带你了解高压直流断路器
近日，张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程竣工投产。该工程是世界上首个具有网络特性的直流电网工程。工程核心技术和关键设备均为国际首创。其中，作为工程骨干设备之一的高压直流断路器，其设计、研发、制造、应用等方面取得了重大突破。
电力输送从简单的线条向复杂的网络发展，需要依靠高压断路器形成能够开合的节点，从而实现电网各部分灵活地组合或分离。这一方面扩大了电网的规模，另一方面提高了电网对故障的冗余能力。无论是交流电网还是直流电网，高压断路器都是电力输送网络中最基础和关键的设备。
高压直流断路器就是切断直流电流的装备。完成直流输电系统运行方式切换和线路故障清除是它的两大主要功能。高压直流断路器也因此被称为直流电网的“网络关节”和“安全守卫”，对保障直流系统安全、经济、灵活运行意义重大。张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程（以下简称张北柔直工程）高压直流断路器的研发应用填补了500千伏高压直流断路器产品及工程应用的国际空白，也使直流输电向直流电网发展成为现实。
从无到有，高压直流断路器逐步升级
自20世纪50年代高压直流输电技术走向工程应用以来，世界上已有上百个直流输电工程投入运行，大多数采用点对点输电的形式。高压直流断路器的缺乏制约了直流输电向网络化的方向发展。要形成直流电网，迫切需要制造出能快速切断大电流的高压直流断路器。
2012年，全球能源互联网研究院有限公司率先提出了高压直流断路器构想并启动项目研究。通过科研攻关，联研院先后突破了高压直流断路器基础理论研究、关键零部件研制、样机集成及等效试验等系列关键技术难题。
2014年年底，联研院自主研发出世界首套200千伏高压直流断路器样机。2016年年底，200千伏高压直流断路器成功应用于舟山五端柔性直流输电工程，标志着国家电网公司在直流断路器领域向前迈出一大步，也填补了国际上高压直流断路器工程应用的空白。投运以来，200千伏高压直流断路器累计完成60余次系统切换、4次直流海缆单双极接地短路故障清除，解决了该工程的带电投退、
快速故障隔离和故障后系统快速恢复等问题。工程可用率从87%提升至99%，共计增加输电量10.5亿千瓦时。项目成果显著提升了舟山五端柔性直流输电工程运行的灵活性与可靠性。
能否将高压直流断路器的电压等级提升到500千伏，并应用到真正的直流电网环境中？基于200千伏高压直流断路器的研发和运行经验，联研院继续带领国内各设备生产单位和高等院校开展技术攻关，在高效率电磁供能、毫秒级分断超高速机械开关、数字化电力电子器件驱动、多模式切换控制保护装置等关键零部件工程化研制方面取得突破。
2017年，联研院研发出500千伏高压直流断路器样机，并完成了型式试验，初步摸清了500千伏高压直流断路器工程化应用的路径，为世界首个具有网络特性的直流电网建设奠定了设备基础。在张北柔直工程创造的12项“世界第一”中，就包含了当前世界上最高电压等级、最大开断能力的直流断路器（535千伏、25千安、3毫秒）。
创新攻关，破解500千伏高压直流断路器研发难题
±500千伏张北柔性直流电网要求作为主保护装置的高压直流断路器在3毫秒内完成故障电流开断，并且能够快速可靠实现故障线路的隔离及重合。同时，张北柔直工程高压直流断路器还需要具备带电投切能力，实现换流站在直流电网中的灵活投退。
与交流断路器在交流周期中的电流零点处开断截然不同，直流电流没有零点，用常规的机械力量无法切断直流电弧，必须另辟蹊径。
500千伏高压直流断路器研发面临的挑战主要来自三方面：首先，需要人工构建电流零点，强制扭转数万安电流的发展趋势；其次，需要在耐受数十万伏高压的同时耗散百兆焦级能量，这种强度的电磁冲击在电力系统中极为罕见，相当于让速度100千米/小时行驶的火车在8厘米内完成制动；最后也是最关键的，开断要快，要比人眨眼快一万倍。
科技攻关团队采用“三步走”策略逐级攻破这三大难题——充分挖掘高压大容量直流开断机制机理，首创的级联全桥混合式高压直流断路器拓扑解决了25千安电流人工零点构建的难题；深度揭示多物理量交互路径，在多时间尺度下实现分层分段应力解耦，解决了百兆焦级能量的电磁冲击阻断难题；拓展可控型电
力电子器件和超高速机械开关运行边界，通过智能协调技术实现了开断时间小于2.5毫秒。
基于这些科学理论和工程技术成果，500千伏高压直流断路器在各科研院所和产业单位的共同努力下实现工程化落地，并由5家设备制造商完成技术成果转化。
成功应用，推动直流输电向直流电网方向发展
张北柔直工程是一个典型的双极四端“口”字型柔性直流电网，在各直流输电线路两侧配置高压直流断路器。该工程共8条直流输电线路，每条直流输电线路两端各需配置1台高压直流断路器，共配置16台。16台高压直流断路器安装在直流输电线路两端的换流站阀厅内。张北、康保、丰宁、北京4个换流站内各配置了4台高压直流断路器。
为了保证设备稳定运行，从运抵工程现场到正式投运之前，500千伏高压直流断路器还经历了两个阶段的检测。
在组装完成、未接入柔性直流电网时，技术人员进行了高压直流断路器现场试验。现场试验是型式试验的简化版，相当于高压直流断路器工作前的最后一次全面“身体检查”，主要为了排除长途运输和现场安装可能给设备造成的损害。现场试验中，技术人员实施了模拟直流断路器运行工况的各种试验项目，以确保直流断路器在接入电网前功能完备。
在高压直流断路器接入柔性直流电网并配合整个直流系统完成联调后，就要开展人工短路试验。此时整个柔性直流系统的所有设备准备就绪，柔性直流系统调试运行与正常投运无异。人工短路试验相当于高压直流断路器正式投运前的一次“军事演习”，就是在真实的运行工况下，通过人工操作去模仿自然环境下直流线路可能出现的短路故障，来检测高压直流断路器在真实电网运行环境中能否按要求实现保护功能。6月9日，张北柔直工程康保换流站人工短路试验顺利完成，500千伏高压直流断路器在3毫秒内完成开断并实现重合闸操作。试验的成功为工程的正式投运奠定了扎实基础。
作为电力系统中的一种全新设备，张北柔直工程500千伏高压直流断路器突破了直流输电向更为灵活经济的直流电网方向发展的技术瓶颈，大幅提升了我国电力电子装备的国际影响力。
