電器的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢

    電器學(xué)科現(xiàn)在仍然是正在興旺發(fā)達(dá)的科學(xué)之一。隨著國民經(jīng)濟(jì)與國防建設(shè)現(xiàn)代化的迅猛發(fā)展，對電器提出愈來愈多的要求。目前，電器結(jié)構(gòu)與工作原理不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新，品種與規(guī)格日益繁多是其特點(diǎn)之一。那么什么叫電器?凡是帶電的器具可以統(tǒng)稱作電器。

    在電壓等級方面，最高工作電壓已經(jīng)發(fā)展到765kV級以上，而且1500kV級超高壓電器設(shè)備的樣機(jī)也已研制出來，最低電壓達(dá)到幾伏以下。

    在電流等級方面，最高工作電流達(dá)到數(shù)萬安培以上，而最小工作電流達(dá)到毫安級或更小的電器設(shè)備或元件。

    在電源頻率方面，大家熟知的直流與50赫或60赫茲工頻交流電源仍在廣泛地應(yīng)用。此外，低頻、超低頻、中頻、高頻超高頻及脈沖電源供電的電器元件與裝置也被廣泛地開發(fā)研制與應(yīng)用。

    目前，電器設(shè)備或元器件的結(jié)構(gòu)尺寸已從半根火柴大小發(fā)展到高達(dá)數(shù)層樓高的巨型沒備。對合理地組織生產(chǎn)與使用電器，科學(xué)合理地劃分電壓與電流等級，盡可能地減少系列產(chǎn)品的規(guī)格與型號有實(shí)際意義。盡量發(fā)展“組合式”、“積木式”、“標(biāo)準(zhǔn)單元”，以及零部件通用化，互換性高的電器或元器件是十分重要的。特別是在目前經(jīng)濟(jì)改革過程中，加強(qiáng)宏觀領(lǐng)導(dǎo)和積極開展學(xué)科的科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)交流活動是非常重要的。這樣，可以調(diào)動各學(xué)科互相配合，取長補(bǔ)短。

    高壓電器的發(fā)展與輸配電網(wǎng)路的發(fā)展有著密切聯(lián)系。目前，200～300萬kW的發(fā)電站已經(jīng)出現(xiàn)，1000～1200萬kW大容量發(fā)電站是發(fā)展的必然趨勢，例如，長江三峽水利工程及西南水利工程等。但是，還有小型河流的中、小型發(fā)電站也在到處興建。為了經(jīng)濟(jì)傳輸電能，提高輸電網(wǎng)路的工作電壓是重要的方法之一。為此，將會出現(xiàn)一系列技術(shù)難題等待電抗器科學(xué)工作者去研究解決。例如：1)各種電器的極限工作電壓與電流，即研究極限經(jīng)濟(jì)與可能輸出容量問題;2)過電壓防護(hù)的研究，研究過電壓產(chǎn)生的原因與危害，從而采用相應(yīng)的限制、降低或消除過電壓的措施是非常有意義的。例如500kV級變壓器的用銅量與絕緣重量幾乎差不多少。由此可見，研究降低過電壓的措施對降低絕緣耐壓水平是有實(shí)際意義的。目前已有辦法可以做到限制分合操作過電壓在1.5～2.0倍范圍內(nèi)，3)內(nèi)絕緣游離放電，防老化與臟污的研究，長間隙空氣外絕緣放電特性的研究;4)電弧熄滅的新原理、新介質(zhì)的研究。例如真空開關(guān)，六氟化硫等，以及傳統(tǒng)的提高壓縮空氣達(dá)150個大氣壓的方法等;5)新原理、新結(jié)構(gòu)的研究。例如，電容式電壓互感器，光電式電流互感器(磁光效應(yīng)式，光脈沖重復(fù)頻率調(diào)制式等)。

    另外，由于高電壓、大電流可控硅元件研制成功，給發(fā)展直流輸電網(wǎng)路提供了條件。為此，提出了切換直流輸電網(wǎng)路的開關(guān)及電器設(shè)備要求。目前我國已在電氣化鐵道線上采用了22kV級以上的直流供電系統(tǒng)，在上海、西安等地已有電壓為500kV的試驗(yàn)性線路?？傮w上說，在國內(nèi)已從試驗(yàn)型走向運(yùn)行型的階段。目前許多科學(xué)工作者在理論與技術(shù)上不斷有新的進(jìn)展。國外已經(jīng)有1000kV級左右的超高直流輸電網(wǎng)路在運(yùn)行。這一系統(tǒng)對超距離輸電的經(jīng)濟(jì)價值比較大。