中文名 | 陶瓷真空滅弧室 | 外文名 | ceramic vacuum interrupter |
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作????用 | 中高壓電力開關的核心部件 |
廣泛用于煤礦化工、石油冶金等部門,更適合在頻繁操作和環(huán)境惡劣的地方使用。
陶瓷真空滅弧室傳統(tǒng)的排氣工藝主要方式是把部件組裝成待排期的滅弧室,然后裝架在排氣臺上。用烘箱加熱滅弧室使內部零件升溫把氣體排放出來,通過真空系統(tǒng)把這些氣體排出去,待滅弧室內氣體壓強低于1*10Pa時,再把它從排氣臺上封離,這樣真空滅弧室就制造完成。為了提高陶瓷真空滅弧室的生產效率,降低制造成本,根據大量的科學研究和實踐,80年代初研究成功了陶瓷真空滅弧室“一次封排”工藝。是先把陶瓷真空滅弧室的零件釬焊成三大部件:動管芯,靜管芯、陶瓷絕緣外殼。按總裝配圖要求裝置成滅弧室,再把它放在高真空爐中進行釬焊,在升溫過程中,零件放氣被排出,滅弧室內達到高真空,在降溫過程中,各條釬焊焊縫被蜜蜂,使滅弧室排期和封接在高真空爐內一次完成。
陶瓷真空滅弧室,又名真空開關管,是新興起的一種新型、高性能中高壓電力開關的核心部件,其主要作用是,通過管內真空優(yōu)良的絕緣性使中高壓電路切斷電源后能迅速熄弧并抑制電流,從而達到安全開斷電路和控制電網的作用,避免事故和意外的發(fā)生。陶瓷真空滅弧室相對于油滅弧開關具有節(jié)能、節(jié)材、防火、防爆、體積小、壽命長、維護費用低、運行可靠和無污染等特點,隨著近年來我國配電系統(tǒng)“無油化”改造的順利實施,真空滅弧室的應用越來越廣泛。基于陶瓷真空滅弧室的眾多優(yōu)點,安全性能和廣泛的市場應用,對于陶瓷真空滅弧室的產品性能和產品質量就有著極高的要求。
不一樣,真空斷路器分合觸頭在真空滅弧室內。真空滅弧室是真空斷路器只要元器件之一。
一般裝有簡單的滅弧裝置,但其結構比較簡單。圖為一種壓氣式高壓負荷開關,其工作過程是:分閘時,在分閘彈簧的作用下,主軸順時針旋轉,一方面通過曲柄滑塊機構使活塞向上移動,將氣體壓縮;另一方面通過兩套四連桿...
一般裝有簡單的滅弧裝置,但其結構比較簡單。圖為一種壓氣式高壓負荷開關,其工作過程是:分閘時,在分閘彈簧的作用下,主軸順時針旋轉,一方面通過曲柄滑塊機構使活塞向上移動,將氣體壓縮;另一方面通過兩套四連桿...