摘要：发展直流电网技术需要能够快速分断电流、经济可靠的高压直流断路器解决直流故障隔离问题。通过对比直流系统故障隔离的几种技术方案，表明应用直流断路器隔离直流故障可在保障换流设备安全的同时，有效维持系统中健全部分的供电持续性，是直流故障隔离较为有效的解决方案。在分析直流电网对高压直流断路器技术性能要求的基础上，对机械式直流断路器和分别基于晶闸管和绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)的2 种混合式直流断路器的电流分断特点和发展现状进行了阐述。提出换流技术、杂散参数优化技术、与系统的协调配合技术和试验技术是高压直流断路器技术发展面临的主要技术挑战。最后，对高压直流断路器在舟山五端柔性直流输电工程中的应用情况和即将开展的张北直流电网工程进行了介绍。 0 引言 柔性直流输电技术的发展日趋成熟，其独立功率调节和灵活运行能力，为间歇性可再生能源并网与消纳提供了安全高效的解决方案。目前，世界范围内投入商业运行的大部分柔性直流输电工程均采用点对点输送方式;相较于多条点对点的电能输送方式，多个柔直换流站连接成网状形成直流电网，在高压大容量领域中具备更好的可靠性、经济性和灵活性。随着风电、光电等可再生能源不断开发，大规模清洁能源并网与跨区域电能传输对柔性直流电网的构建与发展提出了迫切需求[1-2]。 目前已投运的柔性直流输电工程大多采用模块化多电平技术(modular multi-level converter，MMC)和脉宽调制两电平技术，这些工程均无法通过闭锁换流阀清除直流故障，只能通过分断交流侧断路器来实现故障隔离。研究中采用全桥模块或电容钳位双模块[3-6]的换流阀带有直流侧故障清除能力，可以通过换流阀闭锁清除直流故障。在没有直流断路器的情况下，点对点柔性直流输电工程依靠分断交流断路器或闭锁带直流侧故障清除能力的换流阀可实现直流故障清除;但以上2 种方式在高压大容量直流电网中的应用将造成整个系统短时停电，难以满足系统运行要求。当系统配置直流断路器后，通过选择性分断直流断路器可以实现故障线路的快速隔离并维持系统其他部分的持续运行。 直流故障保护是柔性直流电网构建所面临的技术瓶颈，研制适用于柔性直流电网应用的直流断路器，保证直流电网运行的可靠性，是直流电网建设必须突破的技术难题[7]。 与交流系统相比，直流故障电流缺乏自然零点，要实现其可靠开断，需要人工创造电流零点，同时还需要吸收储存于直流系统感性元件中的巨大能量，因此直流断路器的设计较交流断路器难度大为增加。此外，柔性直流电网故障扩展快、电流上升快，对换流站等设备冲击大，为保障设备安全一般在数毫秒全网换流站将会闭锁退出运行，为实现直流电网健全区域持续运行，直流断路器需要在数毫秒内完成分断[8]。 在直流断路器的多种技术路线中，综合采用机械开关和电力电子开关的混合式直流断路器以其显著的技术优势成为高压直流断路器研制的主流[9-10]。ABB 公司于2011 年研制了80kV 3ms 分断8.5kA 基于绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)直接串联的混合式直流断路器样机[8]。全球能源互联网研究院于2014年完成了200kV 3ms分断15kA 的级联全桥型混合式直流断路器样机研制[11]，并于2016 年实现高压直流断路器首个工程示范。
一、高压开关柜主要技术规格及要求 1. 主要技术参数 额定电压： 10kV 额定频率: 50Hz 工频耐压： 42kV (50Hz 1min) 雷电冲击耐压： 75kV 额定主母线电流： 630A/1250A 额定短时耐受电流：25KA/31.5kA（3S，有效值） 额定峰值耐受电流：63KA/80kA 热稳定电流： 25KA/31.5 kA (3S) 防护等级： 1）外壳IP4X ； 2）手车门打开时为IP2X。 2.柜宽要求：小于等于650 (mm),优先选用结构紧凑柜型，投标单位及投标产品必须满足本项要求，否则招标人有权拒绝投标人的投标书。 3. 金属封闭铠装中置式手车开关柜柜体结构型式与功能 10KV 铠装式交流金属封闭开关柜的结构应保证工作人员的安全，且便于运行、维护、检查、监视、检修和试验（提供燃弧试验报告）。开关柜内安装的高压电器组件均必须为加强绝缘型产品，满足凝露试验要求(提供凝露试验报告)。 (1)柜体结构 A) 柜体外壳及各功能单元的隔板均采用国际知名品牌优质敷铝锌钢板，钢板厚度应 不小于2.0mm，投标时须注明敷铝锌钢板产地。柜体框架采用螺栓连接。 B)开关柜用隔板分隔成母线室、手车室、电缆室、仪表室和压力释放通道，各室外 壳独立接地。分隔用的钢板应具有足够的机械强度，以保证每个室内的元件在发 生故障时不影响 相邻设备。
C)开关柜的门板及侧封板等采用冷轧钢板，厚度不小于2mm，经纯化处理后采用静电 喷涂和焙烤，表面抗冲击且耐腐蚀。 D)维护方式：柜前操作，柜后维修。 E)进出线方式：满足设计要求（详见图）。 F)外形尺寸应不大于：宽650mm,深1540mm,高2250mm。含母联及泄压通道后高度不 大于 2800mm. (2) 手车室 A) 手车采用冷轧钢板经加工后焊接而成。 B)手车应设有“工作”和“试验”位置，各位置设定位机构。 C)手车的传动机构应保证手车推拉时灵活轻便。相同规格的断路器和手车应有良 好的互换性。 D)手车在抽出或试验时，应有隔离挡板隔离一次静触头，进入工作位置时自动打开。 E)活门在手车移开后需被机械锁定；接地开关操作孔需用挂锁锁定；断路器室门及 电缆室门需用挂锁锁定。 (3) 母线室 A)应有足够的空间通过满足设计要求的母线。 B)开关柜的母线设计应考虑以后的发展、方便与原母线联接。 (4) 电缆室 A) 室内可安装电流互感器、手动操作的弹簧快速接地开关，并可连接多根平行电缆， 充裕的电缆室空间，其底部设有可拆卸的不锈钢板，板上设电缆孔并提供电缆孔 封堵部件。 B) 接地开关与断路器间采用可靠的机械联锁，可有效的防止误操作。 C) 一次电缆头接线耳中心孔至柜底距离应大于550mm。 (5) 仪表室 A) 室内采用可翻转的网格板，可安装各类继电保护元件、仪表、信号指示、操作开关 等元件。 B) 室内侧板上留有小母线穿越孔，以方便施工。 C) 各开关备有合闸分闸故障等三种状态运行信号输出，主电房值班室模似板系統接口
