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高压真 空断路器发展的五个指导方向发布时间:2017-07-24 10:58:56 | 来源:浙江诚 高高压电气有限公司

近年来,高压真 空断路器有了很大的发展,这得益 于高压真空断路器技术的进步。真空断 路器技术的进步表现在大容量化、低过电压化、智能化和小型化。而这一 进步又是由于真空技术、灭弧室 技术的发展及采用新工艺、新材料 及新操动技术的结果。随着市 场的需求不断的在变化,高压真 空断路器的发展也要紧跟市场的需求变化而变化。以下是 小编为您总结摘要的有关高压真空断路器以后发展方向的五个相关性指导意见。

1.1、 开发低 过电压触头材料,降低截流水平 众所周知,真空断路器属“硬”开断特性。开断小 电流时容易截流,引起过电压。这 个问题 曾是人们使用真空断路器最关心的问题。CuCr 触头材料的使用,大大减少了截 流值,如西门子公司命名用CuCr 触头材料,做到试验截流值3A,产品保证不超过5A。 高压真空断路器 但有些 开断情况需要进一步减少截流值,以避免危险的过电压,如用真 空断路器开断发生堵转或正在启动的电动机时,一般的 解决办法是加装过电压吸收装置,如 SiC、RC 回路、ZnO 避雷器等,最新的做法是开发低 过电压触头材料,即不加 任何过电压吸收装 置而在 触头材料上想办法,使之能降低过电压。 日本几家公司先后都开发低 过电压触头材料,日立公 司研制出一种以银为主的 Co-Ag-Se 触头材料,东芝公司研制出 AgWC 触头材料,富士公司在 CuCr 触头材料里 添加高蒸气材料,三菱公司采用CuCr-Bi-α 多元触 头材料解决截流问题。 这些触 头材料能有效地解决截流问题,可将截流值降低至1/10。但截流与大电流有 矛盾。因此低 过电压真空断路器一般做到7.2kV 20kA 水平。

1.2 、大容量化 真空断 路器的容量已有很大的提高,完全能 满足电力发展的需要。目前,真空断路 器的额定电流已达4000A,额定短 路开断电流已高达12kV 下63~70kA。东芝公司在实 验室试制200kA。 真空断 路器迈向大容量化,首先是 由于触头结构的改进。触头结 构的改进经历了平 板触头——横磁场触头——纵磁场触头。平板触 头的开断电流在8kA 以下,横磁场触头 将开断电流提高到40kA,而纵磁 场触头又将开断电流大大提高,达到目前的63~80kA。 纵磁场 触头有两种结构型式;一种是 用装在灭弧室外围的线圈产生纵磁场,另一种是触 头本身 的特殊结构产生纵磁常纵磁场时,电弧呈 扩散形态分成许多细弧,均匀分布在整 个触头表面。有利于 提高开断电流和延长触头寿命。 触头材 料的不断改进提高了开断性能,触头材 料目前主要有两大体系:CuBi CuCr。与CuBi相比,CuCr 材料具 有短路电流开断能力强、介质强度高、耐烧蚀、截流 低等优点。触头材 料直接影响截流水平,如 CuBi 材料的 截流水平一般为 10~12A,而 CuCr 材料将截流水平降至3~5A。 触头材 料还在不断发展,在CuBi 和CuCr 之后又出现了更好的CuTa 等材料。

1.3 、采用先 进的一次封排工艺,提高产量和质量 一次封 排工艺是制造真空灭弧室的先进工艺。20 世纪80 年代初,英、美等国已将 一次封 排工艺用于真空灭弧室的大批量生产。英国 GEC 公司和 美国西屋公司最早采用 一次封排工艺。现在东芝公司、西门子公司、ABB Calor Emag 等公司 也已采用一次封 排工艺。 一次封 排工艺相比常规工艺大大简化了工艺流程,不仅效率高,而且质量好,特别 适合大批量生产。 高压真空断路器 总之,一次封排工艺将焊接、除气、封装、排气等 工艺步骤在真空炉中一次完成,大大简化了制造工艺,提高了产品的可靠性、稳定性和一致性。国内宝 光集团现已具备 年产5 万只一 次封排真空灭弧室能力。

1.4 、减少零件数,就能降低造价,因为材 料费占灭弧室造价的40~50%。由于纵磁场触 头和CuCr 触头材料的使用,大大减 少了灭弧室管径。 真空灭 弧室尺寸的减小是真空技术、真空工艺、真空灭 弧室设计发展的主要结果。 而真空 灭弧室管径的缩小,结果使 真空断路器的整体尺寸大大减小,从而使真空断路器 趋于小型化。

1.5、 向少维护方向发展 由于对 操动机构的不断优化、改进材料、改进工艺、减少调 节环节等都可以达到提高寿命的目的。 

真空断 路器之所以为众多厂家青睐,除产量大、覆盖面广之外,首要原因是由于真 空技术、真空工艺、灭弧室 制造技术的不断进步,使真空 断路器具有优异的电性能和机械性能,能满足 不同用户的不同要求。另一个重要原因,是它对环境友好,在人们普遍 注重环保的今天,这点尤为重要。 在真空断路器中,不产生分解物,因为在 这里开断时只产生金属蒸汽。真空灭 弧室绝对密封钎焊,不会与环境相互影响。污秽、灰尘及 潮气均不能进入灭弧室,这就避 免了任何的氧化。灭弧室 的所有材料均以洁净的状态保持在整个寿命期间。 真空灭 弧室对外部作用具有良好的保护性。其壳体 主要由氧化铝陶瓷制作。由于它 经受了高温预处理,不受温度变化的影响。 真空断 路器在我国已经得到广泛应用。特别是 在中等电压领域里,真空断 路器已占有明显优势。国内市场,ZN—28 系列真 空断路器以其领先的技术与高可靠性,已成为 生产单位产量最大和系列最全的真空断路器。但还缺少大容量品种,对中等 电压真空断路器的应用范围将受到一定限制,因此很有必要开发10kV 系列真 空断路器的大容量规格以进一步完善化。目前已 完成额定电流4000A、额定开断电流50kA 的真空断路器。 今后将 继续研究试制更大额定电流和更大额定开断电流的 10kV 电压等 级的真空断路为了适应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12500A 额定开断电流125~240kA的真空断路器。 此外,我国在 完成户外额定电压110kV、额定电流1250A 和额定开断电流 31.5kA 高压真 空断路器的基础上,将继续 开发额定电流更大、额定开断电流更大的110kV 户外真空断路器外, 同时开发220kV 电压等 级的户外真空断路器。


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