史哲鵬 張浩洋

摘要：高壓斷路器在電力系統(tǒng)中是非常重要的一個(gè)電氣設(shè)備，是電力系統(tǒng)運(yùn)行中的控制和保護(hù)設(shè)備，機(jī)械聯(lián)動(dòng)是電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中最重要的一道安全防線(xiàn)。不管是電氣聯(lián)動(dòng)還是機(jī)械聯(lián)動(dòng)都是一種斷路器的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，用來(lái)控制電力系統(tǒng)的安全。這兩種斷電器的方法都有著不同，各有各的優(yōu)勢(shì)，不能夠說(shuō)哪一種的可靠性更強(qiáng)一點(diǎn)，需要根據(jù)情況具體分析，本文就淺談高壓斷電器電氣與機(jī)械聯(lián)動(dòng)的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)行可靠性能的比較。

關(guān)鍵詞：高壓斷電器;電氣聯(lián)動(dòng)可靠性;機(jī)械聯(lián)動(dòng)可靠性;

在電力系統(tǒng)中，高壓斷電器顧名思義就是一種用來(lái)保護(hù)高壓電路的一種裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)電路的開(kāi)關(guān)和閉合。在遇到緊急情況是，斷電器能夠迅速切斷離電流的流動(dòng)，保護(hù)電力系統(tǒng)避免進(jìn)一步的損失，甚至可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)其他備用電路的連通，大大提升了電力系統(tǒng)的安全指數(shù)，由此可見(jiàn)，高壓斷電器是非常重要的電氣設(shè)備。那么作為高壓斷電器的兩種聯(lián)動(dòng)方式，有必要進(jìn)行研究，以更好的運(yùn)用這兩種聯(lián)動(dòng)方式。

一、高壓斷路器的作用

（1）保護(hù)作用

高壓變電器最重要的作用就是保護(hù)，能夠?qū)崿F(xiàn)故障區(qū)域與非故障區(qū)域的隔離，保護(hù)了無(wú)安全事故的電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。高壓斷路器主要是和電力系統(tǒng)中的自動(dòng)裝置相結(jié)合，和保護(hù)裝置互相配合，能夠迅速識(shí)別故障區(qū)域，并切斷電流流動(dòng)，從而減少了因事故而發(fā)生的波及損失。

（2）控制作用

高壓斷路器另一個(gè)作用就是控制，能夠有效提升電氣設(shè)備的使用效率。它可以根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行啟動(dòng)或者停止，甚至是線(xiàn)路的啟動(dòng)和強(qiáng)制退出。雖然高壓斷路器不具備保護(hù)電流的作用，但它本身具備的速斷和過(guò)流的功能就足以有效提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和速度。

二、高壓斷路器的構(gòu)成

高壓斷路器的主體是由導(dǎo)流、滅弧、絕緣和操作這幾個(gè)部分構(gòu)成。事實(shí)上我們對(duì)高壓斷路器常用的稱(chēng)呼叫高壓開(kāi)關(guān)，按照其操作性能又可以分為電動(dòng)結(jié)構(gòu)和手動(dòng)機(jī)構(gòu)，氣動(dòng)與液動(dòng)機(jī)構(gòu)以及最后的彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)。滅弧是高壓斷路器重要的組成部分，如果按照滅弧的性能分布，可以分為以下幾種：

油斷路器：顧名思義就是滅弧的介質(zhì)為變壓器內(nèi)部的油，油量的多少也是可以區(qū)分的類(lèi)型。

真空斷路器：這種斷路器主要是通過(guò)真空的滅弧室，利用真空進(jìn)行滅弧。

空氣斷路器：通過(guò)壓縮的、高速的空氣滅弧。

固體產(chǎn)期斷路器：通過(guò)固體高溫分解出來(lái)的氣體滅弧。

六氟化硫斷路器：惰性氣體的特性不僅可以滅弧，還能夠絕緣。

磁吹斷路器：超強(qiáng)的電磁力迅速將電弧吸引并熄滅。

三、電氣聯(lián)動(dòng)的可靠性解析

（1）高壓斷路器電氣聯(lián)動(dòng)的運(yùn)行

在三相電氣聯(lián)動(dòng)方面，高壓斷路器的運(yùn)行都是依托電氣聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。電氣聯(lián)動(dòng)的高壓斷路器結(jié)構(gòu)一般是三個(gè)獨(dú)立的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，中間使用匯控箱聯(lián)通，通過(guò)電氣聯(lián)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)三者之間的聯(lián)系。各個(gè)部件的之間的輸出軸和極柱相連，形成一個(gè)有機(jī)的整體。在電氣聯(lián)動(dòng)的保護(hù)方面，采用的是三個(gè)獨(dú)立機(jī)構(gòu)的運(yùn)行位置不同，電氣聯(lián)動(dòng)就會(huì)啟動(dòng)高壓斷路器，切斷電源。