隔离开关、断路器、空开这三个有什么区别啊 断路器高压断路器，和低压断路器是一种电气保护装置，它的种类非常多都有灭弧装置 空气开关的全称是空气式低压断路器属于断路器的一种主要用于低压电路中， 因为它是通过空气作为介质进行灭弧所以称为空气式低压断路器简称空气开关，我们平常家里的大楼里配电基本都是空气开关 隔离开关是一种高压开关电器主要用于高压电路中 它是一种没有灭弧装置的开关设备，主要用来断开无负荷电流的电路，隔离电源，在分闸状态时有明显的断开点，以保证其他电气设备的安全检修。在合闸状态时能可靠地通过正常负荷电流及短路故障电流。因它没有专门的灭弧装置，不能切断负荷电流及短路电流。因此，隔离开关只能在电路已被断路器断开的情况下才能进行操作，严禁带负荷操作，以免造成严重的设备和人身事故。只有电压互感器、避雷器、励磁电流不超过2A的空载变压器，电流不超过5A的空载线路，才能用隔离开关进行直接操作。 电力应用中大多是用断路器和隔离开关联用，用断路器投、切负荷（故障）电流，用隔离开关形成明显断开点
首先说一下断路器和空开统称断路器下面解释一下隔离开关和断路器的区别 1.隔离开关：类似闸刀开关，没有防止过流、短路功能，无灭弧装置；不能断开负荷电流和短路电流 2.断路器：具有过流、短路自动脱扣功能，带有消磁灭弧装置，可以用来接通、切断大电流； 隔离开关只起到隔离作用，后面的电路有故障了不能自动断开，但是在检修时可以手动断开电路，确保检修人员的人身安全 断路器不仅能起到隔离作用，可以保护后面的线路和设备，里面有热磁保护元器件，可以增加多种附件，可远程控制 空开一般是对断路器的俗称 隔离开关一般用在高压侧，起隔离电路作用，主要在检修安装给一个明显分隔点，一般与短路器配合使用； 断路器用在高压、低压，有保护作用，有些高压带灭弧功能； 空开低压侧居多，像一般家用开关、照明控制开关，也带有过流保护、漏电保护功能。
浅析高压直流断路器关键技术 摘要：随着可再生能源发电的发展及用户对电能要求的不断提高，传统交流电 网已难以满足可再生能源发电和负荷随机波动性对电网快速反应的要求。随着电 压源型高压变流器和高压柔性直流输电技术的迅速发展，国内外对直流输电网的 研究正日益深入。在输电领域，为适应新的能源格局，基于常规直流和柔性直流 的多端直流输电系统和直流电网技术成为未来的发展趋势，多端直流输电实现了 多电源供电、多落点受电，是一种更灵活、快捷的输电方式以，在此基础上如果 将直流输电线路在直流侧互联形成直流电网，可以有效解决新能源并网带来的有 功波动等问题，在未来城市智能配电网、微网等领域也具有较大优势，对我国未 来电网的建设和发展具有重大意义。 1引言 直流侧故障是直流输电系统必须考虑的一种故障类型，影响到设备参数的计 算和控制保护策略的设计。与交流系统相比，直流系统阻抗相对较低，故障渗透 速度更快，渗透程度更深，控制保护难度也更大。随着多端柔性直流输电系统的 发展，如何处理直流故障成为王程实践中需要考虑的关键问题。从原理上讲，直 流侧故障处理方法主要有3类：一是通过换流器闭锁实现故障的自清除；二是通 过交流断路器的动作使故障点与交流系统隔离；＝是通过直流断路器的动作使故 障点与交流系统隔离。采用晶闸管的常规两端直流输电系统即采用第一类方法， 在直流侧故障发生时，通过强制移相使两侧换流器进入逆变方式，使弧道电压、 电流迅速降低为零，实现直流侧故障快速消除，可用于易发化闪络等暂时性故障 的架空线路，而对于柔性直流输电系统，目前采用的两电平、电平换流器和模块 化多电平换流器均不具备闭锁能力，换流器新型拓扑尚未成熟，实际工程中仍采 用断开交流侧断路器来清除直流侧故障，但这样往往需要短时停运整个系统，导 致交流侧特别是弱交流系统收到较大冲击，增加了系统失稳的风险，同时降低了 柔性直流输电系统的可利用率。 2高压直流断路器的技术发展趋势 2.1机械式高压直流断路器的发展现状 机械式高压断路器通常采用将交流断路器（少油式断路器，真空式断路器等）改造之后用于直流系统之中以实现电路的开断。直流电不存在电流自然过零点， 灭弧困难。在低压小电流应用场合，可以通过增大电弧电压、分段串接限流电阻 或控制磁场气体发电断流等方法实现强迫直流开断熄弧。但在高压大电流应用场合，上述方法不可行，一般是对常规机械式交流断路器结构做适当改造，并增加 能够在开断直流电流过程中自动形成高频振荡电流过零点的振荡换流回路，以解 决机械开关切断高压大直流电流时的灭弧问题。在20世纪年70代初，美国公司 的专家就提出了采用振荡换流熄弧的机械式直流断路器基本结构其一般化拓扑结 构如图所示，主要由机械开关、振荡换流回路，以及能量吸收与过压放电回路等 部分构成。 图1 机械式直流断路器的基本拓扑结构 根据是否存在预先向振荡回路中的电容进行充电，机械式直流断路器的灭弧 方式一般分为自然振荡灭弧与强制振荡灭弧： （1）自然振荡灭弧 自然振荡灭弧直接利用电弧电压随电流增大而下降的非线性负电阻效应，利
1 总则 1．1 适用范围 本标准适用于额定电压12kV，频率50Hz三相系统中的户内交流金属铠装中置式开关柜。 本标准不适用于有火灾、爆炸危险、化学腐蚀及剧烈振动等场所的开关柜。 1．2 引用标准 本标准在编写过程中主要参照以下资料： GB 3906-2006《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》 GB/T 11022-1999《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》 IEC298（1990）《额定电压1kV以上50kV及以下交流金属封闭开关设备和控制设备》DL/T 404-1997《户内交流高压开关柜订货技术条件》 SD/T318—89 《高压开关柜闭锁装置技术条件》 1．3 使用环境条件 1．3．1 环境温度： 最高温度+400C，最低温度-400C。 1．3．2 相对湿度： 日平均相对湿度≤95%， 月平均相对湿度≤90%。 1．3．3 海拔高度： 1000m。 1．3．4抗地震度： 地震烈度不超过8度。
