【摘要】分析了中压断路器的世界发展历程，强调了我国中压真空断路器的强劲发展势头，描述了真空断路器的最新发展(包括真空灭弧室技术的进步，真空断路器固封极柱，真空断路器的操动机构)，最后介绍了国外典型企业及真空断路器产品。 【关键词】中压 真空 断路器 灭弧室 固封极柱 操动机构 1 中压断路器的世界发展历程 1977年，世界上确立了中压无油开关的地位。在这之前，中压断路器主要是多油和少油断路器，后来无油开关在12～40.5kV占主导地位，其产量超过了油开关。大约从1977～1988年的10年间，作为无油开关两大支柱的真空断路器和SF6断路器开展了旷日持久的论战，论战的核心是真空开关优越，还是SF6开关优越，是应发展真空开关还是SF6开关。
因为当时有的大公司专门生产SF6开关，如当时的法国MG公司和Alsthom公司及瑞士的BBC公司，又有的大公司专门生产真空开关，如当时的英国GEC公司、美国的西屋公司、日本的东芝、三菱、日立、明电舍等公司。论战在国际配电网会上和专业杂志上。论战的结果是谁也没有压倒谁，两者都得到了发展，可以说是双赢。但从论战中，双方都看到了对方的长处，特别是原来单一生产SF6开关的厂家，接受了真空开关技术，才有了后来的产品转型，特别是BBC公司(现ABB公司)接收了专门生产真空开关的德国Calor-Emag公司，使之ABB公司既有SF6开关产品又有真空开关产品，而且到1999年，真空开关产量后来赶上并超过SF6开关产品。今日之ABB公司在中国的厦门ABB开关有限公司，其真空开关产量多年位居中国真空开关产量之首，如2006年生产VD4真空断路器31239台，2007年生产34592台。 在我国，上世纪70～80年代，一直生产少油断路器，其中SN10型少油断路器为主导产品，并到1983年，研制出SN10-35型少油断路器，使SN10少油断路器从12～40.5kV构成一个完整的系列。但针对国外已进入无油化开关时代，中压开关无油化的呼声在国内日渐高涨。1983年高压电器技术情报网在国内掀起中压开关无油化浪潮，引入国外无油化进程，大量介绍无油代最新产品――SF6开关和真空开关。1992年，电力部门开会，推广使用真空开关。到1997年，我国无油开关(包括SF6开关和真空开关)产量之和在12～40.5kV电压等级中均超过油开关，至此，我国基本上实现了无油化，确立了中压无油开关的主导地位。
但作为无油开关，两大支柱的真空开关和SF6开关在从上世纪90年代至今的发展中，真空开关越来越占上风，其发展远远超过SF6开关。真空开关产量大，生产厂家多，如2007年12kV真空断路器产量高达412881台，生产厂家140家，而12kV SF6断路器产量仅5750台，生产厂家仅12家。为什么真空开关在我国如此受宠，原因有多方面，笔者以为主要是电力部门大力推广，而SF6气体被定为受限制的温室气体，客观上支持了真空介质，更为重要的原因是真空开关技术取得了长足的进步，为用户提供了很大的选择空间。关于这方面，笔者在其他地方有更详细论述。 从世界上真空开关的发展历程看，过去美国Jennings、GE、Westinghouse等公司和英国GEC，Interrupter等公司(现为Areva公司)最先开发出真空开关，紧跟其后的是日本(三菱、东芝、日立、明电舍)和德国(ABB和Siemens)。近年来大力发展真空开关的是中国。如上所述，中国2007年生产12kV真空断路器412881台，生产企业达140家。其产量和企业居世界之首。 从世界真空灭弧室和真空断路器的产量看，自1980年以来，世界对真空断路器的需求剧增。2004年，全球(不包括中国)有近120万只真空灭弧室用于中压断路器。2005年，ABB、Eaton、Areva和Siemens中压真空灭弧室超过80万只。东芝已生产灭弧室累计超过300万只，中国宝光真空电器股份公司生产真空灭弧室总数也已超过200万只。其他公司累计产量为100万～150万只。 2 我国中压真空断路器的强劲发展势头 我国在中压领域真空断路器已占主导地位。特别在12kV级，中压真空断路器产量大且生产厂家多。