城网建设与高压开关

触头材料是真空灭弧室技术进步的另一个方面。触头材料最初用的典型材料为铜铋(CuBi)合金。此材料开断能力差,且截流值高。据资料介绍,采用铜铋触头材料的真空断路器的截流水平一般为10～12A。现触头材料一般用铜铬(CuCr)触头材料,它不仅开断电流大,而且截流水平低,一般为3(实验室值)～5A(厂家保证值),而我国CuCr50触头的平均截流值仅2～2.5A,最大截流值3.2A。日本已研究出低过电压触头材料,可将截流值降至1/10。同时研究熄弧能力更强的触头材料如铜钽(CuTa)等。     

采用全武合金触头材料真空断路器灭弧室的绝缘特性

真空绝缘性能决定着真空灭弧室的设计及成本,在真空断路器向高电压等级发展的背景下真空绝缘性能研究显得尤为重要。触头材料是影响真空绝缘性能的重要因素之一,因此新型触头材料真空绝缘性能的研究成为真空绝缘研究领域的热点。基于以上分析,研究了一种新型触头材料—全武合金的真空绝缘性能,并将它与真空灭弧室常用触头材料CuCr25和CuCr50的绝缘性能进行了对比。首先对3种触头材料的真空灭弧室试品用升降法进行了雷电冲击试验,结果表明3种触头材料击穿电压的概率分布均符合Weibull分布,在触头开距为2～10mm范围内其50%击穿电压的关系为CuCr50>全武合金>CuCr25;然后对3种触头材料用升压法进行了工频击穿试验,结果表明当开距为1m,升压速度为3kV/s时,3种触头材料绝缘强度的关系为CuCr50≈全武合金≈Cu-Cr25;最后对比了工频升压速度对全武合金绝缘特性的影响,结果表明当升压速度从3kV/s降为1.5kV/s时,击穿电压升高了1.6倍。     

CuCr触头的材料特性及优化

1前言触头是真空灭弧室的关键部件。目前，中压真空断路器广泛使用综合性能优越的CuCr触头材料。随着真空开关的高耐压、大容量、小型化、低过电压的发展趋势，要求对CuCr触头的材料特性与电弧作用机理有更深刻的认识；改进CuCr触头材料的某些性能，以满足真空开关在实际工作中多种用途的需要。因此，尽管CuCr触头材料已成功地应用了十几年，近些年来，国内外仍在积极地进行CuCr触头的材料特性、运行机理、制造工艺及性能代化方面的研究。本文拟对此做一简单评述。2CuCr触头的材料特性与运行机理近年来，国内外对CuCr触头的运行机理进…     

根据微放电现象的研究评价真空灭弧室触头材料的性能

本文研究了真空灭弧室用CuCr25、CuCr50、WCu30烧结触头材料的真空间隙的绝缘性能。通过采用局部放电测量仪和多路分析仪,对预击穿阶段的典型现象──微放电现象进行了研究。结果表明,真空间隙的耐电压强度与微放电现象的特性参数之间具有非常密切的关系。     

新型真空开关触头材制的特性研究

0引言 真空开关的性能与触头材料密切相关，任何一次触头材料的发展都会引起真空开关性能的提高或改善，触头材料开断能力的提高不仅会大大缩小真空灭弧室的尺寸，而且会使真空开关整机的结构隔更加紧凑，节约金属及其他材料，并可以提高真空开关的可靠性。CuCr是目前广泛应用于真空断路器的触头材料，为了提高开断能力，在其中加入高熔点材料钽。     

细晶—超细晶CuCr触头材料的研究进展

介绍了目前对细晶—超细晶CuCr触头材料的研究进展。CuCr材料组织细化后,特别是Cr相细化可以解决触头材料耐电压与截流等性能间此消彼长的矛盾。为了得到细晶、超细晶CuCr合金人们已采取了多种制备工艺。细晶、超细晶CuCr触头的发展将能满足真空断路器向高电压、大容量、小型化发展的需要。     

用于252kV高电压真空灭弧室的触头材料

真空灭弧室一般采用CuCr材料.介绍目前真空灭弧室的触头材料采用添加第三种元素的技术,经特殊冶炼,从而很大程度地提高了触头的耐压性能,并具有大的开断能力和高熔点低截流的优点.     