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評分: 4.6
環(huán)氧樹脂固封陶瓷外殼真空滅弧室之工藝初探
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評分: 4.3
真空斷路器的真空滅弧室結構
按外殼分:玻璃真空滅弧室、陶瓷真空滅弧室。
按用途分:斷路器用真空滅弧室、負荷開關用真空滅弧室、接觸器用真空滅弧室、重合器真空滅弧室、分段器用真空滅弧室及其它特殊用途真空滅弧室。
真空滅弧室是真空開關的核心部件,真空開關的合、分操作,是通過位于真空滅弧室外的操動機構使真空滅弧室內的一對對置觸頭閉合或分離來完成的。
真空滅弧室的基本結構如上圖,其外殼由陶瓷或玻璃等無機絕緣材料制成,呈圓筒狀,兩端用金屬蓋板封接組成一個密閉容器;內部有一對觸頭,靜觸頭固定在靜導電桿上,動觸頭固定在動導電桿上。
由于動導電桿和金屬蓋板之間密封有波紋管,所以動導電桿可以沿軸向運動從而帶動觸頭完成合、分動作。為均勻內部電場分布,在觸頭和波紋管周圍都設有屏蔽罩。
真空滅弧室內部為高真空(≤1x10-3Pa)。當動觸頭在操動機構作用下合閘時,動、靜觸頭閉合,電源與負載接通,電流流過負載。反之當動觸頭在操動機構作用下帶電分閘時,觸頭間產生真空電弧,真空電弧依靠觸頭上蒸發(fā)出來的金屬蒸汽維持。
當工頻電流過零時,金屬蒸汽將停止蒸發(fā),同時由于真空電弧的等離子體快速向四周擴散,電弧就被熄滅,觸頭間隙很快地變?yōu)榻^緣體,于是電流就被分斷。
真空電弧不是靠電極間氣體分子的電離來維持的,它是依靠電極材料蒸發(fā)所形成的金屬蒸汽的電離維持的。當真空滅弧室的觸頭在真空中帶電分離時,電接觸表面積迅速減小,最后只留下一個或幾個微小的接觸點(金屬橋),在金屬橋上電流密度非常大。
隨著金屬橋縮小,其電流密度增大,溫度也越來越高。最后金屬橋熔化并蒸發(fā)出大量的金屬蒸汽。金屬蒸汽溫度很高,同時又存在很強的電場,這樣就會導致強烈的場致發(fā)射和金屬蒸汽的電離,從而發(fā)展成真空電弧。
由于觸頭的特殊構造,可使電弧均勻分布在觸頭表面,從而減小電弧能量和觸頭的電腐蝕速度,并使真空滅弧室具有較高的弧后介質強度恢復速度。燃弧過程中產生的金屬蒸汽被屏蔽罩表面冷凝,釋放的少量氣體中的一部分被凝聚的金屬蒸汽所吸收,一部分被管內吸氣劑吸收,使真空滅弧室內一直維持高的真空度。
真空滅弧室的使用條件
1、戶內環(huán)境溫度不高于 +40℃,不低于–25℃;戶外環(huán)境溫度不高于+40℃,不低于–40℃。
2、海拔高度不超過1000米(除海拔特殊要求外)。
3、戶內相對濕度日平均值不大于95%,月平均值不大于90%,戶外應有相應防凝露措施。
4、沒有火災、爆炸、嚴重污染、化學腐蝕及劇烈振動的場所。
5、地震烈度不超過8度。
6、當用于投切電容器組、高壓電動機、電弧爐變壓器等容性或感性負載時,應采用相應的過電壓保護措施,其中對感性負載建議優(yōu)先考慮阻容保護。
7、其余要求應滿足GB/T11022-1999。
當上述正常使用條件不能滿足使用要求時,由用戶與制造廠協(xié)商。
真空滅弧室的驗收檢查
1、收貨檢查包裝是否完好,開箱后檢查真空滅弧室外觀是否完好無損,并核對產品與產品合格證是否相符,正常產品在用手搖動時管內應無異常。陶瓷或玻璃外殼完整,無機械損傷。