1．3．5 周围空气应不受腐蚀性或可燃气体、水蒸汽等明显污染。 1．3．6 无严重污秽及经常性的剧烈震动，严酷条件下严酷度设计满足1类要求。1．3．7 在超过GB3906规定的正常的环境条件下使用时： 相对湿度大于70%时应接通电加热器； 凡海拔高度超过1000m的地方，按JB/Z102-71规定处理。 1．3．8 产品应能防止影响设备工作的异物进入。 1．4 额定参数 额定电压； 额定频率； 断路器额定电流； 开关柜额定电流； 额定热稳定电流及其持续时间； 额定动稳定电流； 额定短路开断电流； 额定短路关合电流； 额定绝缘水平； 防护等级。 1．4．1 额定电压： 3.6kV、7.2kV、12kV。 1．4．2 额定频率： 50Hz（±0.2）。 1．4．3 断路器额定电流： 630A、1250A、1600A、2000A、2500A、3150A。 1．4．4 开关柜额定电流： 630A、1250A、1600A、2000A、2500A、3150A。 1．4．5 额定热稳定电流及其持续时间： 额定热稳定电流：16kA、20kA、25kA、31.5kA、40kA、50kA； 持续时间:4s。 1．4．6 额定动稳定电流（峰值）： 40kA、50kA、63kA、80kA、100kA、125kA。
高压直流断路器目前的研究概况 1.前言 高压直流断路器的研制难点有三：一是直流电流不像交流电流那样有过零点，所以灭弧比较困难;二是直流回路的电感较大，所以需由直流断路器吸收的能量 比较大;三是过电压高。 高压直流断路器可以分为机械式高压直流断路器(mechanical HVDC circuit breaker)、固态高压直流断路器(solid-state HVDC circuitbreaker)与混合式高压直流断路器(hybrid HVDC circuit breaker)。 机械式直流断路器可以关断非常大的电流，并具有成本低、损耗小等优点， 但其开断速度较慢。 固态直流断路器开断速度迅速，但其相关损耗较高，且价格昂贵。 为克服两者的缺点，通过将机械式直流断路器和固态直流断路器集成在一个 装置上，从而形成混合式断路器。混合式直流断路器结合了机械开关良好的 静态特性与电力电子器件良好的动态性能，用快速机械开关来导通正常运行电流，用固态电力电子器件来分断短路电流，具有通态损耗小、开断时间短、无 需专用冷却设备等优点，是目前高压直流断路器研发的新方向，有着广阔的应 用前景。 下面将着重介绍混合式高压直流断路器的研究概况。 2 混合式高压直流断路器的研究概况 2.1 ABB--混合式高压直流断路器 2012 年，ABB 的混合式高压直流断路器技术被《麻省理工科技创业》评为2012 年度最重要的十大科技里程碑之一。该混合式高压直流断路器的基本结构如下图所示，主要包括机械式开关支路a(快速机械隔离开关b+负载转换开关
c)和半导体开关支路d(半导体断路器e+避雷器组f)。 -当直流线路正常运行时，半导体开关支路处于断开状态，快速机械隔离开关和负载转换开关导通并流过直流电流。 -当检测到直流线路发生短路时，首先导通半导体断路器，关断负载转换开关，线路上的电流转移到半导体开关支路上，负载转换开关承受半导体短路器的导 通电压。 -由于快速机械隔离开关此时流过的电流为零，快速机械隔离开关迅速打开。-当快速机械隔离开关打开后，半导体断路器开关断开，直流线路上的能量通过与半导体断路器并联的氧化锌避雷器吸收，短路电流下降。 ABB 所设计的半导体断路器单元设计图如下图所示，采用IGBT 作为半导体开关，并进行阀组串联。 该混合式高压直流断路器通过开断短路电流8.5kA 的短路试验，其开断时间 为5 毫秒。 2.2 ALSTOM--混合式高压直流断路器 2014 年阿尔斯通完成其混合式高压直流断路器原型产品的测试工作。该混合式高压直流断路器的基本结构如下图所示，主要包括旁路开关(UFD + PES)、半导体开关支路1(晶闸管+避雷器)、半导体开关支路2(晶闸管+电容器)和避雷 器组。 tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。仅供参阅！
隔离开关分类详细介绍 1.隔离开关 隔离开关主要用来隔离电路。在分段状态下有明显可见的断口，在关合状态下，导电系统中可以通过正常的工作电流和故障下的短路电流。隔离开关没有灭弧装置，除了能开断很小的电流外，不能用来开断负荷电流，更不能开断短路电流，但隔离开关必须具备一定的动、热稳定性。 隔离开关的主要作用如下: (1) 在设备检修时 , 用隔离开关来隔离有电和无电部分 , 造成明显的断开 点 , 倒修的设备与电力系统隔离 , 以保证工作人员和设备的安全。 (2) 隔离开关和断路器相配合 , 进行倒闸操作 , 以改变运行方式。 (3) 用来开断小电流电路和旁 ( 环 ) 路电流。 (4) 用隔离开关进行 500KV 小电流电路合旁 ( 环 ) 路电流的操作。但须经计算符合隔离开关技术条件和有关调度规程后方可进行。 1.1结构形式 1.1.1隔离开关的分类 M0级隔离开关:具有1000次操作循环的机械寿命，适合输、配电系统中使用且满足一般要求的隔离开关。 M1级隔离开关:具有3000-5000次操作循环的延长机械寿命的隔离开关，主要用于隔离开关和同等级的断路器关联操作的场合。 M2级隔离开关:具有10000次操作循环的机械寿命，主要用于隔离开关和同等级的断路器关联操作的场合。 隔离开关分类见表1.1 表1.1 隔离开关分类
分类方式类别 按装设地点的不同户内式、户外式 按支持绝缘子的数目单柱式、双柱式、三柱式 按隔离开关的运动方式水平旋转式、垂直旋转式、摆动式、插入式按有无接地装置及附装接不接地、单接地、双接地地开关的数量不同 按极数单极、三极 按操动机构手动式、电动式、气动式、液压式 按使用性质一般输配电用、快速分闸用、变压器中性点接地用 户内隔离开关:通常是35kV及以下的电压等级，三相一体装，采用上下(垂直)回转，以GN系列为主要代表。如图1.1所示。 图1.1 户内隔离开关结构(GN2-10) 户外型隔离开关是以35kV及以上电压等级，三相可实现单极独立安装，单相或三相同步操作形式。按其绝缘支柱的不同可分为单柱式、双柱式和三柱式。如图1.2所示。
网络教育学院 本科生毕业论文（设计） 题目：高压开关技术 学习中心： 层次：专科起点本科 专业： 年级：年春/秋季 学号： 学生： 指导教师： 完成日期：年月日
I 个字符的中文摘要。 针对本题目，摘要可写成： 随着我国电力事业的迅速发展,人们对于电力系统可靠性和安全性的要求越来越高。电力设备正朝着大型化、自动化和智能化的方向发展。高压开关是电力系统中最重要的控制和保护设备,在电网中的作用至关重要,其故障带来的后果是十分严重的。一旦电力系统发生故障,即使只引起生产设备短暂的停止工作,也会造成巨大的损失。 本论文所要研究的。 第二段主要介绍本次论文研究的主要内容、方法以及取得的成果。
