元件(jian)設(she)(she)置在箱(xiang)形(xing)密封容器內，使(shi)之充入較低壓(ya)力的(de)絕緣(yuan)氣(qi)體(ti)，利用現(xian)代加工手段而制成的(de)成套系(xi)列化產(chan)(chan)品(pin)(pin)稱(cheng)(cheng)(cheng)之為柜式氣(qi)體(ti)絕緣(yuan)金屬封閉(bi)開關(guan)設(she)(she)備(bei)，簡(jian)稱(cheng)(cheng)(cheng)C-GIS（Cubicle type Gas Insulated Switchgear），俗稱(cheng)(cheng)(cheng)的(de)充氣(qi)柜往往指的(de)是(shi)C-GIS 與充氣(qi)環網柜的(de)統(tong)稱(cheng)(cheng)(cheng)。

　　1.3.1 C-GIS的發展

　　高壓(ya)GIS 于上(shang)(shang)世(shi)紀60 年(nian)代走向(xiang)實(shi)用(yong)(yong)化，而(er)C-GIS在(zai)上(shang)(shang)世(shi)紀80年(nian)代初開(kai)始(shi)(shi)研制，90年(nian)代中期，在(zai) 24～36kV電壓(ya)等(deng)級出現(xian)了(le)以配真空斷路器(qi)為主和方形(xing)密(mi)封箱體為主的(de)產品，到了(le)2000年(nian)左右，中壓(ya)C-GIS的(de)發展有了(le)一(yi)個飛躍，一(yi)是采(cai)(cai)用(yong)(yong)計算機技(ji)術(shu)(shu)、傳感技(ji)術(shu)(shu)使產品進入(ru)智(zhi)能化時代；二是采(cai)(cai)用(yong)(yong)的(de)固體界面(mian)絕緣插接(jie)技(ji)術(shu)(shu)，現(xian)場安裝(zhuang)已開(kai)始(shi)(shi)不需要抽真空、充氣；三是密(mi)封箱體采(cai)(cai)用(yong)(yong)薄不銹鋼(gang)板焊接(jie)結(jie)構，并(bing)開(kai)始(shi)(shi)采(cai)(cai)用(yong)(yong)激光焊接(jie)技(ji)術(shu)(shu)。采(cai)(cai)用(yong)(yong)壓(ya)縮空氣作絕緣介質的(de)24kVC-GIS問世(shi)，并(bing)在(zai)電網(wang)上(shang)(shang)運行。

　　我國于1996年下(xia)半年由西(xi)高(gao)所(suo)組(zu)織(zhi)六廠一所(suo)開(kai)始(shi)研制40.5kV C-GIS，2001年樣機通過了(le)全部型式試驗。C-GIS近幾年在上發(fa)展(zhan)速(su)度很快(kuai)，形成(cheng)(cheng)了(le)系(xi)列(lie)化(hua)、信息化(hua)的技術產品(pin)，逐漸成(cheng)(cheng)為金屬(shu)封閉(bi)開(kai)關設(she)備的一個(ge)重(zhong)要分支(zhi)。ABB、西(xi)門子、Alstom、日(ri)立、三菱(ling)等(deng)各大電(dian)氣(qi)公司都有7.2～40.5kVC-GIS系(xi)列(lie)產品(pin)。

　　1.3.1 C-GIS的結構特點
　　1、尺寸小，節省安裝空間。如國產40.5kV C-GIS，柜體結構為箱式單母線一或二氣體隔室，柜寬800mm，深1500mm，高2300mm。
　　2、氣體壓力低，經濟。現在國外7.2～24kV C-GIS主要采用壓縮空氣，氮氣絕緣，在40.5kV產品中仍然采用SF6氣體絕緣。國產40.5kV C-GIS氣體額定壓力為0.04MPa（20℃時表壓），相當于高壓GIS的十五分之一到十分之一。
　　3、免維護，有利于無人值守。由于壓力低且采用激光或氬弧焊，氣箱密閉性很好，氣體年泄漏率一般小于0.1%，使用年限在于20年以上，能適應各種惡劣環境。
　　4、安全性好(hao)。C-GIS解決了傳統開關(guan)柜由于絕(jue)緣(yuan)下降、接觸(chu)不(bu)良及小動物入侵引起的(de)三大類事故，同(tong)時由于電氣(qi)和(he)電纜的(de)模(mo)塊化插(cha)接技術可(ke)以防止接觸(chu)帶電導(dao)(dao)線(xian)，避免了由于誤操作導(dao)(dao)致(zhi)的(de)危險。