2、檢查工頻耐壓:真空滅弧室在使用前進行一次工頻耐壓測試。測試前應將真空滅弧室表面用干布或用酒精潤濕的擦布擦拭干凈。
測試規(guī)范為:在額定開距下,在兩端緩慢地升高電壓至額定工頻耐受電壓的75%,穩(wěn)壓一分鐘,然后以每秒2%工頻耐壓的速率上升至額定工頻耐受電壓,保持一分鐘。在施加電壓的過程中,若指示儀表指針無突變現(xiàn)象為合格,允許管內有零星火光及輕微發(fā)光現(xiàn)象。若在此間出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象,可重復以上過程。
3、經以上檢查后,判定為不合格的滅弧室,請及時與我公司開關管事業(yè)部市場部聯(lián)系,以便得到及時處理。
真空滅弧室安裝、調整過程中的注意事項
1、安裝前,用棉布或綢布蘸少許酒精,將滅弧室的絕緣外殼表面擦拭干凈,同時將導電桿及電連接表面擦凈,以使其與整機有良好的電接觸。
2、按真空斷路器的要求將真空滅弧室安裝在真空斷路器上并按真空滅弧室的要求進行調整。與滅弧室有關的機構參數(shù)應滿足技術條件中的參數(shù)要求。
3、安裝、調整過程中,嚴禁用硬物撞擊或敲打真空滅弧室外殼以免破碎漏氣,同時對玻璃真空滅弧室應防止玻璃外殼劃傷。否則開斷過程玻殼受熱后易破碎。
4、緊固靜端壓板用的螺釘旋入滅弧室的深度應滿足但不能超過滅弧室外形圖標注的螺紋深度。
5、安裝開關與滅弧室動導電桿的連接螺桿時,如產品的動導電桿上有銑扁設計,則應用扳手夾住動導電桿的扁平面,以免使波紋管受扭力影響其壽命。
6、真空滅弧室在工作時,必須有導向裝置,使動導電桿對整管的軸線的同軸度符合要求,波紋管不受扭力。
7、必須保證滅弧室導桿的同軸度或與靜端面的垂直度。
8、安裝過程中,真空滅弧室的絕緣外殼不應受明顯的橫向力。
9、注意不要反復撤卸滅弧室,以防止連接螺孔滑扣;也不應扭轉動導電桿,過量壓縮波紋管,以免使波紋管產生扭力,劃傷,影響使用壽命。
真空滅弧室使用、運行
1、運行時,真空滅弧室的工作電壓和工作電流不應超過額定值。
2、定期用工頻耐壓法檢查真空度:將真空滅弧室調整到額定觸頭開距(即斷路器分閘狀態(tài)),在滅弧室斷口間施加額定短時(1min)工頻耐受電壓,內部不應有持續(xù)放電,否則應更換滅弧室。
3、若在合閘狀態(tài)下發(fā)現(xiàn)滅弧室動導電桿上觸頭磨損標記消失(即磨損厚度已超過3mm),則表明真空滅弧室壽命終止,應及時更換滅弧室。
真空滅弧室的保養(yǎng)、維護
1、開箱后,若發(fā)現(xiàn)滅弧室受潮,應將其放在70℃~80℃的烘箱中烘烤48小時后方可使用。
2、若真空滅弧室長期不用,必須定期檢查。若受到水汽及有害氣體的腐蝕,應進行清潔處理。如果發(fā)現(xiàn)滅弧室受潮,按第.1條處理之后必須按貯存條件和貯存期限的規(guī)定要求改善貯存條件。
3、運行中定期維護檢查內容:
a)真空滅弧室的工頻耐壓;
b)觸頭磨損情況;
c)真空滅弧室外表面是否清潔干凈 。
真空滅弧室的附件、包裝、運輸和貯存
1、附件:安裝使用說明書一份和合格證一份。
2、包裝、運輸注意事項
a)產品出廠時,應按規(guī)定的包裝標準進行包裝,箱上“向上”、“怕濕”、“小心輕放”等標志清楚、醒目。
