高压电器
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1 基本内容
在高压电器产品样本、图样、技术文件、出厂检验报告、型式试验报告、使用说明书及产品中,常采用各种专业名词术语,它们表示产品的结构特征、技术性能和使用环境。了解和掌握这些名词术语可为工作带来许多便利,现将高压电器常用的名语术语作一介绍。
一、高压开关设备术语
1. 高压开关——额定电压 1kV 及以上主要用于开断和关合导电回路的电器。
2. 高压开关设备——高压开关与控制、测量、保护、调节装置以及辅件、外壳和支持件等部件及其电气和机械的联结组成的总称。
3. 户内高压开关设备——不具有防风、雨、雪、冰和浓霜等性能,适于安装在建筑场所内使用的高压开关设备。
4. 户外高压开关设备——能承受风、雨、雪、污秽、凝露、冰和浓霜等作用,适于安装在露天使用的高压开关设备。
5. 金属封闭开关设备;开关柜——除进出线外,其余完全被接地金属外壳封闭的开关设备。
6. 铠装式金属封闭开关设备——主要组成部件 ( 例如断路器、互感器、母线等 ) 分别装在接地的金属隔板隔开的隔室中的金属封闭开关设备。
7. 间隔或金属封闭开关设备——与铠装式金属封闭开关设备一样,其某些元件也分装于单独的隔室内,但具有一个或多个符合一定防护等级的非金属隔板。
8. 箱式金属封闭开关设备——除铠装式、间隔式金属封闭开关设备以外的金属封闭开关设备。
9. 充气式金属封闭开关设备——金属封闭开关设备的隔室内具有下列压力系统之一用来保护气体压力的一种金属封闭开关设备。
a. 可控压力系统; b. 封闭压力系统; c. 密封压力系统。
10. 绝缘封闭开关设备——除进出线外,其余完全被绝缘外壳封闭的开关设备。
11. 组合电器——将两种或两种以上的高压电器,按电力系统主接线要求组成一个有机的整体而名电器仍保持原规定功能的装置。
12. 气体绝缘金属封闭开关设备——封闭式组合电器,至少有一部分采用高于大气压的气体作为绝缘介质的金属封闭开关设备。
13. 断路器——能关合、承载、开断运行回路正常电流、也能在规定时间内关合、承载及开断规定的过载电流 ( 包括短路电流 ) 的开关设备。
14. 六氟化硫断路器——触头在六氟化硫气体中关合、开断的断路器。
15. 真空断路器——触头在真空中关合、断的断路器。
16. 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。
17. 接地开关——用于将回路接地的一种机械式开关装置。在异常条件(如短路下,可在规定时间内承载规定的异常电流;在正常回路条件下,不要求承载电流。
18. 负荷开关——能在正常回路条件下关合、承载和开断电流以及在规定的异常回路条件(如短路条件)下,在规定的时间内承载电流的开关装置。
19. 接触器——手动操作除外,只有一个休止位置,能关合、承载及开断正常电流及规定的过载电流的开断和关合装置。
20. 熔断器——当电流超规定值一定时间后,以它本身产生的热量使熔化而开断电路的开关装置。
21. 限流式熔断器——在规定电流范围内动作时,以它本身所具备的功能将电流限制到低于预期电流峰值的一种熔断器。
22. 喷射式熔断器——由电弧能量产生气体的喷射而熄灭电弧的熔断器。
23. 跌落式熔断器——动作后载熔件自动跌落,形成断口的熔断器。
24. 避雷器——一种限制过电压的保护电器,它用来保护设备的绝缘,免受过电压的危害。
25. 无间隙金属氧化物避雷器——由非线性金属氧化物电阻片串联和 ( 或 ) 并联组成且无 或串联放电间隙的避雷器。