（2）電氣聯(lián)動(dòng)的故障性分析

電氣聯(lián)動(dòng)的故障一般有著對(duì)絕緣擊穿和高壓斷路器無(wú)法開(kāi)啟和閉合的這兩種無(wú)法避開(kāi)的故障，這是基于彈簧機(jī)構(gòu)內(nèi)部的故障所造成的。 斷路器是電氣聯(lián)動(dòng)核心的電氣設(shè)備，它的操作和運(yùn)行地非常頻繁的，這就在成了很多的設(shè)備或系統(tǒng)上的故障。其中斷路器無(wú)法正常工作是最嚴(yán)重的，斷路器不能閉合和開(kāi)啟或者斷路器能源供給不上都有可能造成斷路器的故障，除此之外，斷路器油性碳化或者斷路器不正常的開(kāi)啟也是斷路器故障的前兆。這幾類(lèi)的事故嚴(yán)重的情況下甚至?xí)鸹鸷笳弑ǖ膰?yán)重事故。

（3）電氣聯(lián)動(dòng)操作性故障

電氣聯(lián)動(dòng)是基于對(duì)自動(dòng)系統(tǒng)和自身隨外界的情況判斷，進(jìn)而對(duì)保護(hù)機(jī)制下達(dá)指令切斷電源。但這是理想情況，很多情況會(huì)出現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)際的運(yùn)行狀況判斷出現(xiàn)錯(cuò)誤，進(jìn)而發(fā)揮錯(cuò)誤的指令，從而隨斷路器造成損壞。斷路器的開(kāi)啟和閉合都是需要時(shí)間的推進(jìn)，所以在實(shí)際的工作運(yùn)行中，斷路器的開(kāi)啟和閉合的時(shí)間是非常精準(zhǔn)的，而斷路器的開(kāi)啟和閉合所進(jìn)行的速度卻不是精準(zhǔn)的。這也就造成在電氣聯(lián)動(dòng)的錯(cuò)誤命令信息下達(dá)后，斷路器在進(jìn)行執(zhí)行中會(huì)造成對(duì)沖，永久性的損害斷路器的質(zhì)量。

四、機(jī)械聯(lián)動(dòng)斷路器的故障解析

（1）安裝因素

機(jī)械聯(lián)動(dòng)相對(duì)于電氣聯(lián)動(dòng)來(lái)說(shuō)，其安裝和運(yùn)行都比較復(fù)雜，尤其是機(jī)械聯(lián)動(dòng)的安裝，是非常困難的。機(jī)械聯(lián)動(dòng)需要考慮三極的平衡，還需要保證機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)誤差，這就要求機(jī)械聯(lián)動(dòng)的安裝非常有操作性。但是在實(shí)際的安裝現(xiàn)場(chǎng)中，對(duì)于斷路器的模具和尺寸的問(wèn)題，斷路器的實(shí)制作效果總是存在著偏差。并且安裝的員工在安裝過(guò)程中也不能按照分毫不差的實(shí)際進(jìn)行操作，這就進(jìn)一步加大機(jī)械聯(lián)動(dòng)斷路器的安裝難度。

（2）機(jī)械聯(lián)動(dòng)運(yùn)行故障

從以往的數(shù)。據(jù)中顯示，機(jī)械聯(lián)動(dòng)中，整個(gè)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)所損壞的最大原因就是機(jī)械的變形、摩擦等因素造成的機(jī)械損害，如果拋開(kāi)不可控制的液壓影響，機(jī)械損害所占的比例會(huì)更大。由于機(jī)械變形或損害的影響，也會(huì)造成在實(shí)際的安裝過(guò)程中難度加大，也會(huì)造成在日后的設(shè)備運(yùn)行中安全隱患和故障隱患大大加大。電氣聯(lián)動(dòng)在這方面就表現(xiàn)極為優(yōu)秀，由于電氣聯(lián)動(dòng)的機(jī)構(gòu)與極柱相連，不會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行故障，在實(shí)際的工作中也就減少了機(jī)械聯(lián)動(dòng)所面臨的問(wèn)題。