b)包裝好的真空滅弧室可以用汽車、火車、飛機運輸。在汽車運輸時,允許顛簸程度相當于汽車的三級路面以20kM/H的速度行駛的程度,裝卸過程中應輕拿輕放,不能翻滾、碰撞。
3、貯存條件和貯存期限
貯存條件:干燥、通風、無附著污物和腐蝕性氣體,溫度為-30℃~ 40℃ 的室內。
貯存期限:20年(在未裝上開關前)。
工業(yè)加熱管的使用與維護
1、運輸時必須使用原包裝,并使電子管的軸線基本垂直于水平面,同時應避免包裝受雨淋、撞擊、強烈振動、翻滾等。
2、電子管應貯存在溫度為-5℃~+45℃,相對濕度不大于80%的干燥、清潔和無腐蝕性揮發(fā)物的場所。嚴禁倒置、臥放、翻滾和撞擊裝有電子管的包裝箱。如長期貯存,應用放有干燥劑的塑料袋封裝。
3、防止異物污染電子管的管殼,尤其是陶瓷部分。不得用金屬在陶瓷表面劃痕,也不允許在陶瓷表面做標記,以免影響陶瓷的絕緣性能。
4、安裝電子管前,應先檢查外觀,看有無陶瓷破損、金屬零件明顯變形等缺陷,然后用三用表檢查燈絲是否通路,用2500V兆歐表檢查極間絕緣電阻。
5、安裝或更換電子管時,應使電子管軸線與水平面基本垂直。電子管裝入腔體前應檢查其接觸彈簧片,如有變形、松動、脫落,應在修復后方可將電子管插入,并使之與接觸簧片緊密接觸。在用螺母將軟線連接到電子管時,須盡可能避免電子管受力,應用兩只扳手互相并緊螺母。燈絲引線的線徑應保證其工作時不過熱。
6、電子管通電前,須先開冷卻系統(tǒng);斷電后,至少應保持10分鐘方可停冷卻系統(tǒng)。
7、使用新管或長期貯存后的電子管,使用前應進行老煉:燈絲加半額定電壓保持10~15分鐘,全電壓保持30分鐘。正常負載下,如出現(xiàn)過壓、過流,可將陽壓和柵壓降至額定值的50~80%老煉30~60分鐘。
8、燈絲電壓應分檔加至額定值。燈絲啟動電流不能超過額定值的150%,電壓的波動量不宜超過2%。
9、電子管工作前,應預熱10~20分鐘。若電子管存放時間較長或電子管存放和使用環(huán)境比較潮濕時,預熱時間應適當延長。電子管工作的任何瞬間,達到使用極限的參數(shù)不得超過一個,不允許參數(shù)超過使用極限。陶瓷與金屬封接處溫度不得超過250℃。
10、應定期檢查水冷管冷卻水流通情況,防止結垢堵塞。風冷管的風道塵埃應經常清除,當海拔高度增加或環(huán)境溫度較高時,要適當增加冷卻風量。
德標機械專業(yè)生產供應電力產品(冷縮電纜附件)新型液態(tài)硅膠注型機,設備具有一拖三功能,可以同時給3臺平板硫化機供料,簡單操作,按照需求設置相對應的工藝參數(shù)即可實現(xiàn),工藝可遙控器控制,省時省力。電力行業(yè)客戶案例:國家電網丨永固集團丨固力發(fā)集團丨南瑞集團丨寶雞高壓丨雙豐電力丨七星電力丨科德電氣︱等代表性企業(yè)。
真空滅弧室結構形式
主要由氣密絕緣外殼、導電回路、屏蔽系統(tǒng)、觸頭、波紋管等部分組成陶瓷外殼真空滅弧室。
由玻璃或陶瓷制成的氣密絕緣外殼、動端蓋板、定端蓋板,不銹鋼波紋管組成了氣密絕緣系統(tǒng)。為了保證玻璃、陶瓷與金屬之間有良好的氣密性,除了封接時要有嚴格的操作工藝外,還要求材料本身的透氣性盡量小和內部放氣量限制到極小值。不銹鋼波紋管的作用不僅能將真空滅弧室內部的真空狀態(tài)與外部的大氣狀態(tài)隔離開來,而且能使動觸頭連同動導電桿在規(guī)定的范圍內運動,以完成真空開關的閉合與分斷操作。