高压开关技术 目录 内容摘要 ...........................................................................................................................I 1 绪论 . (1) 1.1 高压开关的发展现状与趋势 (1) 1.2 国外高压开关的发展情况 (1) 1.3 我国高压开关的发展情况 (2) 1.4 本论文的主要工作 (3) 2 ____概述 (4) 2.1 ____特点与组成结构 (4) 2.2 ____操动机构及工作原理 (4) 2.3 ____电气特性 (5) 3 ____常见故障分析 (6) 3.1 ____运行状况概述 (6) 3.2 ____常见故障及分析 (6) 4 ____解决方案 (7) 4.1 ____检测与诊断 (7) 4.2 ____故障解决办法 (7) 4.3 ____发展方向 (7) 结论 (8) 参考文献 (9) 附录 (10) II
带你了解高压直流断路器 近日，张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程竣工投产。该工程是世界上首个具有网络特性的直流电网工程。工程核心技术和关键设备均为国际首创。其中，作为工程骨干设备之一的高压直流断路器，其设计、研发、制造、应用等方面取得了重大突破。 电力输送从简单的线条向复杂的网络发展，需要依靠高压断路器形成能够开合的节点，从而实现电网各部分灵活地组合或分离。这一方面扩大了电网的规模，另一方面提高了电网对故障的冗余能力。无论是交流电网还是直流电网，高压断路器都是电力输送网络中最基础和关键的设备。 高压直流断路器就是切断直流电流的装备。完成直流输电系统运行方式切换和线路故障清除是它的两大主要功能。高压直流断路器也因此被称为直流电网的“网络关节”和“安全守卫”，对保障直流系统安全、经济、灵活运行意义重大。张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程（以下简称张北柔直工程）高压直流断路器的研发应用填补了500千伏高压直流断路器产品及工程应用的国际空白，也使直流输电向直流电网发展成为现实。 从无到有，高压直流断路器逐步升级 自20世纪50年代高压直流输电技术走向工程应用以来，世界上已有上百个直流输电工程投入运行，大多数采用点对点输电的形式。高压直流断路器的缺乏制约了直流输电向网络化的方向发展。要形成直流电网，迫切需要制造出能快速切断大电流的高压直流断路器。 2012年，全球能源互联网研究院有限公司率先提出了高压直流断路器构想并启动项目研究。通过科研攻关，联研院先后突破了高压直流断路器基础理论研究、关键零部件研制、样机集成及等效试验等系列关键技术难题。 2014年年底，联研院自主研发出世界首套200千伏高压直流断路器样机。2016年年底，200千伏高压直流断路器成功应用于舟山五端柔性直流输电工程，标志着国家电网公司在直流断路器领域向前迈出一大步，也填补了国际上高压直流断路器工程应用的空白。投运以来，200千伏高压直流断路器累计完成60余次系统切换、4次直流海缆单双极接地短路故障清除，解决了该工程的带电投退、
高压隔离开关概述第一部分隔离开关基本知识 第二部分隔离开关分类及运行要点 第三部分隔离开关型号表示方法及含义 第四部分隔离开关结构的基本组成 第五部分户外隔离开关结构形式
第一部分隔离开关基本知识 一、隔离开关设备术语 1．隔离开关 在分位置时，触头间符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及规定时间内异常条件(例如短路)下的电流开关设备。 2．接地开关 释放被检修设备和回路的静电荷以及为保证停电检修时检修人员人身安全的一种机械接地装置。它可以在异常情况下(例如短路)耐受一定时间的电流，但在正常情况下不通过负载电流，它通常是隔离开关的一部分。 3．快分隔离开关 分闸时间等于或小于0.5s的隔离开关称为快分隔离开关。 4．断口距离 隔离开关的主隔离开关在正常分闸位置时，同相两极触头之间的最短距离，对多断口隔离开关而言，最短距离是指全部断口最短绝缘距离之和。 5．合闸不同期性 合闸不同期性是指两相或多相隔离开关的主隔离开关不同时接触时的差异，通常以距离表示。 6．接线端机械负荷 在考虑母线的自重、张力、风力、覆冰和雪施加于隔离开关接线端的情况下的最大拉力。 二、隔离开关作用 （1）将电气设备与运行中电网隔离，以保证被隔离的电气设备能安全地进行检修维护。 （2）改变运行方式。在双母线运行的电路中，利用隔离开关可将电气设备或线路从一组母线切换到另一组母线上运行。 （3）接通和断开小电流电路。
三、隔离开关的基本要求 （1）隔离开关应具有明显断开点，便于确定被检修的设备或线路是否与电网断开。 （2）隔离开关断开点之间应有可靠的绝缘，以保证在恶劣的气候条件下也能可靠工作，并在过电压及相间闪络的情况下，不致从断开点击穿而危及人身安全。 （3）隔离开关应具有足够的热稳定性和动稳定性，尤其不能因电动力的作用而自动断开，否则将引起严重事故。 （4）隔离开关的结构要简单，动作要可靠。 （5）带有接地隔离开关的隔离开关必须有连锁机构，以保证先断开隔离开关后，再合上接地隔离开关，先断开接地隔离开关后，再合上隔离开关的操作顺序。 （6）隔离开关要装有和断路器之间的连锁机构，以保证正确的操作顺序，杜绝隔离开关带负荷操作的事故发生。
KYN28-12高压开关柜技术说明 1概述 1.1KYN28-12型铠装式交流金属封闭开关设备(以下简称开关柜)，系三相交流50HZ单母 线及双母线分段系统的户内成套配电装置，适用于发电厂、变电站以及工矿企业的额定电压3～10kV电网中，作为接受和分配电能之用，并对电路实行控制、保护和监测。 1.2开关柜内配置高性能真空断路器，成套设备可满足电网对高压开关柜要求，并适合“五 防”和全工况、全封闭、全绝缘条件。 2环境条件 KYN28-12型开关柜在设计中已充分考虑到客户当地的气候及周围环境，并满足其特殊要求。条件与措施如下： 3参照国际相关标准 4技术参数
