综述高压开关设备智能化发展

    摘要：探讨了传感技术、微机处理技术、状态监测和故障诊断技术在高压开关设备智能化中的作用，分析了应用于高压开关设备中新技术的特点，综述了气体绝缘全封闭组合电器、重合器、熔断器、断路器和开关柜等开关设备智能化水平。展望了高压开关设备的智能化的发展趋势。

    关键词：开关；智能化；状态监测

    引言

    随着科学技术的不断进步，出现了学科交叉渗透和交叉学科，以及边缘学科大量涌现的现象，21世纪科学技术将进一步趋向整体化、交叉化、综合化和定量化。这些变化为电气学科的发展提供了有利的环境，推动了高压开关设备向智能化方向发展。相当多的中、高压断路器以及气体绝缘全封闭组合电器（GIS）智能化程度的不断提高，将使供电可靠性提高、监测能力增强、恢复供电加快、运行维护更经济、方便，并能及时、有效、自动地完成各种功能控制［1］；由于传感技术的发展，人们可利用光纤和微电子元件解决高电压隔离和传感器系统内部小型化问题，而微处理技术可完成智能判断功能。综合运用这两项技术可实现高压开关设备的状态检测和故障诊断，从而提高高压开关设备的智能化水平。本文将对高压开关设备中采用的新技术以及高压开关智能化发展的趋势进行分析和综述。

    2 高压开关设备智能化中的新技术

    2．1现代传感技术

    以往电力系统中作为测量和保护用的互感器普遍使用电磁式的，随着现代电力系统电压的升高和容量的增长，某些复杂的继电保护装置不仅能反映短路电流的大小，还能反映相位和波形，甚至反映电流的突变率，因而使用传统的电磁式互感器已不能满足目前高压开关设备多功能的需要，这就对现代传感器技术提出了更严格的要求。随着现代光纤技术的发展，基于法拉第旋光效应的光电互感器和光电传感器（OCT）相继出现，图1为日本Nisi－Nagoya电站目前使用的OCT结构示意图［2］。初级线圈环绕在套于高压母线的环型磁芯上，螺线管与初级线圈产生的磁场方向平行，法拉第传感器沿着螺线管轴线方向安装于螺线管内，一个法拉第螺线管可同时连接多个带有磁芯的线圈，该螺线管具有磁场屏蔽功能。初级线圈产生的电流用来形成螺线管中的磁场，而螺线管中安装的法拉第元件作为传感器将该电信号转换成光信号。该类型OCT产品应用于275kV变电站的故障定位监测系统中，被测电流高达50kA，可在－20～＋80℃的温度范围内使用，精度为1．5％，可满足故障定位系统要求。

    目前已投入使用的光学电流互感器由于测量范围宽、绝缘简单可靠、无磁饱和、无二次开路危险、抗电磁干扰能力强、体积小、重量轻、安装运输方便、易于同微机保护接口等优点，已在高压开关设备中得到应用。

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