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浅谈高压户内外真空断路器的技术发展
发布时间:2021-11-04 09:26:22;浏览次数:505;

高压户内外真空断路器作为一种重要的电气设备在我国得到了广泛运用,但呈现缺点的状况也时有发生。现对高压户内外真空断路器运转中的常见缺点,分别从本体和安排两个方面进行分析,并提出了处理方法和改进措施。

1高压户内外真空断路器本体方面的问题

1.1密封结构

高压户内外真空断路器为真空灭弧,一般充较低压力SF6气体作为绝缘介质,产品的密封问题首要是主密封结构的SF6气体走漏和真空灭弧室的密封结构损坏。

1.1.1主密封气体走漏

充有SF6的高压电器设备的气室要求密封杰出,年漏气率不大于0.5%。主密封漏气的首要原因是:法兰密封槽面防护不当,如有划伤压痕.密封圈有刮伤裂纹,其他,铸铝壳体有铸造缺陷;安装进程操控不当,如密封槽面安装时未整理完全,密封部位螺栓未严峻运用力矩扳手,未按规定力矩紧固;产品设计问题,首要指密封圈紧缩量问题,紧缩量太大不能确保密封可靠,紧缩量太小易使密封圈受力损坏,以25%~ 30%紧缩量为宜。

1.1.2灭弧室损坏

真空灭弧室是固定的陶瓷或玻璃外壳,通过可伐与金属联接",起静密封作用,可动的导电杆通过波纹管与金属联接,起动密封作用。被纹管绝大多数是选用0.15mm的不锈钢油压成型,真空断路器运用环境的污秽、湿度盐雾等会引起波纹管点状腐蚀,导致波纹管及封接面的漏气;另一方面,在断路器调试进程中导电杆与灭弧室同轴度调整不行,运动中将会使金属封接部分受力不均,波纹管损坏,导致灭弧室漏气。处理方法:第一,在真空灭弧室动导电杆与下出线法兰接触的当地增加导向设备,避免动导电杆摇摆而损坏波纹金、铁道电气化以及矿山等工作得到了广泛的运用。产品从曩昔的ZN1-ZN5几个种类到现在数十个类型、种类,额定电流到达4000A,开断电流到达50KA,甚至有63kA,电压到达35kV等级。当代真空断路器的开展水平缓技能前进,首要表现在以下几个方面:

1、真空灭弧室的小型化

我国有关研讨所和高等院校对真空灭弧室的小型化曾作了不少工作,研讨的方向是选用各种纵向磁场结构的真空灭弧室和寻求新的触头材料。因为纵向磁场结构的电极开断才干强,在额定的短路开断电流相同,设计裕度和工艺水平相同的条件下,纵向磁场结构的电极比横向磁场结构的电极小得多,选用纵向磁场结构电极的真空灭弧室能够做得小些。这便是真空灭弧室选用纵向磁场结构电极后,使真空灭弧室小型化的原因。真空灭弧室向小型化方向开展,表现在真空灭弧室管径不断缩小,如将12kV 31 .5kA真空灭弧室的管径缩小到88mm,U系列小型化陶瓷灭弧室,将管径在12kV 31.5kA"下缩小至85mm。真空灭弧室管径的缩小,又有利于断路器和开关柜小型化。小型化真空灭弧室的直径缩小,原材料节省和工艺费用下降。因而真空灭弧室的生产本钱大幅度下降和真空断路器能够做得更紧凑。此外,随着真空灭弧室外壳尺度的缩小,外壳上的真空密封焊缝的长度缩短,真空灭弧室漏气的可能性减小,真空灭弧室的可靠性前进,小型化真空灭弧室的其他功用也远远优于横向磁场真空灭弧室。小型化真空灭弧室的开发和推广,是我国真空断路器进人一个新的开展阶段的重要标志。

2、开展大容量高压等级真空断路器

高压户内外真空断路器在我国现已得到广泛应.用。特别是在中等电压领域里,真空断路器已占有显着优势。但还缺少大容量种类,对中等电压真空断路器的运用规模将受到必定束缚,因而很有必要开发10kV系列真空断路器的大容量规范以进一步完善化。往后将继续研讨试制更大额定电流和更大额定开断电流的10kV电压等级的真空断路器。为了习气大容量发电机组保护用的断路器,我国正在开发额定电压24kV.额定电流12.5K A和额定开断电流125~240KA高压户内外真空断路器

此外,我国在完成野外额定电压110kV.额定开断电流31. 5kA的根底大将继续开发额定电流更大、额定开断电流更大的110kV高压户内外真空断路器外,同时开发220kV电压等级的高压户内外真空断路器

3.研制新的触头材料

铜铬合金是现在真空灭弧室触头材猜中具有优秀电功用的材料之一。 它的首要缺陷是熔焊功用较差和工艺要求杂乱。在不影响其他功用的状况下,适当地参加脆性相能很好地改进关合才干和动热稳定性,是处理CuCr触头材料抗熔焊功用的有效途径之一。特别是关于开断电流50kA以上的大容量高压户内外真空断路器产品,触头熔焊是需求处理的关键问题之一。前进触头接触压力也能够协助处理熔焊问题,但必然带来机械可靠性方面的副作用。实验证明,用增加脆性相材料的方法能够改进CuCr触头材料的抗熔焊功用,下降熔焊强度。

近年来对CuMnTaCuMnNb.CuCrTaCuCoTa等系列的触头材料研讨已有开展。这几种触头材料制造本钱虽略高于CuCr触头材料,但具有优秀的电功用和低的熔焊强度。国内有关院校和研讨所已初步进行上述触头材料的研讨,制造厂也已制出样品,进行相关的实验,并已获得必定效果。低截流值触头材料亦在研制中,常用的方法是在触头材猜中参加饱和蒸汽压比较高的材料。一般这种方法对触头断口间耐压和开断短路电流才干都会发生晦气影响。在不下降电功用的状况下下降截流水平,从现在状况来看尚存在较大难度,但研讨工作已大有开展。

4、改进触头结构

由平板触头到横磁场触头再到纵磁场触头,使得电弧不在调集而呈扩散形状,以前进开断才干、前进可靠性和缩小尺度。纵向磁场电极结构的开展是近几年来高压户内外真空断路器技能的严重前进。在开断才干和稳定性以及抗电蚀性等方面,都比横向磁场触头结构有优势。一般来说纵向磁场触头杂乱程度并不高,造价也在可接受的合理规模,已为真空断路器设计人员和制造单位广泛接受。