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制造经验 Manufacturing Experience 提高真空断路器可靠性的探讨 1 2 张月存 于千松 (1.哈尔滨新生开关厂 哈尔滨 150030 哈尔滨轴承股份有限公司2. 哈尔滨 150036) 1 前言 1Cr18Ni9Ti不锈钢含碳量较高，为0.1%（直焊波纹管）。 真空断路器作为供电设备的主要 左右，这些碳在常温下过饱和地固溶 直焊波纹管的质量主要决定于微 部件之一，其性能和可靠性对供电质 在奥氏体中。当1Cr18Ni9Ti不锈钢加 弧焊的水平，如果焊接质量可靠，则可 量起着决定性作用。 热至550°C～8 00°C时，过饱和碳就以 以保证波纹管的壁厚均匀，机械寿命 真空断路器是由真空灭弧室、操 铬的碳化物形式在晶界上析出。晶界 高。西门子的真空灭弧室全部采用这 动机构、绝缘支撑件、导电回路、控制 上的铬的碳化物很容易和酸反应造成 种波纹管，而国内有些生产厂生产的 回路、构架等组成。要设计和制造出高 点腐蚀和晶间腐蚀。值得注意的是，铬 直焊波纹管经酸洗和电镀镍后焊缝容 性能、高质量、高可靠性的真空断路 的碳化物析出温度正好包含了真空灭 易损伤并漏气。无缝波纹管则没有焊 器，需要从以下几个方面进行改进。 弧室的钎焊温度，因而真空灭弧室的 缝，材质均匀，尽管壁厚不如直焊波纹 钎焊就造成1Cr18Ni9Ti不锈钢的铬的 管，但酸洗、电镀中局部损伤的可能性 2 真空灭弧室 碳化物的析出，这很容易导致在使用 较小，也可以获得很长的机械寿命。 真空灭弧室是真空断路器的心脏， 过程中真空灭弧室漏气。0Cr18Ni9的 我国现在既生产无缝波纹管，也 没有高质量的真空灭弧室就没有高可 含碳量低于0.03%，这时碳的含量接近 生产直焊波纹管，整体质量还不错，可 靠性的真空断路器。 于碳在奥氏体中的溶解度，因而加热 以保证10 000次机械寿命。如果配合 我国真空灭弧室已有多年生产经 不会引起铬的碳化物析出，从而可免 合理的酸洗和电镀工艺，国产的波纹 验，近年来通过各方面的努力，其质量 除晶间腐蚀和点腐蚀。采用这类不锈 管能基本满足高性能、高可靠性的要 和可靠性都有了很大提高，基本满足 钢制造波纹管可大大降低发生慢性漏 求。 断路器的要求。但与国外的真空灭弧 气的可能性。 2.2慢性漏气的解决方案 室相比，在可靠性上还略显逊色。这主 波纹管最早采用的制造工艺是： 储存期中慢性漏气问题是一个非 要表现在：机械寿命还不够稳定，当寿 用较厚的不锈钢板经多次拉伸和滚压 常复杂的问题。以往一直认为陶瓷的 命超过10 000次时就更不稳定了，在 成薄壁管，再液压出波纹形管壁。由于 金属化工艺不良和波纹管不锈钢的点 允许储存期内存在真空灭弧室慢性漏 这种工艺过于复杂，且在制造过程中 腐蚀与晶间腐蚀是造成慢性漏气的主 气现象。因此，进一步提高真空灭弧室 经多次拉伸和退火，成形后的波纹管 要原因。随着波纹管材料和制造水平 的机械寿命和消除个别真空灭弧室运 壁厚不均匀，表面氧化严重，表面粗 的提高，慢性漏气的问题已大大减少。 行中的漏气现象是提高真空断路器可 糙，因而机械寿命比较低，目前已很少 近年来我们发现，铜—陶瓷封接的慢 靠性的关键。 采用。现在广泛使用的工艺大体有两 性漏气率比阀—陶瓷封接的慢性漏气 2.1提高不锈钢波纹管的质量 种：一是用冷拔薄壁不锈钢管直接经 率低的多。采用铜—陶瓷封接的工艺 真空灭弧室采用不锈钢波纹管。 液压成形制成