（3）機(jī)械聯(lián)動(dòng)的受力問(wèn)題

機(jī)械聯(lián)動(dòng)的整個(gè)系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)的特性，各個(gè)結(jié)構(gòu)在工作中實(shí)際受到的能量的傳遞沒(méi)有一致性，各個(gè)機(jī)構(gòu)所受到的震動(dòng)的也是不一樣的，而這些能量和震動(dòng)越接近中心，所受到的力度也就越大，承受的時(shí)間越長(zhǎng)，所造成的傷害越大。同時(shí)，在熱脹冷縮的情況下，機(jī)構(gòu)的大小和長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生變化，從而改變斷路器的開(kāi)關(guān)，長(zhǎng)此以往，斷路器的開(kāi)關(guān)會(huì)發(fā)生未知改變，就會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)械聯(lián)動(dòng)斷路器的運(yùn)行。

（4）機(jī)械聯(lián)動(dòng)連桿的問(wèn)題

機(jī)械聯(lián)動(dòng)由于機(jī)械連接，其所運(yùn)動(dòng)很受機(jī)械連桿的影響。但是機(jī)械的連桿所受的能量會(huì)隨著運(yùn)行的時(shí)間或者是距離的變化而變大，這樣就容易造成機(jī)械的變化，從而對(duì)高壓斷路器的穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。并且，由于機(jī)械聯(lián)動(dòng)中機(jī)械傳動(dòng)的一點(diǎn)變化，都會(huì)對(duì)高壓斷路器造成質(zhì)量生的威脅。

五、高壓斷路器中電氣聯(lián)動(dòng)與機(jī)械聯(lián)動(dòng)可靠性的分析

電氣聯(lián)動(dòng)的機(jī)構(gòu)主要是彈簧機(jī)構(gòu)斷路器的故障，而機(jī)械聯(lián)動(dòng)的機(jī)構(gòu)故障時(shí)液壓故障以及氣動(dòng)機(jī)構(gòu)的故障，兩者相比，電氣聯(lián)動(dòng)的機(jī)構(gòu)故障要明顯低于機(jī)械聯(lián)動(dòng)的機(jī)構(gòu)故障。除此之外，機(jī)械聯(lián)動(dòng)的振動(dòng)大，消耗的能量也是非常多的，所以對(duì)機(jī)構(gòu)的損害也就比電氣聯(lián)動(dòng)的損害更大一些。還有就是機(jī)械聯(lián)動(dòng)的制造商不可能做到其零件、性能和制作水準(zhǔn)的完全統(tǒng)一，雖然可以從各個(gè)方面降低其中的影響。但從大的方面來(lái)說(shuō)，機(jī)械聯(lián)動(dòng)的故障率要比電氣聯(lián)動(dòng)的故障率高一點(diǎn)。

六、電氣聯(lián)動(dòng)與機(jī)械聯(lián)動(dòng)的采用建議

基于電氣聯(lián)動(dòng)總體的性能要比機(jī)械聯(lián)動(dòng)的性能好，而且故障率也比較少，所以在沒(méi)有其他特殊的情況下，盡可能的使用電氣聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的高壓斷路器。而機(jī)械聯(lián)動(dòng)在高壓斷路器的采用一般要看它的傳動(dòng)距離，如果距離近的話(huà)，就可以采用機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的高壓斷路器。同時(shí)，在電氣聯(lián)動(dòng)與機(jī)械聯(lián)動(dòng)的采購(gòu)上，也要從成本、使用時(shí)間、使用對(duì)象等方面進(jìn)行考慮，以便更好的控制成本。

結(jié)束語(yǔ)：高壓斷路器的兩種聯(lián)動(dòng)方式，都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在采用的過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇聯(lián)動(dòng)方式。同時(shí)，我們必須意識(shí)到，兩種機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)都有著些許不足，如何能夠改進(jìn)和完善是我們所面對(duì)的一個(gè)重大課題。只有這樣，才能制作出性能更好的高壓斷路器。更好的為電力系統(tǒng)的安全保駕護(hù)航。

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