　　1.4 ZCW系列 敞開式組合電器(qi)

　　由于GIS和PASS價格較貴，有些廠家（如山東泰開）又研制出以空氣做外絕緣SF6氣體作為滅弧介質的成套組合電器，用于三相交流輸配電系統的控制與保護，亦可用于聯絡斷路器及開合電容器組的場合。它的價格在GIS和傳統器件之間，35kV，66kV，110 kV電壓等級均有相應產品。其特點如下：
　　①將斷路器、隔離開關、接地開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線等元器件組合有機地組合在接地的鋼支架上，結構緊湊。
　　②其所占空間只有分體式的30%～50%，具有節約用地，減少工程造價等特點。
　　③整個間隔工廠預制，在出廠前完成裝配及的調試并整體運輸到安裝現場，地縮短安裝周期。
　　④斷路器可整體下降檢修或置換，本體故障停電時間少可縮短至3小時以內。 
　　⑤布置靈活，可靠性高。
　　上ABB瑞典工(gong)廠HPL型(xing)245-550kV組(zu)合(he)(he)(he)電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)(qi)、LTB型(xing)145-170kV組(zu)合(he)(he)(he)電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(COMPACT)和意大(da)利工(gong)廠LCW型(xing)145-170kV組(zu)合(he)(he)(he)電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(COMPASS)，阿(a)爾(er)斯通AIM－S型(xing)組(zu)合(he)(he)(he)電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)(qi)屬于(yu)空氣絕緣(yuan)敞開式(shi)組(zu)合(he)(he)(he)電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)(qi)系(xi)(xi)列；西門子HIS型(xing)組(zu)合(he)(he)(he)電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)(qi)，三菱MITS型(xing)組(zu)合(he)(he)(he)電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)(qi)，東芝的(de)GID型(xing)組(zu)合(he)(he)(he)電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)(qi)，阿(a)爾(er)斯通GIM型(xing)組(zu)合(he)(he)(he)電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)(qi)，ABB瑞士工(gong)廠PASS型(xing)組(zu)合(he)(he)(he)電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)(qi)均(jun)屬于(yu)SF6氣體絕緣(yuan)金(jin)屬封(feng)閉式(shi)組(zu)合(he)(he)(he)電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)(qi)系(xi)(xi)列。

　　2、中壓真(zhen)空斷路器(qi)