电流互感器 电流互感器用环氧树脂浇注而成，通常用于向测量和保护装置传递信息。电流互感器包括具有相关性能和精度等级并适合安装要求的一个线束铁芯或带一个或多个铁芯的套管棒。符合 IEC 60044-1标准。尺寸符合 DIN 42600 窄型标准。电流互感器通常安装在负荷侧来测量相电流。 电压互感器 电流互感器用环氧树脂浇注而成，通常用于向测量和保护装置传递信息。可固定安装或安装在互感器小车上。符合 IEC 60044-2。尺寸符合 DIN 42600 窄型标准。电压互感器采用单极电压互感器，具有适合相连设备功能要求的性能和精度等级。 5开关柜的设计报告 5.1柜体 5.1.1KYN28-12型开关柜为金属铠装移开式。 5.1.2柜体的外壳与各功能小室的隔板均采用优质板材，具有很强的抗腐蚀与抗氧化性能， 并具有比同等钢板高的机械强度。 5.1.3柜体无任何焊接点，柜体由螺栓连接组成，为全组装结构。 5.1.4柜体的安装维护可在正面进行，也可在背面进行，开关柜不仅可安装成面对面或背 对背双排排列，而且可根据具体项目要求靠墙安装，节省占地面积。 5.1.5整个柜体由接地的金属隔板分隔成四个功能小室，即：母线室、继电器室、断路器 手车室和电缆室，各功能单元设有独立的压力释放通道和释放门。 5.1.6断路器手车室内安装有特定的导轨，可轻巧地推进或抽出断路器手车。 5.1.7手车室内设计有带自动锁扣和开启的电气型金属帘板，可满足手车断路器与母排侧 和电缆侧之间同时自动隔离的要求。 5.1.8手车室内有隔离位置、试验位置及工作位置，每一位置均设有定位装置。 5.1.9各功能单元均装有门，门上装有锁和铰链。
定义： 高压断路器：高压断路器它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和 负荷电流，而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等。 高压隔离开关：高压隔离开关是发电厂和变电站电气系统中重要的开关电器，需与高压断路器配套使用，其主要功能是：保证高压电器及装置在检修工作时的安全，起隔离电压的作用，不能用于切断、投入负荷电流和开断短路电流，仅可用于不产生强大电弧的某些切换操作，即是说它不具有灭弧功能；按安装地点不同分为，屋内式和屋外式，按绝缘支柱数目分为，单柱式，双柱式和三柱式，各电压等级都有可选设备。 高压负荷开关：高压负荷开关是一种功能介于高压断路器和高压隔离开关之间的电器，高压负荷开关常与高压熔断器串联配合使用；用于控制电力变压器。高压负荷开关具有简单的灭弧装置，因为能通断一定的负荷电流和过负荷电流。但是它不能断开短路电流，所以它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器来进行短路保护。 区别： 1、高压负荷开关是可以带负荷分断的，有自灭弧功能，但它的开断容量很小很有限。 2、高压隔离开关一般是不能能带负荷分断的，结构上没有灭弧罩，也有能分断负荷的隔离开关，只是结构上与负荷开关不同，相对来说简单一些。 3、高压负荷开关和高压隔离开关，都可以形成明显断开点，大部分断路器不具隔离功能，也有少数断路器具隔离功能。 4、高压隔离开关不具备保护功能，高压负荷开关的保护一般是加熔断器保护，只有速断和过流 5、高压断路器的开断容量可以在制造过程中做的很高。主要是依靠加电流互感器配合二次设备来保护。可具有短路保护、过载保护、漏电保护等功能。
5 选择断路器几个要点 5. 1 直流整流电路过流保护 直流整流电路的过流保护一般考虑采用在交流侧的熔断器或断路器的保护方案，可根据整流电路、负载和直流侧工作电流来选择交流断路器的额定电流、额定电压和分断能力。 5. 2 电池组直流电源的过流保护 举例说明：一电池组的容量为500 Ah 。最大放电电压240 V (110 块2. 2 V 的电池串联) 。每块电池内阻为0. 5 mΩ(电池组内阻Ri = 55 mΩ) 。电源在选择断路器时应考虑以下3 点： (1) 选择断路器的工作电流。I = U/ Z ，Z为电路和设备阻抗，Z = Ri + R = U/ I ，当R mRi ，Ri 可忽略不计。R = 20 Ω时，I = 240 V/ 20Ω= 12 A。断路器额定工作电流可选择16 A。 (2) 选择断路器的额定短路能力。Icu =U/ Ri = 240 V/ 0. 05 Ω= 4 kA。可选择具有6 kA或10 kA 的直流短路保护能力的断路器。如果电池组的内阻未知，可近似计算所选用的断路器的 短路保护能力，用公式Ics = KC ，C 为电池容量，单位为Ah ，K 为系数，10 ≤K < 20 ，一般选择10 ，但不超过20 (如，Ics = 5 kA) 。交流断路器可采用多极串联的方式来提高其直流分断能力。 (3) 选择断路器的工作电压。可根据电池的放电电压(也认为是直流电路的电源电压) 决定所 选择断路器的工作电压。断路器的额定工作电压要大于电池组的放电电压。 6 交流断路器在直流电路中的串联使用 电路中，单相交流电压为220 (230) V、440V ;而直流电路电压为24 、48 、60 、125 、220 (250) 、440 V。交流断路器在直流电路中应用时重点要考虑直流电路的电压问题。直流电路的电压越高，电弧电压大于电源电压的熄弧条件越难满足，电弧越不容易熄灭，故交流断路器分断直流短路电流越困难。 交流断路器在直流电路应用中要提高其直流分断能力问题，尤其对于电压较高的直流电路电压，简单有效的办法是将多极断路器串联使用。 多极交流断路器串联有以下两个作用： (1) 在分断直流短路电流时，相当在电路中串联若干个电弧动态电阻，增加电弧电阻起到对短路电流的限流作用，同时也提高电弧的燃弧电压和减小电路的时间常数，从而可提高断路器的直流分断能力。 (2) 降低每一弧隙电压。例如，两极断路器串联在250 V 的直流电源中，每弧隙电压为125V ，减少了1/ 2 电压，即燃弧时，弧隙电弧减少了1/ 2 的能量，这样有利与电弧的熄灭。 7 直流应用电路 在直流应用时是否将交流断路器串联使用取决于直流工作电压和直流供电系统。首先要考虑的是直流电路电源电压但同时也要考虑直流供电系统的形式。IEC60898 ：222002 规定额定电压为230V 小型交流单极断路器在直流电路中使用时直流电源电压一般不能超过220 V ，> 220 V 直流电压应考虑断路器的二极串联使用。从更安全的角度上讲建议当直流电压为125 V 时使用二极串联使