三种CuCr触头材料对真空灭弧室投切背靠背电容器组性能的影响

为研究三种不同触头材料(真空熔渗CuCr50、真空熔铸CuCr40Te0.005、电弧熔炼CuCr50)对真空灭弧室投切背靠背电容器组性能的影响,将采用三种不同材料制备的触头各装配在三只相同的12kV等级真空灭弧室中,每只真空灭弧室经过80次背靠背电容器组合分操作,高频涌流设定为幅值8 kA、频率3.8 kHz。结果表明:真空熔渗CuCr50、真空熔铸CuCr40Te0.005以及电弧熔炼CuCr50的平均重击穿概率分别为6.7%、5.8%、8.3%,重击穿现象主要发生于恢复电压持续时间的1/4T与10T之间(T表示恢复电压周期20 ms);复燃现象多次出现,真空熔铸CuCr40Te0.005(1次)电弧熔炼CuCr50(9次)真空熔渗CuCr50(10次)。     

混合型直流真空断路器小间隙下的分断特性

混合型直流真空断路器技术是舰船电力系统短路保护的有效方式,其换流参数的优化设计取决于真空灭弧室的分断特性。利用可拆卸真空灭弧室,研究了直径为45 mm 的CuCr50平板触头在直流3~5 kA,燃弧时间约为50μs,触头开距约0.5 mm 的分断过程中,灭弧室电流下降过零变化率di/dt对电弧性能的影响。实验结果表明：di/dt>90 A/μs时,灭弧室电流过零后继续流通;di/dt<60 A/μs 时,灭弧室电流过零截止,电弧熄灭,可以为介质恢复过程创造近似零电压的恢复条件。实验条件下,经过约50μs的近似零电压恢复过程,真空间隙介电强度恢复到静态耐压水平,击穿电压幅值主要受触头表面状态的影响。实验结果可以用于指导低压混合型直流真空限流断路器的研发。     

低截流值真空触头材料的研究

一、引言CuCr触头具有优良的开断能力、较好的耐压水平、良好的抗侵蚀和抗熔爆性能，已被广泛地应用于真空断路器中。然而，与Ag－WC、CuWC以及近年来国外开发的CoAgSe相比，其截流值相对较高。随着真空开关向高耐压、大容量、小型化和低过电压的不断发展，以及CuCr触头在真空接触器、真空负荷开关上应用的逐步推广，要求进一步降低CuCr触头的截流值。国外近些年来在降低CuCr触头材料的截流值方面进行了大量的研究，其主要的途径有三条：（1）在CuCr中添加金属碳化物。如日本明电舍公司研究了CuCrMo（CrC2）等，其主要电开断性能…     

真空灭弧室CuCr触头材料发射率研究

真空灭弧室触头温度是影响其开断能力的重要因素之一,非接触式温度测量手段以其反应时间快,测量范围宽,测量精度高,不干扰等离子体分布等优点被应用于真空灭弧室触头温度测量中。触头材料发射率是材料本身的物性参数之一,也是非接触式温度测量中推算温度所需的基本参数之一,只有在测得材料发射率的情况下才能根据光谱强度推算出材料表面温度。本研究的目标是测量得到真空灭弧室6种常用触头材料Cu、CuCr(25)、CuCr(30)、CuCr(40)、CuCr(45)、CuCr(50)的发射率。利用黑体辐射参考源在中温黑体炉中进行光谱测量,检测波长范围从5~20μm,加热温度为400~800℃。得到测量波长在5~7μm范围内为发射率测量值最稳定,适合用于触头温度非接触式测量。测得5~7μm波长范围内上述6种触头材料在800℃时的发射率值分别为0.50、0.58、0.56、0.52,0.48和0.41。触头材料发射率随着材料表面粗糙程度的增加而增加;随着温度的上升触头材料发射率随之增加;铜铬合金触头的发射率会随着铬组分比例增加而下降。     

触头结构对真空灭弧室开断能力影响的试验研究

<正> 真空断路器的灭弧室外形结构,几乎已典型化,而灭弧室中触头的几何形状及触头材料,则相差很大。近几年来,由于触头几何形状设计改变,开断电流有了较大的突破,在实验室中开断能力已达到200kA以上。为了研究触头结构对真空灭弧室的开断能力的影响,我们对几种不同触头结构的真空灭弧室的开断能力,进行了试验研     