　　2.1.1真空斷路器(qi)的發展歷程

　　真(zhen)空(kong)(kong)斷(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)是指觸頭(tou)在(zai)真(zhen)空(kong)(kong)中(zhong)關合、開(kai)斷(duan)(duan)的(de)(de)(de)斷(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)，它初(chu)(chu)由英、美(mei)研究，隨后發展到日本、德國(guo)(guo)和(he)原蘇聯。利(li)用(yong)(yong)真(zhen)空(kong)(kong)介質來(lai)熄滅電弧的(de)(de)(de)設想在(zai)19世紀末就已(yi)提出，20世紀20年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)制(zhi)造出了(le)(le)早(zao)的(de)(de)(de)真(zhen)空(kong)(kong)滅弧室(shi)，但(dan)由于真(zhen)空(kong)(kong)工藝、材(cai)料(liao)等技(ji)術水平限制(zhi)當時并未實現(xian)實用(yong)(yong)化。50年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)中(zhong)期美(mei)國(guo)(guo)通用(yong)(yong)電氣（GE）批量(liang)生產(chan)了(le)(le)額(e)(e)定(ding)斷(duan)(duan)開(kai)電流為(wei)(wei)(wei)12 kA的(de)(de)(de)真(zhen)空(kong)(kong)斷(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)，才(cai)進(jin)入了(le)(le)實用(yong)(yong)化階段；50年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)末，由于發展了(le)(le)具有橫向(xiang)(xiang)磁場觸頭(tou)的(de)(de)(de)真(zhen)空(kong)(kong)滅弧室(shi)，使(shi)額(e)(e)定(ding)斷(duan)(duan)開(kai)電流提高到30 kA，為(wei)(wei)(wei)真(zhen)空(kong)(kong)斷(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)廣(guang)泛使(shi)用(yong)(yong)鋪平了(le)(le)道路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)；70年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)后，日本東芝研制(zhi)成(cheng)功了(le)(le)具有縱向(xiang)(xiang)磁場觸頭(tou)的(de)(de)(de)真(zhen)空(kong)(kong)滅弧室(shi)，使(shi)額(e)(e)定(ding)斷(duan)(duan)開(kai)電流又進(jin)一(yi)步提高到50 kA，標(biao)志著真(zhen)空(kong)(kong)斷(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)技(ji)術的(de)(de)(de)成(cheng)熟和(he)完善。國(guo)(guo)外中(zhong)壓(ya)真(zhen)空(kong)(kong)斷(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)到90年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)中(zhong)期占主(zhu)導(dao)地位(wei)，現(xian)在(zai)在(zai)美(mei)國(guo)(guo)、日本、德國(guo)(guo)以及中(zhong)國(guo)(guo)已(yi)占絕對優勢地位(wei)，如日本90%以上(shang)(shang)，德國(guo)(guo)95%以上(shang)(shang)。我(wo)國(guo)(guo)70年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)初(chu)(chu)已(yi)能正(zheng)式生產(chan)真(zhen)空(kong)(kong)斷(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)，現(xian)在(zai)是世界上(shang)(shang)中(zhong)壓(ya)真(zhen)空(kong)(kong)斷(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)生產(chan)國(guo)(guo)和(he)使(shi)用(yong)(yong)國(guo)(guo)。據統計，我(wo)國(guo)(guo)2005年(nian)(nian)(nian)12kV電壓(ya)等級中(zhong)真(zhen)空(kong)(kong)斷(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)產(chan)量(liang)為(wei)(wei)(wei)294204臺(tai)(tai)，比上(shang)(shang)年(nian)(nian)(nian)增(zeng)長(chang)23.64%，占總(zong)(zong)產(chan)量(liang)的(de)(de)(de)97.32%，SF6斷(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)產(chan)量(liang)為(wei)(wei)(wei)8100臺(tai)(tai)，與(yu)上(shang)(shang)年(nian)(nian)(nian)持平，占總(zong)(zong)產(chan)量(liang)的(de)(de)(de)2.68%；在(zai)40.5kV電壓(ya)等級中(zhong)真(zhen)空(kong)(kong)斷(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)產(chan)量(liang)為(wei)(wei)(wei)23817臺(tai)(tai)，比上(shang)(shang)年(nian)(nian)(nian)增(zeng)長(chang)71.4%，占總(zong)(zong)產(chan)量(liang)的(de)(de)(de)73.26%，SF6斷(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)產(chan)量(liang)為(wei)(wei)(wei)8694臺(tai)(tai)，比上(shang)(shang)年(nian)(nian)(nian)增(zeng)長(chang)4%，占總(zong)(zong)產(chan)量(liang)的(de)(de)(de)26.74%。

　　2.1.2真空(kong)斷路器的(de)發展動向

　　中壓真空斷路器趨向專用化和多功能化。今后將會在以下方面做出努力：
　　①高電壓型，如72kV/84kV和126kV。
　　②大電流型，如發電機保護用真空斷路器，額定電流高大6300A～12000A，斷開電流80～160kA。
　　③頻繁操作型，如電路煉鋼用真空斷路器，操作次數需要10萬次甚至15萬次。
　　④小型化。德國Calor-Emag公司新研制成的VC2型真空斷路器，其12kV、20kA的真空滅弧室的觸頭直徑僅為40mm，12kV、50kA真空滅弧室的觸頭直徑為80mm。
　　⑤低電壓型。目前國內已研制出了380V～1140V、額定電流1600A～3200A、額定短路開斷電流30kA～80kA的低壓真空斷路器及其真空滅弧室。
　　⑥二次技術智能化。
　　⑦多功(gong)能化。如(ru)西門子(zi)新推出的NXAct型模(mo)塊式真空斷(duan)路器(qi)，即(ji)開(kai)斷(duan)、隔離、接地(di)、聯鎖(suo)等功(gong)能于一體；日立公司1998年就開(kai)發出具(ju)有四工位（合-分 -隔離-接地(di)） 的24kV真空斷(duan)路器(qi)。