26. 复合外套无间隙金属氧化物避雷器——由非线性金属氧化物电阻片和相应的零部件组成且其外套为复合绝缘材料的无间隙避雷器。
二、特性参量术语
1. 额定电压——在规定的使用和性能的条件下能连续运行的高电压,并以它确定高压开关设备的有关试验条件。
2. 额定电流——在规定的正常使用和性能条件下,高压开关设备主回路能够连续承载的电流数值。
3. 额定频率——在规定的正常使用和性能条件下能连续运行的电网频率数值,并以它和额定电压、额定电流确定高压开关设备的有关试验条件。
4. 额定电流开断电流——在规定条件下,断路器能保证正常开断的大短路电流。
5. 额定短路关合电流——在额定电压以及规定使用和性能条件下,开关能保证正常开断的电大短路峰值电流。
6. 额定短时耐受电流 ( 额定热稳定电流 ) ——在规定的使用和性能条件下,在确定的短时间内,开关在闭合位置所能承载的规定电流有效值。
7. 额定峰值耐受电流 ( 额定热稳定电流 ) ——在规定的使用和性能条件下,开关在闭合位置所能耐受的额定短时耐受电流个大半波的峰值电流。
8. 额定短路持续时间 ( 额定动稳定时间 ) ——开关在合位置所能承载额定短时耐受电流的时间间隔。
9. 温升——开关设备通过电流时各部位的温度与周围空气温度的差值。
10. 功率因数 ( 回路的 ) ——开关设备开合试验回路的等效回路,在工频下的电阻与感抗之比,不包括负荷的阻抗。
11. 额定短时工频耐受电压——按规定的条件和时间进行试验时,设备耐受的工频电压标准值(有效值)。
12. 额定操作(雷电)冲击耐受电压——在耐压试验时,设备绝缘能耐受的操作 ( 雷电 ) 冲击电压的标准值。
三、操作术语
1. 操作——动触头从一个位置转换至另一个位置的动作过程。
2. 分(闸)操作——开关从台位置转换到分位置的操作。
3. 合(闸)操作——开关从分位置转换换到合位置的操作。
4. “合分”操作——开关合后,无任何有意延时就立即进行分的操作。
5. 操作循环——从一个位置转换到另一个装置再返回到初始位置的连续操作;如有多位置,则需通过所有的其他位置。
6. 操作顺序——具有规定时间间隔和顺序的一连串操作。
7. 自动重合(闸)操作——开关分后经预定时间自动再次合的操作顺序。
8. 关合(接通)——用于建立回路通电状态的合操作。
9. 开断(分断)——在通电状态下,用于回路的分操作。
10. 自动重关合——在带电状态下的自动重合(闸)操作。
11. 开合——开断和关合的总称。
12. 短路开断——对短路故障电流的开断。
13. 短路关合——对短路故障电流的关合。
14. 近区故障开断——对近区故障短路电流的开断。
15. 触头开距——分位置时,开关的一极各触头之间或具连接的任何导电部分之间的总间隙。
16. 行程触头的 ——分、合操作中,开关动触头起始位置到任一位置的距离。
17. 超行程——合闸操作中,开关触头接触后动触头继续运动的距离。
18. 分闸速度——开关分(闸)过程中,动触头的运行速度。
19. 触头刚分速度——开关合(闸)运程中,动触头与静触头的分离瞬间运动速度。
20. 合闸速度——开关合(闸)过程中,动触头的运动速度。
21. 触头刚合速度——开关合(闸)过程中,动触头与静触头的接触瞬间运动速度。
22. 开断速度——开关在开断过程中,动触头的运动的速度。
23. 关合速度——开关在开断过程中,运触头的运动速度。
1.高压电器设备在检修时的质量控制
高压电器设备的检修人员须经专业训练,熟悉设备内部结构;使用单位的专业技术人员必须编制切合实际的检修工艺规程。高压电器设备解体检修,应在大气湿度低于60%的干燥天气进行,同时注意防止灰尘、杂质和水分侵入其内部,必要时不断地向检修的气室通入干燥的热空气,以保持内部干燥。