隔离开关分类详细介绍 1. 隔离开关 隔离开关主要用来隔离电路。在分段状态下有明显可见的断口，在关合状态下，导电系统中可以通过正常的工作电流和故障下的短路电流。隔离开关没有灭弧装置，除了能开断很小的电流外，不能用来开断负荷电流，更不能开断短路电流，但隔离开关必须具备一定的动、热稳定性。 隔离开关的主要作用如下： (1) 在设备检修时,用隔离开关来隔离有电和无电部分,造成明显的断开点,倒修 的设备与电力系统隔离,以保证工作人员和设备的安全。 (2) 隔离开关和断路器相配合,进行倒闸操作,以改变运行方式。 (3) 用来开断小电流电路和旁(环)路电流。 (4) 用隔离开关进行500KV 小电流电路合旁(环)路电流的操作。但须经计算 符合隔离开关技术条件和有关调度规程后方可进行。 1.1 结构形式 1.1.1 隔离开关的分类 M0级隔离开关：具有1000 次操作循环的机械寿命，适合输、配电系统中使 用且满足一般要求的隔离开关。 M1级隔离开关：具有3000-5000 次操作循环的延长机械寿命的隔离开关， 主要用于隔离开关和同等级的断路器关联操作的场合。 M2级隔离开关：具有10000 次操作循环的机械寿命，主要用于隔离开关和同 等级的断路器关联操作的场合。 隔离开关分类见表1.1 表1.1隔离开关分类 分类方式类别 按装设地点的不同户内式、户外式 按支持绝缘子的数目单柱式、双柱式、三柱式
图 1.1 户内隔离开关结构（ GN2-10） 户外型隔离开关是以35kV 及以上电压等级，三相可实现单极独立安装，单相或三相同步操作形式。按其绝缘支柱的不同可分为单柱式、双柱式和三柱式。如图 1.2 所示。 按隔离开关的运动方式 水平旋转式、垂直旋转式、摆动式、插入式 按有无接地装置及附装接 地开关的数量不同 不接地、单接地、双接地 按极数 单极、三极 按操动机构 手动式、电动式、气动式、液压式 按使用性质 一般输配电用、快速分闸用、变压器中性点接地用 户内隔离开关： 通常是 35kV 及以下的电压等级， 三相一体装， 采用上下（垂 直）回转，以 GN 系列为主要代表。如图1.1 所示。
高压直流断路器的研究简述 文章综述了高压直流断路器的研究背景和应用现状，简要介绍了高压直流断路器在高压直流输电中的作用；高压直流断路器的主要性能指标以及高压直流断路器的种类及其原理结构；高压直流断路器灭弧方式的物理设计，重点说明了高压直流断路器的开断原理；对高压直流断路器进行了分类，并介绍了世界先进水平的高压直流断路器；总结了现今高压直流断路器研究的技术难题和未来的发展方向。 标签：高压直流输电；高压直流断路器；开断原理 1 概述 高压直流（HVDC）输电系统是由整流器、高压直流输电线路以及逆变器组成，其中整流器和逆变器统称为换流器。从结构上看，高压直流输电是交流-直流-交流形式的电力电子换流电路[1]。自从1954年瑞典哥特兰的世界上第一项高压直流输电工程投运以来，高压直流输电技术已经随着电力电子技术的突飞猛进而飞速发展[2]。高压直流输电系统主要有两个作用[3，4，5]：一是将频率不同或频率控制策略不同的交流系统联接起来；二是增长输电距离以及增大输电容量。我国现有的特高压直流示范工程有三个，分别是南方电网公司的云广±800kV 特高压直流输电示范工程，国家电网公司的向上±800kV特高压直流输电示范工程和锦苏±800kV特高压直流输电示范工程。与交流输电比较，直流输电主要有以下优点：输电损耗小、线路造价低；电压压降小；直流输电不要求与电网同步；可分期建设，提高投资效益[7]。高压直流输电工程的结构中，直流断路器是至关重要的设备之一。研制高压直流断路器主要需要突破三个难点[8，9]：一是直流输电电流没有过零点，增加断路器的灭弧的难度；二是直流输电回路的电感很大，而需要开断的电流往往也很大，导致直流断路器需承受巨大的能量；三是直流输电的过电压高。 2 高压直流断路器的基本构成和开断原理 2.1 高压直流断路器的基本构成 开断直流电流一直是高压直流输电系统中的重大难题之一。主要原因是直流电流没有自然过零点，必须强迫电流过零才能熄弧。另外在开断电流过零，电弧熄灭时，直流系统中仍存储着巨大的能量需要释放，这部分能量在断路器两端可能产生很高的过电压从而造成开断失败。 高压直流断路器的基本构成如图1所示[9]。 高压直流断路器是由：QB装置，振荡回路，耗能元件组成。QB装置通常采用传统的真空断路器和SF6断路器改造而成，QB装置为了获取较低的电弧电压，需要加装辅助回路，包括有源辅助回路和无源辅助回路两种。振荡回路用于
高压断路器：高压断路器它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等。 高压隔离开关：高压隔离开关是发电厂和变电站电气系统中重要的开关电器，需与高压断路器配套使用，其主要功能是：保证高压电器及装置在检修工作时的安全，起隔离电压的作用，不能用于切断、投入负荷电流和开断短路电流，仅可用于不产生强大电弧的某些切换操作，即是说它不具有灭弧功能；按安装地点不同分为，屋内式和屋外式，按绝缘支柱数目分为，单柱式，双柱式和三柱式，各电压等级都有可选设备。 高压负荷开关：高压负荷开关是一种功能介于高压断路器和高压隔离开关之间的电器，高压负荷开关常与高压熔断器串联配合使用；用于控制电力变压器。高压负荷开关具有简单的灭弧装置，因为能通断一定的负荷电流和过负荷电流。但是它不能断开短路电流，所以它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器来进行短路保护。 区别： 1、高压负荷开关是可以带负荷分断的，有自灭弧功能，但它的开断容量很小很有限。 2、高压隔离开关一般是不能能带负荷分断的，结构上没有灭弧罩，也有能分断负荷的隔离开关，只是结构上与负荷开关不同，相对来说简单一些。 3、高压负荷开关和高压隔离开关，都可以形成明显断开点，大部分断路器
不具隔离功能，也有少数断路器具隔离功能。 4、高压隔离开关不具备保护功能，高压负荷开关的保护一般是加熔断器保护，只有速断和过流 5、高压断路器的开断容量可以在制造过程中做的很高。主要是依靠加电流互感器配合二次设备来保护。可具有短路保护、过载保护、漏电保护等功能。