　　2.2真空(kong)斷路器的型號分類

　　我國行(xing)業(ye)標準規定(ding)，真(zhen)空斷路器(qi)的基本型(xing)號(hao)(hao)戶(hu)內(nei)用(yong)ZN表示(shi)，戶(hu)外用(yong)ZW表示(shi)，型(xing)號(hao)(hao)證(zheng)書統一由西(xi)安高壓電(dian)器(qi)研究所（西(xi)高所）頒發。目前(qian)，國內(nei)12kV真(zhen)空斷路器(qi)行(xing)業(ye)型(xing)號(hao)(hao)已(yi)達100多種，企業(ye)自(zi)定(ding)的型(xing)號(hao)(hao)也(ye)很多，生產廠家達幾百家，所以評價(jia)、選(xuan)用(yong)比較困難。下(xia)面(mian)從結構、相柱絕緣結構、操動結構、技術淵源、市場(chang)占有率五個方面(mian)進行(xing)分類介紹(shao)。

　　2.2.1從結構演變看，可分為分體式和整體式
　　①分體式：懸掛布置或綜合布置，斷路器的滅弧室部分和操動機構為分體式，自身不帶操動機構，在成套產品中與CD17B直流電磁操動機構及CT19B彈簧操動機構配合使用，主要用于固定式開關柜。典型產品如ZN28A系列 。
　　②整體式：斷路(lu)器的滅弧(hu)室部分和(he)操動(dong)機構設置在一個框架上，可(ke)靠(kao)性較(jiao)高，典型產品如(ru)ZN12系列

　　2.2.2從(cong)相(xiang)柱(zhu)絕緣結(jie)構(gou)看，可分為以下三種：

　　有專家稱“真空斷路器的相柱絕緣結構經歷了空氣絕緣——復合絕緣——固封絕緣，這就形成了三代斷路器”
　　①空氣絕緣斷路器：產品的相間絕緣、對地絕緣、滅弧室外絕緣均為空氣介質，真空滅弧室多采用懸掛支撐方式。典型產品如ZN28-12，ZN12-12系列，西門子3AF、3AG、3AH等。
　　②復合絕緣斷路器：斷路器的滅弧室部分和操動機構設置在一個框架上，由一澆鑄的絕緣框架或管狀絕緣體支撐真空滅弧室，提高了相間和對地的絕緣，但滅弧室與外絕緣仍為空氣介質。典型產品如VS1(ZN63)，VD4(ZN64)系列。
　　③固(gu)封柱斷(duan)路(lu)器(qi)(qi)(qi)：其主(zhu)要(yao)特點是(shi)(shi)采用(yong)APG工藝（環(huan)氧樹脂自動壓力凝膠工藝）將一次導電部分包(bao)括真空(kong)(kong)(kong)(kong)滅弧室(shi)、主(zhu)導電回路(lu)（連同上下觸(chu)臂(bei)的(de)(de)連接端頭(tou)）用(yong)環(huan)氧樹脂固(gu)封在絕緣筒內，基本(ben)解決了斷(duan)路(lu)器(qi)(qi)(qi)外絕緣受環(huan)境影響的(de)(de)問題，為免維護創(chuang)造了條件(jian)。固(gu)封柱絕緣結構是(shi)(shi)真空(kong)(kong)(kong)(kong)斷(duan)路(lu)器(qi)(qi)(qi)絕緣結構的(de)(de)重大變革，它(ta)初是(shi)(shi)由ABB 德(de)國Calor Emag公(gong)(gong)司于1997年為發展免維護真空(kong)(kong)(kong)(kong)斷(duan)路(lu)器(qi)(qi)(qi)而開發的(de)(de)，之后世界上各著名電器(qi)(qi)(qi)公(gong)(gong)司都先(xian)后推出自己的(de)(de)產品。在國內，2003年7月(yue)西(xi)高所與廈門華電開關有(you)限公(gong)(gong)司聯合開發的(de)(de)ZN96(VEP)-12/1250-31.5固(gu)封式真空(kong)(kong)(kong)(kong)斷(duan)路(lu)器(qi)(qi)(qi)率先(xian)通(tong)過國家(jia)級(ji)鑒定。