2. 异常声音分析判断
高压电器设备内部放电声类似小雨点落在金属壳上的声音,由于局部放电声频率比较低,且音质与其噪音也有不同之处,有时必须将耳朵贴在外壳上才能听到;如果是放电声微弱,分不清放电声来自电器内部还是外部,或者无法判断是否放电声,可通过局部放电测量、噪音分析方法,定期对设备进行检查。[1]
3.高压电器使用中的人身安全防护
(1)室内SF6高压电器,应注意与主控室之间作气密性隔离;
(2)SF6设备室内必须装设通风设备,进入室内先通风;
3 检测
高压电器检测技术难度大、要求高、资金投入大,国内具有高压电器检测能力的领先企业主要有西高院、武高所、沈高所和电科院等几家机构,行业呈现寡头垄断特征。这四家机构成立时间较长,基本都有40、50年的检测经验,积累了大量的技术和经验,其他机构难以在短期内超越。同时,高压电器检测设计、建设难度较大,通常建立高压电器检测实验室所需时间较长,西高院完成高压电器实验室三期工程建设就花了17年的时间。
??? 一、西安高压电器研究院有限责任公司
??? 西高院创建于1958年,是我国“一五”期间国家156项重点建设项目之一,是中国西电的子公司,主要从事高压电器产品试验检测与试验技术研究、产品开发研究和高压交、直流输电工程成套设备系统研究工作。西高院具备对开关设备、变压器、电抗器、互感器、避雷器、熔断器等设备进行型式试验、例行试验、性能试验及认证试验的条件,其典型试验能力为:14kv/200kA、40.5kv/50kA三相直接试验;363kv/63kA三相合成试验、1100kv/120kA单相合成试验;交流1100kv及直流±1100kv设备的绝缘试验; 500kv/240MVA突发短路试验;±1100kv/7000A的直流换流阀运行试验。
??? 二、武汉高压研究所
??? 武高所始建于1974年,是国家电网公司直属检测机构,即现在的武汉南瑞,主要从事特/超高压输变电技术、高电压试验与测试技术、高电压大电流计量标准与测试技术的研究与开发,协助国家电网公司有关部门对运行设备进行事故分析。国家高电压计量站也设在武高所内,是由国家质量监督检验检疫总局授权开展全国高电压大电流计量检定任务的国家法定计量机构,建有高电压、大电流国家标准,担负着全国高电压、大电流标准量值传递工作。
??? 三、机械工业高压电器产品质量检测中心(沈阳)
??? 沈高所始建于1958年,具备对高压电器产品进行综合检验的能力,主要承担高压电器产品的技术检测服务。沈高所的高压检验室拥有1600kv工频试验成套装置和4800kv冲击电压发生器,可满足7.2kv-550kv电压等级高压电器产品的各种绝缘性能检验要求。
??? 对这四家领先高压电器检测企业进行比较:西高院、武高所、沈高所成立时间较长,经验较丰富,人才和技术积累较强,在国内具有较高的知名度;但西高院、武高所、沈高所属于国有体制,机制没有民营企业灵活,产业扩张的动力不足;其中只有电科院属于真正意义上的第三方检测机构,西高院、武高所、沈高所还同时承担着研发、生产的任务,这对于其他企业的高压电器检测存在着一定的利益冲突;我国华东地区高压电器产值占全国总产值的比例超过50%,高压电器体积较大,长距离运输进行实物检测的成本较高,电科院是长江以南地区一家可从事高压电器关键检测项目的机构,具有明显的地域优势。[2]
据(2014-2018年中国时间继电器行业发展趋势预测与投资战略研究报告)中显示:由于电器检测行业“产出品”为无形的检测数据,且提供电器检测服务需雄厚的技术实力和资金支持,因此电器检测行业形成了不同于商品制造业及传统服务业的行业特有经营模式。国内电器检测机构的经营模式主要可分为以下三类:
