气体绝缘金属封闭开关设备设计原理及故障研究

气体绝缘金属封闭开关设备设计原理及故障研究

沙云辉 华锋锋

山东电工电气日立高压开关有限公司 济南市 250100

摘要：气体绝缘金属封闭开关能够对电气设备进行自动控制，提高开关的安全操控能力，该系统主要是由A/D转换模块、预处理机模块，开关主控模块和断电复位模块等，通过有效控制系统的硬件来对电气开关进行集成设计和调试。气体绝缘金属封闭开关广泛运用在智能断电控制和安全熔断设计中，通过该开关能够有效的对过载电路进行保护，保障电气系统的用电安全避免电路过载，导致电气设备出现损坏。气体绝缘金属封闭开关能够对电气管理进行安全防护，能够有效的提高电气系统工作的稳定性，该系统的工作原理主要是通过电脉输送信号，从而提高电气系统的安全防护能力，这对于气体绝缘金属封闭开关自动控制有着重要的意义。

关键词：气体绝缘金属封闭开关设备；设计原理；故障

前言

随着我国电气系统的不断发展，社会对于电力精确控制提出了更高的要求，气体绝缘金属封闭开关能够广泛应用在电气安全设计过程中，同时对电路进行有效的保护，避免电路过载对电气设施造成相应的破坏。 气体绝缘金属封闭开关主要是将电脉信号进行相应的控制和放大，采取DSP数字处理芯片进行气体转换，这样能够有效的对电力进行控股，提高电力系统的安全防护能力，有效的控制电力。气体绝缘金属开关设备在运用的过程中需要结合计算机控制方法，利用计算机技术有效地对电器进行自动控制，因此气体绝缘金属封闭开关设计越来越受到人们的重视和关注。

1. 系统总体设计

气体绝缘金属封闭开关电梯自动控制系统主要是利用电压对电源进行开关检测，基于模拟信号的预处理功能，对断电信息进行采集，通过设计电源的气体绝缘金属封闭开关自动控制系统，导致过载电气免遭到破坏后损坏。气体绝缘金属封闭开关电气自动控制系统主要是先输出±Vs 的钟信号电平，同时在缓冲区中将电流进行缓冲，整流电路负载电容为 Vm=VS-VCE，这样就能够有效的控制气体绝缘金属封闭开关的输出功率以及负载功率，通过这些稳定的功率就能够将气体绝缘金属封闭开关进行调控，有效的对电流进行输出。

2. 气体绝缘金属封闭开关设备故障因素分析

1. 压力因素

气体绝缘金属封闭开关设备首先会受到气体压力这个因素的影响，一旦气体压力在稳定度以下，气体的绝缘强度也会随之下降，从而造成封闭开关设备承受电压能力下降的问题。气体绝缘金属封闭开关设备在设计过程中要保证漏气率少于1%，行业内也需要使用不锈钢板并且需要通过激光焊接形成设备，在封闭开关设备内部可以采取SF6捡漏仪对出现漏气的区域进行扫描和焊，这样能够保证整个设备和仪器对气体进行有效的控制，从而保证气室的风力性，导致气体的压力不会出现较大幅度的变化。

2. 电场因素

气体绝缘金属封闭开关设备的绝缘强度会由于电场不均匀而出现波动，随着电场不均匀程度的增加气体，绝缘金属开关的击穿场强也会相应的下降，金属封闭开关也需要利用电压巴申定律，该定律能够有效的控制电压和气压间隙，在很小范围内通常会使用该定理。气体绝缘金属封闭开关设备不能简单的靠圈大间隙来提高机圈电压，同时还需要改善气体绝缘金属开关的结构，这样才能够有效的保证电场的均匀性，避免气体绝缘金属封闭开关出现故障。

3. 纯度因素

气体绝缘金属封闭开关会由于杂质的因素影响到气体的纯度，近几年绝缘金属封闭开关的纯度越低，绝缘强度也会越低，因此在设计的过程中还需要考虑到气室结构的装修和配置，同时还需要对气体绝缘金属封闭开关设备进行加工和维护，保证气体室的清洁条件，同时还需要适当的在开关设备中放置相应的干燥剂，比降低汽水的含水分量，同时还需要注重气孔的密度。

4. 电极粗糙度

气体绝缘金属封闭开关设备的强度会随着电极表面粗糙度的增加而增加，但是这种情况可以通过改善，例如可以通过老练的方式对气体间隙进行多次重复放电，通过燃烧的方式来对杂质进行排除，从而使间隙的击穿电压提高，除此之外，还可以在电极表面覆盖相应的绝缘薄层，这些绝缘层能够增加电极表面的光洁度，从而对封闭开关设备进行相应的检验，提高了封闭开关设备的绝缘强度。

5. 压力差因素

气体绝缘金属封闭开关的设备会由于气室内部的气压与标准大气存在差别，从而影响到气体绝缘金属封闭开关的质量，因此需要对气体绝缘金属封闭开关进行全面设计，这样能够提高气体绝缘封闭开关设备的承受压力来计算气势的刚度。因此，气体绝缘金属封闭开关可以通过加强钢筋强度的方式来提高，另外还有气室摆件的厚度，钢筋布置，位置和截面都是需要进行分析和计算的。

3. 杜绝气体绝缘金属封闭开关设备故障的设计

1. 断路器分闸特性分析

一方面，可以通过真空灭弧室确定复杂特性的曲线，同时还需要设计传动机构的设计方案设计方案，能够断开断路器的触头，同时解决触头变直和传动效率提升的问题，另一方面，可以分析气体绝缘金属封闭开关的运动，在操作机构下将触头和大轴运动的匹配进行传输分析出分闸的速度，同时还需要完善触头簧以及分闸簧的能量，通过输出大轴和冲撞速度曲线来缓冲见习，这也会成为气体绝缘金属封闭开关设计的基础。

2. 断路器合闸特性分析

一方面，气体绝缘金属封闭开关需要根据触头簧和分闸簧的动力来判断操作机构，同时需要确定负载特性的曲线。另一方面，还需要确定传动机构的设计方案，需要确保出头在触碰之后就能够可靠的运动，同时还需要满足断路器触头的合闸速度，从而降低机械的动力和冲击。最后，气体绝缘金属封闭开关设备，还需要通过快速核查的方式，缩短击穿的时间，同时降低触头的磨损量，分析临界反弹的核查速度，从而来解决气体绝缘金属封闭开关出现的故障问题。

3. 检修与事故处理

气体绝缘金属封闭开关设备是一种以免维护为目标而设计制造的产品，在使用的过程中经常会出现损坏，因此保修和检修都是非常简单的，需要按照一定的周期和规范进行。例如冲击部分一般需要进行维修，同时还需要将动作检修放在结体检修的过程中，每三年实行一次，另外若是设备出现异常或者实际动作次数达到规定的过程中，需要进行临时检修，若是在检修过程中一旦发现故障就需要查清原因，并且需要对开关设备进行有效的处理，这样才能够在处理的过程中更好的控制封闭开关设备的运行。

4. 结语

综上所述，在电力配网系统中，气体绝缘金属封闭开关作为配电设备，在应用的过程中需要保证开关的质量，因为直接关系到电力系统的安全运行。在社会生产过程中，电力安全是基础，气体绝缘金属封闭开关设备就是安全生产防御的重点，因此需要全面优化气体绝缘金属封闭开关的措施，提高开关设备的产品质量，在此基础上 降低成本和能耗就是气体绝缘金属封闭开关设备不断研究的重点，这也是提升金属开关不断发展的关键。

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