　　2.2.3按操動機構，可分為電磁式，彈簧式、永磁式三種。有專家稱，真空滅弧室是真空斷路器的心臟，操動機構是真空斷路器的神經中樞。
　　①電磁操動機構：該產品適用歷史悠久，優點是結構簡單、零件數量少(約120個)、工作可靠、成本低，缺點是合閘線圈消耗功率大、結構笨重、動作時間長，市場占有率逐漸減少。典型產品如CD17操動機構。
　　②彈簧操動機構：此種機構目前用量，它是利用已儲能的彈簧為動力來操動斷路器的，彈簧儲能使用功率較小的電動機且交直流兩用。其缺點是結構復雜，零件數量多（200多個）。它可分為配裝式和一體式，配裝式彈簧操動機構有單獨型號，可配不同型號的真空斷路器，如CT17、CT19型機構，可配ZN12型、ZN28型斷路器。一體式指彈簧操動機構與真空斷路器本體構成一體式，機構本身一般沒有單獨型號，如VD4型、ZN63A（VS1）型、V2000（ZN56）型等斷路器均配一體式機構
　　③永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)操(cao)動(dong)機(ji)構(gou)（PM）：它是(shi)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)系統和(he)永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)系統的(de)(de)(de)完美結合(he)，它采用電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)鐵驅動(dong)，永(yong)(yong)久(jiu)磁(ci)(ci)(ci)鐵鎖扣，電(dian)(dian)容(rong)器組儲能(neng)并且用電(dian)(dian)子器件(jian)（邏輯單元）控(kong)制。其特點(dian)是(shi)操(cao)動(dong)機(ji)構(gou)零件(jian)數量與彈簧機(ji)構(gou)相比下(xia)降(jiang)60%以(yi)上，壽(shou)命提(ti)高3～15倍（可達30000 ～150000次(ci)）。永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)操(cao)動(dong)機(ji)構(gou)可分(fen)為雙(shuang)穩態(tai)和(he)單穩態(tai)。雙(shuang)穩態(tai)的(de)(de)(de)合(he)閘和(he)分(fen)閘位(wei)置(zhi)的(de)(de)(de)保持均有永(yong)(yong)久(jiu)磁(ci)(ci)(ci)鐵來完成，雙(shuang)穩態(tai)結構(gou)內又可分(fen)為雙(shuang)線圈式(shi)(shi)（如ABB的(de)(de)(de)VM1型(xing)斷(duan)路(lu)器）和(he)單線圈式(shi)(shi)（如Alstom的(de)(de)(de)HVX型(xing)斷(duan)路(lu)器）兩種(zhong)。單穩態(tai)的(de)(de)(de)合(he)閘位(wei)置(zhi)保持僅有永(yong)(yong)久(jiu)磁(ci)(ci)(ci)鐵來完成（如TEL的(de)(de)(de)ISM型(xing)斷(duan)路(lu)器）。上，瑞能(neng)特（TEL）于1974年(nian)(nian)配(pei)永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)機(ji)構(gou)的(de)(de)(de)真空斷(duan)路(lu)器模型(xing)，1989年(nian)(nian)投放市場，1993年(nian)(nian)在荷(he)蘭(lan)KEMA試(shi)驗(yan)站（世界上的(de)(de)(de)中(zhong)立試(shi)驗(yan)站）通(tong)過了型(xing)式(shi)(shi)試(shi)驗(yan)。

　　2.2.4 按(an)技術(shu)淵源(yuan)分(fen)

