智能型永磁机构低压真空断路器

西安波菜特电气有限公司依托西安工业大学开发研制了智能型永磁机构低压真空断路器．这种断路器无外露电弧,不会造成开关柜内部相间短路故障,大大增加了运行的安全可靠性．同时由于电弧在高真空中燃烧,触头系统烧损甚微,可开断40～80kA大电流20次不需更换触头系统,提高了触头系统与断路器本身的使用寿命,同时也减少了维修费用．     

移开式固体绝缘柜触头形式选择及触头盒结构的优化设计

移开式固体绝缘柜断路器动静触头连接部分的电接触较多,是一重要热源.为降低该部分的接触电阻,优化结构散热能力,对比和分析各触头形式优缺点,选用表带触头代替梅花触头,并对移开式固体绝缘柜断路器动静触头盒结构进行优化设计,采用一体化设计方案.试验结果表明,通过上述措施可有效降低动静触头工作运行时的温升,增加了产品的安全裕度.     

真空断路器触头材料Cu—Te—Se的开断能力研究

本文采用真空熔炼及定向凝固工艺研制了Cu-Te-Se系真空断路器触头材料,研究了化学成分和触头直径对开断能力的影响,讨论了影响Cu-Te-Se合金开断能力的其它因素。并从Boxman的多阴极斑点模型出发,建立了化学成分与临界电流密度之间的关系。计算结果表明,在电流密度均匀分布的情况下,铜的临界电流密度为3×10~7A/m~2。最后通过扫描电镜分析了大电流燃弧后触头表面的烧蚀形貌特征。     

纳米晶CuCr合金的制备及其截流值研究

通过高能球磨和真空热压技术制备了致密度大于98%的纳米晶CuCr合金,通过XRD,SEM和TEM研究了其显微组织和结构.结果表明,其晶粒尺寸小于50 nm.在模拟电路上研究了其真空电弧稳定性和截流值,纳米晶CuCr合金的真空电弧稳定性好于常规CuCr合金,其截流值为常规CuCr合金的17%～35%.     

变形及热处理后CuCr25触头材料的性能研究

本文在中频感应炉中采用大气熔铸方法制备了CuCr25合金触头材料,探讨了时效以及变形对导电率和显微硬度的影响,并测定了该合金的抗软化温度.结果表明:在950℃×1 h固溶后,经440℃时效6 h可获得较高的导电率和显微硬度;固溶后经40%,变形在440℃时效2 h后,导电率和显微硬度分别可达57%IACS和174 HV,比固溶后直接时效分别高出10%IACS和27 HV;并测得合金的抗软化温度约为55℃.     

CuCr25触头材料的喷射成形制备及其组织分析

研究了CuCr25合金的快速凝固喷射成形制备工艺，考察了喷射成形过程中各工艺参数对沉积坯件成形性的影响，观察和对比了喷射成形、真空熔铸和真空浸渗3种不同工艺制备的触头材料的显微组织。结果表明：喷射成形制备的材料具有典型的快速凝固组织，合金化状况良好，微观组织均匀，Cr析出相细小并弥散地分布在Cu基体中，Cr颗粒尺寸大约为3～10μm。这将大幅度提高材料的耐电压、抗电击穿等电学性能。     

挤压对燃烧合成Cu-Cr复合材料组织和性能的影响

研究了冷挤压致密化处理对燃烧合成-熔铸CuCr30触头材料组织及其电导率、密度、硬度等性能的影响。结果表明，冷挤压致密化处理不仅可细化材料的晶粒尺寸，而且可提高材料的致密性、硬度、电导率。因此，对燃烧合成-熔铸的Cu-Cr合金进一步进行冷挤压致密化处理，可获得组织和性能更好的Cu—Cr触头复合材料。     

大开距条件下杯状纵磁触头间隙磁场特性

“碳达峰、碳中和”目标的提出使得高压真空灭弧室的研制与发展受到广泛的关注与重视。为此,通过增大杯壁开槽旋转角的方式探究了6槽杯状纵磁触头在高压真空灭弧室中应用的可能性。研究结果表明：增大开槽旋转角是大开距下增强6槽杯状纵磁触头间隙纵向磁场的有效手段;适当地增大触头杯高和杯壁厚度不仅会使得触头电阻明显下降,也使得开槽旋转角进一步增大,从而使得纵向磁场得以继续增强;支撑件的添加可以使具有较大开槽旋转角的触头结构强度明显增加,而间隙纵向磁场的下降并不明显。论文研究结果可以为杯状纵磁触头在高压真空灭弧室中的实际应用提供借鉴与参考。     

电弧作用下触头烧蚀特性的仿真研究

开断电弧对断路器触头的烧蚀会影响其使用寿命和可靠性。针对空气电弧作用下的断路器触头烧蚀行为进行了仿真研究。将电弧等效为正态分布的热源,基于传热学和流体学,分析了触头材料的温度变化过程和相变过程;此外,研究了熔池受力对熔池流动及温度的影响;最后,考虑触头材料的蒸发,模拟了触头表面的形貌及温度变化。仿真结果表明：触头温度由表面向内以半圆弧的形式扩散,熔池会先逐渐增大,在电弧作用消失一段时间后才逐渐减小;表面张力对熔池区域内的流动起主导作用,电磁力和浮力依次;考虑触头材料的蒸发时,触头表面会形成烧蚀凹坑,凹坑处的温度最高,凹坑随燃弧时间持续增大。     

大电流开关柜温升及其影响因素的建模仿真研究北大核心CSCD

随着中国电网容量的不断增大,用于输配电的开关柜数量也大大增加,这就对开关柜小型化和安全性能提出了更高的要求,而小型化的趋势使温升问题日益严重,加大了对安全性保障的难度。文中针对中压大电流开关柜的温升问题在SolidWorks和Ansys Workbench平台上进行了建模仿真研究。首先,基于电磁场理论,通过基于表面深度划分网格的方式进行了开关柜的涡流场仿真,分析了各个部分的损耗,研究了涡流损耗对总损耗的影响。随后运用单向耦合的方法进行了开关柜温度场的仿真,研究表明真空灭弧室触头中触头片部分是温升最严重的部分。最后结合涡流场与温度场仿真结果,进一步对开关柜在热源和散热两方面进行比较研究,结果表明将壳体材料改成不锈钢、触头片材料改为无氧铜(从发热的角度)、触头结构改为螺旋槽形橫磁触头、开关柜改善通风散热条件对开关柜的温升的降低具有明显的作用,仿真结果得到了实验验证。