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高壓斷路器真空滅弧室的發(fā)展趨勢(shì)
1、小型化
真空電弧理論的發(fā)展和內(nèi)部電場(chǎng)優(yōu)化使真空滅弧室體積更小;復(fù)合絕緣技術(shù)的應(yīng)用使真空滅弧室結(jié)構(gòu)尺寸大大減小;真空斷路器機(jī)械特性的改進(jìn)、同步開(kāi)斷技術(shù)和高性能觸頭材料的應(yīng)用使真空滅弧室“升級(jí)”，使用成為可能。真空滅弧室的小型化工作不論在國(guó)內(nèi)還是在國(guó)外已經(jīng)進(jìn)行了很多年，并已取得了一定的成效。德國(guó)Calor-Emag公司新研制成的VC2型真空斷路器，其12kV、20kA的真空滅弧室的觸頭直徑僅為40mm，12kV、50kA真空滅弧室的觸頭直徑為80mm。德國(guó)AEG公司新推出的第三代真空滅弧室，其體積比縮小到原來(lái)產(chǎn)品的1/3。日本東芝公司研制成功SADE技術(shù)，使用該技術(shù)的真空滅弧室體積只有采用線圈式觸頭結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品的一半。
2、低成本
真空滅弧室的小型化保證了低成本實(shí)現(xiàn)的可能。在近20年的時(shí)間里，國(guó)產(chǎn)真空滅弧室的體積減小了50%，價(jià)格降低了70%左右，其中有生產(chǎn)廠家提高工藝水平(如一次封排工藝的普遍采用)，提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本的努力，也與觸頭、波紋管、陶瓷殼等零件成本的降低密切相關(guān)。
3、高電壓
隨著真空開(kāi)關(guān)制造技術(shù)和理論研究水平的不斷提高，真空開(kāi)關(guān)的發(fā)展已在嘗試著向高電壓大容量方向發(fā)展。美國(guó)通用電氣公司1980年后生產(chǎn)出了168kV/40kA的雙斷口真空斷路器，日本明電舍公司1980年開(kāi)始生產(chǎn)145kV/31.5kA單斷口真空斷路器，日本東芝公司1987年研制成功了145kV/31.5kA單斷口真空滅弧室及168kV雙斷口真空斷路器。此外，日本三菱公司已研制成功270kV單斷口真空滅弧室，并且準(zhǔn)備發(fā)展500kV雙斷口真空斷路器，一旦研制成功，估計(jì)其造價(jià)比同電壓等級(jí)的六氟化硫斷路器低。國(guó)內(nèi)目前已有北京開(kāi)關(guān)廠和西安高壓開(kāi)關(guān)廠研制的126kV真空斷路器(均采用日本明電舍真空滅弧室)一次通過(guò)了全部型式試驗(yàn)并完成鑒定。
4、大電流
發(fā)電機(jī)保護(hù)用斷路器由于額定工作電流較大，對(duì)真空斷路器來(lái)說(shuō)溫升要求較難達(dá)到，同時(shí)，由于其短路電流開(kāi)斷后瞬態(tài)恢復(fù)電壓上升速率高，要求有更高的介質(zhì)恢復(fù)速度，因此，這方面的使用一直受到限制。但近幾年在發(fā)電機(jī)保護(hù)用的真空斷路器、真空滅弧室方面都有了長(zhǎng)足發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)可以生產(chǎn)6300A/80kA的真空型發(fā)電機(jī)保護(hù)用斷路器。
5、低電壓
低壓開(kāi)關(guān)電器產(chǎn)品是量大面廣的電器基礎(chǔ)元件，由于真空開(kāi)關(guān)具有防爆和壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，只要價(jià)格限制在一定水平，是有十分巨大的市場(chǎng)前景的。德國(guó)西門(mén)子公司1994年推出了額定電壓380V～1140V、額定電流630A～2500A、額定短路開(kāi)斷電流為20kA～65kA的真空斷路器產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)已研制出了380V～1140V、額定電流1600A～3200A、額定短路開(kāi)斷電流30kA～80kA的低壓真空斷路器及其真空滅弧室。
6、固封極柱(固封式真空滅弧室)
采用APG技術(shù)，將真空滅弧室及其它的連接組件固封成極柱，極大的提高了真空斷路器的耐候性，減少了相間距，使真空斷路器的結(jié)構(gòu)更加緊湊，體積更小;固封技術(shù)的應(yīng)用，使真空滅弧室的外絕緣水平得到了強(qiáng)化，真空滅弧室的高度尺寸尤其是絕緣外殼的尺寸可以盡量縮短，在內(nèi)部絕緣優(yōu)化的基礎(chǔ)上，真空滅弧室的體積也相應(yīng)減少。但固封技術(shù)要求在真空滅弧室與緩沖層、緩沖層與環(huán)氧樹(shù)脂之間形成良好的結(jié)合，不能有空氣隙，否則很容易產(chǎn)生絕緣擊穿。
7、長(zhǎng)壽命
車(chē)載開(kāi)關(guān)及電弧爐用頻繁操作的斷路器要求機(jī)械壽命長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)次甚至25萬(wàn)次。隨著新型的操動(dòng)機(jī)構(gòu)如永磁機(jī)構(gòu)的研制開(kāi)發(fā)、波紋管制造技術(shù)的改進(jìn)、真空滅弧室裝配工藝的優(yōu)化，長(zhǎng)壽命的機(jī)構(gòu)和真空滅弧室相繼開(kāi)發(fā)出來(lái)，雖然l0萬(wàn)次機(jī)械壽命的真空滅弧室已經(jīng)通過(guò)了型式試驗(yàn)，但在長(zhǎng)壽命真空滅弧室方面還有許多工作要做，首先要保證一致性，其次要向更高的壽命要求進(jìn)軍，滿足市場(chǎng)需求。
8、專(zhuān)用化
在市場(chǎng)日益細(xì)分的今天，一些專(zhuān)用的開(kāi)關(guān)應(yīng)運(yùn)而生。鑒于開(kāi)合電容器組時(shí)真空開(kāi)關(guān)重燃引起的過(guò)電壓會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害，有必要研制開(kāi)合電容器組專(zhuān)用的真空開(kāi)關(guān)。同樣，在鐵合金廠，用于電弧冶煉爐的開(kāi)關(guān)由于操作過(guò)電壓比較高、使用環(huán)境惡劣，要求真空開(kāi)關(guān)極間和對(duì)地的絕緣水平要高、過(guò)電壓要低、使用壽命要長(zhǎng)，因此有必要研制針對(duì)鐵合金廠的新型真空開(kāi)關(guān)及真空滅弧室。
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