　　在我國，高壓開關設備型號由西高所負責頒發。產品型號證書分型號頒發證書和型號使用證書。型號頒發證書發放的對象是國內首次研制開發的新產品，頒發新的設計序號；型號使用證書發放的對象是轉廠或批量生產該型號產品的單位。真空斷路器按技術淵源可分為：
　　①自行設計的產品，如ZN28-12、ZN15-12 、ZN30-12等。
　　②在借鑒國外同類產品基礎上自行研發的產品，如ZN63A-12 （VS1）參照ABB VD4型，ZN65-12參照西門子3AH型。
　　③引進技術并國產化的產品，如
　　ZN12引進西門子3AF系列，            ZN67引進三菱VPR系列，
　　ZN51引進西門子3AG系列，             ZN21引進比利時EIB VB-5系列，
　　ZN18引進東芝VK系列，               ZN64引進ABB VD4系列。

　　④國外品牌產品，如
　　3AF、3AG、3AH、3AS——西門子產品，   Power/Vac VB2——上海通用電氣產品，
　　VD4 ——ABB產品，                     HS——上海富士產品，
　　HVX——Alstom(阿爾斯通)產品，        VK ——寧波東芝產品，
　　Evolis——梅蘭(lan)日蘭(lan)（施耐德）產(chan)品，   VPR——三菱產(chan)品

　　2.2.5按市場占有率分

　　據2005年(nian)產量(liang)統計，按市(shi)場占有(you)率分(fen)可分(fen)為三類(lei)。類(lei)，VS1，VD4型市(shi)場占有(you)量(liang)（約占50%以上），制造(zao)廠(chang)家(jia)也（約占56%）； 第(di)二(er)類(lei)如ZN28型仍有(you)較(jiao)大影(ying)響，約占14%；第(di)三類(lei)產量(liang)較(jiao)少，生產廠(chang)家(jia)也不多，年(nian)產量(liang)在1000臺以上的有(you)ZN51， ZN68， ZN18， ZN21 ，ZN22， ZN48， ZN55，ZN69等(deng)。

　　2 .3 中壓真空斷路器的選用
　　①堅持“質量、比質比價、擇優選廠”的原則。
　　②應選擇那些制造技術、產品質量穩定、覆蓋面廣、業績良好的企業。2005年國內中壓真空斷路器產量在10000臺以上的企業有：廈門ABB、華儀電器、陜西寶光集團、常州森源、陜西寶光集團電器廠、浙江日升。  
　　③選擇產品時，應選擇市場占有率高、技術的產品。對廠家首先要看三證（產品型式試驗報告、鑒定證書、產品型號證書）是否齊全。
　　④根據使用環境選擇，如惡劣環境可選固封柱斷路器。
　　⑤根據電網工況和使用情況選擇，如很多企業10/0.4kV配電變壓器都選用額定電流為1250A，斷開電流31.5kA的斷路器，比實際需要量大10倍以上。嚴重浪費，其實630A斷開電流16kA或20kA的就已綽綽有余。
　　⑥根據負荷(he)情(qing)況和(he)斷(duan)路(lu)器(qi)壽(shou)命(ming)選(xuan)擇。工業企(qi)業變壓(ya)器(qi)使(shi)用(yong)情(qing)況操作頻次與(yu)電(dian)力系統類似，即(ji)一般(ban)復合絕緣結構的斷(duan)路(lu)器(qi)（壽(shou)命(ming)10000次）就已(yi)足用(yong)了，但對(dui)中壓(ya)電(dian)動機就有些小了，可選(xuan)壽(shou)命(ming)30000次的產品。而對(dui)電(dian)抗器(qi)和(he)電(dian)容(rong)器(qi)好采用(yong)專用(yong)型斷(duan)路(lu)器(qi)。

　　參考資料
　　1、李建基編著. 高壓斷路器及其應用. 北京：中國電力出版社，2004
　　2、平高、沈高、山東泰開、北京國電博納、珠海泰坦科技等公司產品樣本
　　3、李建基. 我國電網建設與高壓開關設備. 機電技術培訓網
　　4、周云波 張宗九. 真空斷路器的技術進步及其選用 高壓開關網 2006.06
　　5、丁益  裴軍 .真空斷路器的發展及特點   高壓開關網 2007.03
　　6、C-GIS原理(li)與設計  工業電器網   2007.8