以2007年为例，12kV真空断路器产量412950台，较上年(318448台)增加了94502台，增长率为29.68％。生产企业140家，较上年新增13家。产量在10000台以上的企业9家(其中华东区6家，中南区1家，西北区1家，华北区1家)，其产量合计163023台，占行业产量的39.48％，较上年提高1.5个百分点。产量排前3位企业为厦门ABB开关有限公司(34592台)、华仪电器集团有限公司(29844台)、日升集团有限公司(19944台)。 在40.5kV级，2007年真空断路器产量34434台，远远超过SF6断路器产量(8357台)。40.5kV真空断路器产量34434台，较上年(27450台)增加6984台，增长率为25.44％。生产企业70家，较上年增加9家。产量在1000台的企业7家(其中华东区5家，中南区1家，西北区1家)。其产量合计18010台，占行业产量的52.3％。产量最高的企业为江苏东源电气集团有限公司(6748台)。
2007年12～40.5kV真空断路器产量总计447313台。 在真空灭弧室方面，2007年生产40.5kV真空灭弧室57050只，较上年(41450只)增加15600只，增长率37.6％，生产企业7家。产量最高的企业是成都旭光电子股份有限公司(17692只)。12kV真空灭弧室产量1179719只，较上年(785027只)增加了394692只，增长率50.3％。生产企业13家，较上年增加3家。产量最高的企业是陕西宝光集团有限公司(218508只)。 总之，在12kV级，真空断路器的发展势头强劲，占有绝对优势，但在40.5kV级，真空断路器与SF6断路器相辅相成。SF6断路器也有一定发展空间，如2007年SF6断路器产量为8357台。较上年增加594台，增长率为7.7％。SF6断路器有其开断特点，特别在投切电容器组方面有其优势。 这里还要提到24kV开关电器的问题。进入2008 年，24kV开关产品大量涌入实验室。据国家高压电器质量监督检验中心初步统计，共接收42个24kV产品，占总委托量的12.8％。其中负荷开关及环网柜19个，断路器9个，断路器柜14个，预计今年后半年24kV产品的试验委托量将会增加更多。 从24kV开关产量看，呈现出明显增长的势头。根据2007年高压开关年鉴，2007年生产24kV SF6断路器11台(0)，真空断路器795台(15台)，C-GIS216间隔(0)，开关柜621面(334面)，隔离开关4800组(399组)，熔断器813440只(0)，真空灭弧室4412只(4270只)。[注：括弧内数字为2006年产量]。24kV开关产量的迅猛增长，这与国网公司去年提出推广24kV配电电压等级密切相关。 去年，国网公司“关于推广20kV电压等级的通知”引起特别关注，20kV电压等级很快升温。随着我国经济社会和电网的发展，10kV配电系统逐渐出现容量小、布点密、通道多、损耗大等问题。特别负荷密度较大的地区尤为严重。20kV电压等级供电的应用，有助于降低网损、减少资源损耗、节约土地资源、优化电网结构和提高电网安全运行水平等。 江苏省根据通知精神，率先在省内13个市推广20kV电压等级试点供电项目，国内很多地区的配电已采用了20kV电压等级，如苏州工业园、昆山南亚公司(台湾独资橡胶企业)、上海轨道交通工程、辽宁本溪南芬地区66／20kV系统8条20kV出线等。国内许多城市还对20kV电压等级进行了可行性分析论证，如京津两城市部分地区、云南昆明的“新机场”、广东佛山南海等地区。20kV配电压的推广，必然为24kV开关设备提供了更大市场。 国内企业已看好20kV供电设备市场，加大了20kV开关设备的开发力度，如江苏扬州北辰电气设备公司组织开发了24kV真空断路器、24kV开关柜及24kV户外柱上SF6负荷开关三个新产品，2008年1月19日拿到国家高压电器质量监督检验中心《型式试验报告》，紧接2月2日就拿到了和客户签订的551万元24kV开关柜工程设备订单。 从全球看，我国已进入真空断路器生产大国的行列，已成为中压真空断路器的王国。 