定導電桿、定跑弧面、定觸頭、動觸頭、動跑弧面、動導電桿構成了滅弧室的導電系統(tǒng)。其中定導電桿、定跑弧面、定觸頭合稱定電極,動觸頭、動跑弧面、動導電桿合稱動電極,由真空滅弧室組裝成的真空斷路器,真空負荷開關和真空接觸器合閘時,操動機構通過動導電桿的運動,使兩觸頭閉合,完成了電路的接通。為了使兩觸頭間的接觸電阻盡可能減小且保持穩(wěn)定和滅弧室承受動穩(wěn)定電流時有良好的機械強度,真空開關在動導電桿一端設置有導向套,并使用一組壓縮彈簧,使兩觸頭間保持有一個額定壓力。當真空開關分斷電流時,滅弧室兩觸頭分離并在其間產生電弧,直至電流自然過零時電弧熄滅,便完成了電路的開斷。
真空滅弧室的屏蔽系統(tǒng)主要由屏蔽筒,屏蔽罩和其他零件組成。
屏蔽系統(tǒng)的主要作用是:
1.防止觸頭在燃弧過程中產生大量的金屬蒸汽和液滴噴濺,污染絕緣外殼的內壁,避免造成真空滅弧室外殼的絕緣強度下降或產生閃絡。
2.改善真空滅弧室內部的電場分布,有利于真空滅弧室絕緣外殼的小型化,尤其是對于高電壓的真空滅弧室小型化有顯著效果。
3.吸收一部分電弧能量,冷凝電弧生成物。特別是真空滅弧室在開斷短路電流時,電弧所產生的熱能大部分被屏蔽系統(tǒng)所吸收,有利于提高觸頭間的介質恢復強度。屏蔽系統(tǒng)吸收電弧生成物的量越大,說明他吸收的能量也越大,這對增加真空滅弧室的開斷容量起良好作用。
觸頭是產生電弧、熄滅電弧的部位,對材料和結構的要求都比較高。
4.1 對觸頭材料有以下要求:
1.高開斷能力。要求材料本身的導電率大,熱傳導系數(shù)小,熱容量大,熱電子發(fā)射能力低。
2.高擊穿電壓。擊穿電壓高,介質恢復強度就高,對滅弧有利。
3.高的抗電腐蝕性。即經得起電弧的燒蝕,金屬蒸發(fā)量少。
4.抗熔焊能力。
5.低截流電流值,希望在2.5A以下。
6.低含氣量。其中低含氣量是對所有真空滅弧室內部所使用材料的要求。特別是銅材,必須要求低含氣量的特殊工藝處理的無氧銅。而焊料等則采用白銀、銅的合金。
斷路器用真空滅弧室的觸頭材料大都采用銅鉻合金,銅與鉻各占 50%。在上、下觸頭的對接面上各焊上一塊銅鉻合金片,一般厚度各為3mm。其余部分稱為觸頭座,用無氧銅制造即可。
4.2 觸頭結構
觸頭結構對滅孤室的開斷能力有很大影響。采用不同結構觸頭產生的滅弧效果有所不同的,早期采用簡單的圓柱形觸頭,結構雖簡單,但開斷能力不能滿足斷路器的要求,僅能開斷10kA以下電流,并且僅有真空負荷開關、高壓真空接觸器等用真空開關管才采用。常采用的有螺旋糟型結構觸頭、帶斜槽杯狀結構觸頭和縱磁場杯狀結構觸頭三種,其中以采用縱磁場杯狀結構觸頭為主。
真空滅弧室的波紋管主要擔負保證動電極在一定范圍內運動和長期保持高真空的功能,并保證真空滅弧室具有很高的機械壽命。
真空滅弧室的波紋管是由厚度為0.1~0.2mm的不銹鋼制成的薄壁元件。真空開關在分合過程中,滅弧室波紋管受伸縮作用,波紋管截面上受變應力作用,所以波紋管的壽命應根據反復伸縮量和使用壓力來確定。
波紋管的疲勞壽命和工作條件的受熱溫度有關,真空滅弧室在分斷大的短路電流后,導電桿的余熱傳遞到波紋管上,使波紋管的溫度升高,當溫升達到一定程度時,這就會影響波紋管的疲勞強度。