铜铬铁真空触头材料荣获国家发明三等奖

<正> 冶金部钢铁研究总院和西安高压电器研究所共同研制的真空断路器用钢铬铁真空触头材料荣获1993年度国家发明三等奖.此材料与国外类似材料铜铬50合金比较,开断电流能力相当,而耐电压强度提高50%～60%,且截流值降低、抗熔焊好、抗电磨损好,是我国自己创制的大容量真空断路器用的真空触头材料,已大量用于10kV、31.5kA级的真空断路器灭弧室中.并且,由于它的高耐电压强度,亦已应用于35kV、20hA和25KA级真空断路器灭弧室,还可进一步用于开发55kV级以上的高电压真空断路器灭弧室.因此,此材料的研制成功具有巨大的经济效益和社会效益.此材料的研制成功是钢铁研究总院和西安高压电器研究所密切配合的结果,材料的制取工作主要由钢铁研究总院完成,材料的电性能研究和应用工艺开发则是在西     

AMF与TMF高频磁场特性仿真对比分析

真空灭弧室的灭弧性能与真空灭弧室触头的磁场特性密切相关,其中纵向磁场(AMF)灭弧技术与横向磁场(TMF)灭弧技术应用最为普遍。基于人工零点的高压直流真空断路器,引入高频震荡电流帮助开断,为了分析真空断路器开断高频电流情况下的磁场特性,文中建立了两种类型的触头结构进行有限元仿真,对比分析真空灭弧室磁场特性以及触头片涡流情况。结果表明:在高频电流开断情况下,横磁结构触头与纵磁结构触头相比有更好的磁场特性分布;触头片涡流是影响纵磁结构触头磁场特性恶劣的关键因素,而对横磁触头间隙磁场特性几乎没有影响。     

高压断路器试验技术(4) 真空断路器导电回路电阻的测试

真空断路器具有灭弧能力强、分断能力高;触头电磨损小,电寿命长;触头开距小,机构操作动能小,机械寿命长;结构简单,维修方便等优点。真空断路器采用了特制的真空元件,随着近年来制造工艺水平的提高,灭弧室的故障明显降低。真空灭弧室无需检修,当其损坏和寿命终了时只能更换。     

大功率真空灭弧室触头材料的开发与进展

本文评述了真空灭弧室触头材料的发展。在过去的十五年里，Cu－Cr触头材料在中压大电流真空灭孤室应用中已逐步占有统治地位。文中讨论了这种材料的制造方法。其他材料，如Cu－W，Ag－WC和Cu合金只作了简要描述。在运行条件下，对真空灭弧室触头材料的使用性能也作了评论。本文论述表明，真空断路器所用的触头材料最好的还是Cu－Cr。     

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《高压断路器技术发展动态》文集通过对SF6断路器开断能力、热气流的模拟、触头材料烧蚀状况、电弧能量、模型等的分析研究，介绍了SF6断路器的最新发展动态；通过对真空灭弧室大电流开断的物理过程、纵向磁场作用下大电流真空电弧的磁场控制、绝缘恢复特性、触头材料以及真空断路器其它性能的基础研究，     

现代真空断路器技术

本文介绍了真空断路器在触头材料与电极结构、截流与过电压、灭弧室的制造、小型化技术及高电压大容量真空断路器研究等方面的技术发展。     

低压真空断路器的大电流开断技术

低压真空断路器具有无火灾爆炸危险、良好的环境适应性,以及寿命长、维护量小等一系列优点。低压真空断路器的开断能力与触头直径之间呈线性关系,其极限开断能力取决于电流过零时的触头表面温度。当它开断大的短路电流时,一般采用与电弧轴向垂直的横向磁场真空电弧控制技术,使集聚态真空电弧在触头表面上快速旋转,减轻时局部触头区域的烧蚀。在低压真空断路器中CuCr触头材料显示出最好的性能。低压真空断路器将在煤矿、化工、冶金、纺织、采矿等时断路器有较高环境要求的领域中占有一席之地。     

低压真空电弧分断性能的研究

低压真空电弧由于开距小，真空金属过零后的金属蒸汽扩散主要以触头吸收为主，其开断性能与高压真空电弧有很大差异，对于低压真空断路器，需要对触头材料和开距进行细致考虑方能发挥真空灭弧室开断电流的优势，同时有效地减少截流值。