中压真空断路器为什么能主宰市场，在中压领域走红，究其原因有很多方面，笔者以为主要原因有三：一是电力部门推广真空开关。1992年电力部门开始向用户推广真空开关。经过10多年的努力，制造厂家积累了丰富的制造经验，产品性能和质量不断提高，用户也积累了丰富的运行经验，真空开关受到用户青睐；二是SF6气体于1997年在京都议定书上被定为6个受限制的温室气体，虽然SF6气体对温室效应的影响仅占0.1％，但它有潜在的危险，这样，原作为中压两大支柱之一的SF6断路器的发展受到限制，客观上促进了真空断路器的发展；三是更为重要的原因，真空开关在性能上和可靠性上有了很大发展，能满足各种用户的不同要求，而且开发出各种专用型和多功能型真空断路器产品，给用户提供了很大的选择空间。目前真空断路器的极柱从空气绝缘→复合绝缘→固封绝缘。灭弧室制造上推行一次封排工艺，不仅提高了产量，而且提高了质量。从触头结构看，从横磁场发展到纵磁场，大大有利于开断性能的提高。真空断路器从功能上也有很大转变，从单一开断功能，发展到开断→隔离→接地等多功能。 基于以上原因，真空断路器在我国中压领域发展强劲，产量大，生产厂家多，用户青睐。 3 中空断路器的最新发展 中空断路器的最新发展，明显从通用型转向专用型和多功能型。原先的通用型力求用一台断路器满足各方面的性能要求，但由于断路器面对的开断任务不同，故新的专用型和多功能型应运而生。 专用型指按不同的开断任务，将真空断路器划分为高电压型、大电流型、频繁操作型、低过电压型等。对于高电压型，现已开发出72／84kV和126／145kV单断口真空断路器；对于大电流型，如用于发电机保护的真空断路器，现参数已做到额定电压12～28kV，额定电流6300～12000A，额定短路开断电流80～160kA；对频繁操作型，如电炉炼钢，需要频繁操作型真空断路器，操作次数可达6万次、10万次，甚至15万次；对低过电压型，一般加过电压吸收装置，如SiC、RC回路、ZnO避雷器等，最新的做法是开发出低过电压触头材料，不用加装过电压吸收装置，即可降低过电压。 多功能型是指断路器不仅执行合一分任务，且又赋予更多的功能，如合－分－隔离－接地。这就省去了隔离开关和接地开关，简化了开关柜结构，缩小了柜体尺寸。综合国内外情况，现有两种做法：一是使断路器的相柱在开断后移动或旋转，形成隔离和接地；二是真空灭弧室开断后通过触头旋转完成隔离和接地。前一种做法的有西门子的NXAct型真空断路器；Areva的BLV型三工位真空断路器；中国的WZ1-12型纵旋式真空断路器，后一种做法主要是在日本，如日立、三菱都有4工位真空灭弧室(完成合一分一隔离一接地)。 真空断路器的专用型和多功能型，主要取决于灭弧室。这里介绍我国最大的真空灭弧室制造厂家――宝光真空电器股份有限公司的真空灭弧室，也体现出专用型。 宝光真空电器股份有限公司是我国生产真空灭弧室的最大企业。产品产量大、规格齐全，不断创新。现已累计生产真空灭弧室200万只。12kV真空灭弧室产量一直排全国第一。如2006年生产12kV真空灭弧室181384只；2007年生产218508只。近年来，该公司真空灭弧室又有了新的发展，也使真空断路器有了专用型。 (1)24kVN空灭弧室 该公司在12kV、40.5kV基础上，根据国内外市场的发展需要，开发了24kV高可靠性、小型化真空开关用系列真空灭弧室新产品。 (2)真空灭弧室固封极柱 该公司最新开发出真空灭弧室固封极柱系列产品，其参数做到额定电压12kV、17.5kV、24kV及40.5kV，额定电流630A、1250A、1600A、2000A、2500A及3150A，额定短路开断电流20kA、25kA、31.5kA及40.5kA。 (3)大容量真空灭弧室 该公司为西高所试验站研制出大容量发电机出口保护用真空灭弧室，其参数做到额定电压18kV，额定电流5000A，额定短路开断电流63kA。 (4)长寿命真空灭弧室 该公司研发出12～40.kV高可靠性10万次长寿命电弧冶炼炉专用真空开关真空灭弧室，机械寿命达10万次。 真空断路器从结构上主要由真空灭弧室、相柱和操动机构组成。真空灭弧室为其心脏，相柱构成绝缘支撑，而