隔离开关 隔离开关主要用于隔离电路。分段状态下有明显的断口，导电系统在合闸状态下能通过正常工作电流和故障短路电流。 隔离开关无灭弧装置，既能切断负载电流，又能切断短路电流。但是，隔离开关必须是动态和稳定的。 隔离开关的主要功能如下： （1）设备检修时，用隔离开关将带电部分和非带电部分隔离，造成明显的断开点。逆向维修设备的力系是隔离的，以确保人员和设备的安全。 （2）隔离开关与断路器配合切换操作，改变操作方式。 （3）用于切断小电流回路和旁路（回路）电流。 （4）隔离开关用于闭合500kV小电流回路的旁路（回路）电流。但必须在计算满足隔离开关条件和有关调度规定后才能进行。 隔离开关牌子推荐 民熔电气 1.1结构形式 1.1.1隔离开关的分类
M0级隔离开关：机械寿命1000个工作循环，适用于输配电系统，满足一般要求。 M1级隔离开关：具有3000-5000个操作循环，以延长隔离开关的 机械寿命。主要用于隔离开关与同级断路器联动操作的场合。 M2级隔离开关：机械寿命10000个操作循环，主要用于隔离开关 与同级断路器联动操作的场合。隔离开关分类 见表1.1 表1.1隔离开关分类 户内隔离开关:通常是35kV及以下的电压等级,GN系列为主要代表。如图1.1所示。
图1.1户内隔离开关结构 (GN2-10)户外型隔离开关是以35kV及以上电压等级，三相可实现单极独立安装,单相或三相同步操作形式。按其绝缘支柱的不同可分为单柱式、双柱式和三柱式。 如图1 .2所示。
图1.2户外隔离开关结构 1.1.2隔离开关的结构隔离开关都是有开端元件、支持绝缘件、传动元件、基座及操作机构五个基本部分组成，其方框图如图1.3所示，示意图如图1.4。 图1.3隔离开关组成方框图
摘要 高压直流（HVDC）电网是解决可再生能源大规模接入的重要途径。发展高压直流电网对大规模电能的远距离输送、促进新能源的并网及消纳、提高区域交流互联电网的安全稳定性具有重要意义。而高压直流断路器是直流电网发展的瓶颈问题。本文分析了高压直流电网对高压直流断路器的需求；介绍了各种直流断路器的主要性能、基本构成、开断原理等。 关键词：高压直流输电，直流断路器，MRTB，ERTB，NBS，NBGS 前言 随着传统化石能源短缺和环境污染问题的不断加剧，以及风电、太阳能等可再生清洁能源的迅速发展，能够实现间歇式可再生能源大规模接入的多端高压直流输电系统，及其向HVDC电网方向的发展，越来越受到世界各国的关注。2008 年，欧洲提出超级智能电网(super grid)规划，旨在充分利用可再生能源的同时，实现国家间电力交易和可再生能源的充分利用；2011 年，美国提出了2030 年电网构想(Grid 2030)，即美国未来电网将建立由东岸到西岸、北到加拿大、南到墨西哥，主要采用超导技术、电力储能技术和更先进的直流输电技术的骨干网架。 中国风力资源丰富地区主要集中在东北、华北、西北等区域。但这些地区大多负荷水平较低、调峰能力有限，大规模风电就地利用困难，需要远距离大容量输送，并在大区以至全国范围内实现电量消纳。这对中国发展HVDC电网技术提出了迫切的需求。随着HVDC 输电技术向HVDC 电网的发展，对整个系统的可靠性和稳定、安全运行也提出了更高的要求。其中所面临的巨大挑战就是HVDC 电网中短路电流的开断问题。与交流系统相比，HVDC 电网中时间常数小，短路电流上升速度快，同时造成直流电压的跌落，甚至引起换流器和短路电流的失控，而且直流电流由于缺乏自然过零点而难以开断。能够实现快速切除或隔离短路故障的高压直流断路器已成为HVDC 电网发展的瓶颈问题。 一、直流电网发展对高压直流断路器的 需求 随着直流输电技术向HVDC电网的发展，对整个系统的可靠性和稳定、安全运行也提出了更高的要求，其中所面临的巨大挑战就是HVDC 电网中短路电
高压断路器自能灭弧技术的发展 作者：张文兵来源：西高所研发中心发布时间：2006-12-14 浏览次数：3963 目前很多生产中压开关设备的企业，其中不少是有实力的民营或股份制企业开始越来越关注126kV级以上产品的发展，很多厂家都有在高电压领域一展身手的想法，但大家对高压领域无论是产品的技术发展还是市场行情了解得不是太多，本文拟在结合西高所今年来开发的几个产品，特别是从灭弧技术和断路器的研制入手，向大家简要介绍了目前我国高压领域发展的概况。 1．市场分析 根据行业协会2004年年鉴，下表呈示了2003年72.5kV及以上高压断路器的产品产量。 2003年72.5kV及以上高压断路器的产品产量单位: 台 电压等级750 363 252 126 72.5 SF6断路器73 22 769 4010 481 GIS 511 1494 少油断路器 1 58 78 考虑到一些合资或外资企业未参加行协的统计，椐不完全估计截止2003年目前国内市场的 126kV以上产品的总需求量为10000台套左右（含GIS），其年产值约60-70亿元左右，约占整个高压开关总市场容量的1/4～1/3。其中126kV领域的产品产值约30亿元，供应偏紧。目前国内能进行126kV级以上产品生产的企业不足20家，有规模的且能生产252kV级以上产品的企业更是凤毛麟角。可以说，高压产品在近几年里还有一定的市场空间和利润空间。但生产高压产品所必须进行的在厂房、设备、技术、品牌战略等方面的高投入，依然是使不少企业彷徨不定或难以介入的高门槛。 2．自能灭弧的技术发展 对于六氟化硫断路器灭弧原理的发展而言，20世纪90年代无疑是一个重要的时期。在这期间，126kV及以上级的自能式灭弧原理得到了蓬勃的发展和广泛的应用，它与传统的压气式断路器相比，操作功大大减少，因而可配用维护方便的轻型弹簧操动机构，机械应力小，大大提高了机械可靠性及机械寿命，减轻了重量。从而使自能式六氟化硫高压断路器在轻量化、小型化、机械可靠性等特性上有了显著的优势，体现出高压断路器的进步。故采用自能式灭弧原理的断路器，被称为继双压式、单压式后的第三代断路器，是六氟化硫断路器发展史上的一次革命。它的出现迅速被用电部门所接受，具有良好的发展前景。 西安高压电器研究所对自能灭弧技术的研究始于八十年代中期，当时主要在中压产品上进行了旋弧+热膨胀灭弧室的研究，并成功开发了LN2-10和LN2-35系列的SF6断路器。96年以后，开始进