(1)依托于电器制造商的经营模式
电器检测技术含量高,设备投资较大,与电器制造生产的过程密切相关。目前国内大部分电器检测机构是由电器制造商初的产品检测实验室发展而来,从主要为其自身产品提供检测服务发展到可对外开展检测经营业务。
该模式的优势:可以获得电器制造商在技术、资金、人员、品牌甚至是市场等方面的大力支持。电器检测业务本身经营压力较小,其不但可对外开展检测业务,同时也为电器制造商产品的生产和研发提供检测支持。
该模式的劣势:检测业务的经营策略容易受到电器制造业务的影响,市场竞争意识不强,利益独立性难以获得其他电器制造商的认可。
(2)依托于多元化检测机构的经营模式
自我国开始建设市场经济以来,作为市场经济重要组成部分的检测行业从无到有,获得了极大的发展。特别是加入WTO后,我国检测行业发展迅速,形成了一批管理规范、技术实力较强的检测服务机构。依托于多元化检测机构的经营模式即指在规模较大的、以多元化为经营策略的检测服务机构的业务体系中,包含着电器检测业务。
该模式的优势:可以实现多种检测业务的协同发展,共享公司整体品牌资源,共享公司运营管理体系,有利于分散检测机构的单一业务风险。
该模式的劣势:与一般产品的检测业务相比,电器检测业务技术含量高,设备投资巨大,电器检测业务的资源投入往往受到其他检测业务的牵制,难以取得行业领先的技术水平和检测业务规模。
(3)独立第三方电器检测经营模式
不同于多元化经营的检测机构,该种经营模式以电器检测业务为主要经营业务,且独立于任何生产制造商或电器使用部门。
该模式的优势:立场独立,符合国际主流,容易获得各方的认可和信赖;专业化经营,有利于在电器检测业务方面的持续投入,取得行业内领先的检测技术和行业地位。
该模式的劣势:如果不能持续获得技术突破和维持领先的行业地位,则面临的经营风险难以被有效分散。
?近年来,中国高压开关价格急速下降,企业产值和利润也随之快速下降。中国西电电气股份有限公司发布的2012年半年业绩预告显示,其归属于上市公司股东的净利润亏损在1.5亿元左右;平高电气一季度报显示,其报告期内营业总收入约为2.66亿元,比上年同期有所增加,但归属于上市公司股东的净利润仍亏损约5286.8万元。利润下降如此快,与产能过剩引起竞争加剧,原材料、人力等成本上升和国家电网公司集中招投标带来产品销售价格下降不无关系。
面对我国高压开关行业的发展困境,国家能源局能源节约和科技装备司司长李冶表示,这主要是国内外经济下行趋势和产业产能过剩相遇造成的。
“国家能源局认为,首先应该引导、帮助行业企业开拓新市场。”他说“两三年前,我说过国内开关企业产品太单一,每年生产的都是那些产品,没有创新能力。而且没有把握住新能源快速发展等市场机会。实际上,冶金、化工、新能源、轨道交通等行业都有新产品需求。”
其次,他指出,国家重点工程的招标采购还是要立足国产化。此前展开的特高压工程国产化大大带动了国内电气制造业的发展,要继续推进自主创新和设备国产化。
再次,应该下大力气建立符合中国国情、同时符合市场规律的电气产品质量管理制度、体系。近几年,随着技术进步、产能增加,质量问题有所抬头,过去已经多年注意的常规性问题也出现反复。
而在企业看来,在当前市场环境下,唯有内部挖潜才能持续发展。显然,不同企业所选择的路应该是不同的。对于那些面临着巨大生存压力的企业而言,如何活下来是位的,保证销量和合理利润是首要手段;而对于尚有余力的企业来说,确实应该考虑下一步的努力方向,产品多元化、高端化或许是个不错的选择。


