真空灭弧室发展分析.pdfVIP

观 点 Opinion 真空灭弧室发展分析 刘顺新 丛吉远 廖敏夫 董华军 大连理工大学( 辽宁大连 116024) 的真空断路器。 阐述了真空灭弧室的发展历史及现状，对决定真空灭弧室发展的4个关键 在2003年，Alstom公司使用“环 技术：触头材料、电弧控制系统、灭弧室结构及灭弧室制造技术进行了分析， 保设计法”设计出新一代真空灭弧室； 同时对真空灭弧室的发展趋势作了介绍。 其参数为额定电压40.5 kV，额定电流 3 150 A,额定短路开断电流63 kA。这 1 引言 的工频交流电流，于1926年公布了研 种环保设计法，贯穿于产品研制生产 随着电网容量不断地扩大以及电 究结果。虽然真空灭弧室的概念和原 和试验的全过程，并取得了良好的技 压等级的不断提高，对用于电力系统 理相对简单，但设计的每一个方面以 术经济效益；可节省能源40%，节省 控制和保护的开关设备提出了更苛刻 及制造都需要仔细地研究和检验，所 原材料(铜、陶瓷)30%以上。以20年 的要求，真空开关以高真空作为灭弧 以其真正应用还是在20世纪60年代， 生产100万只灭弧室计算，利用环保设 和绝缘介质，触头与灭弧系统简单、具 这主要得益于与真空灭弧室研制开发 计法，可节省陶瓷798 t；金属1 826 t 有使用寿命长、检修间隔时间长、易于 的许多相关技术得到了较大发展，例 (主要是铜和不锈钢)；节省水570万 维护、适合频繁操作、体积小、重量轻 如材料科学、真空技术等。1966年，英 升；节省电能12万kWh。此外，由于 主回路电阻减小，在运行中可节约 等特点，在中压领域占主导地位。近年 国成功开发了15 kA、25 kA和 31.5 kA 来，随着国内外对真空灭弧室研究的 的真空灭弧室，从此，真空灭弧室正式 2700kWh电能。还由于灭弧室体积减 不断深入，真空开关在高压领域和低 开始为电力工业服务。到目前为止，额 小和重量减轻，可节省包装和运输费 压领域也得到了不断的发展。真空灭 定电流已达到4 000 A，如合理地采用 50%。 弧室的发展与真空开关的发展，是紧 风冷措施可提高到6 300 A。现在单断 我国在1958年前后开始从事真空 紧联系在一起的，甚至它的研究工作 口真空灭弧室的额定电压已分别达到 电弧的理论研究，最初的联合研发小 要超前一些。因为只有灭弧室技术的 123 kV、145 kV和168 kV的水平，开 组由西安交通大学牵头，于6个月后研 重大突破，才可带来真空开关技术水 断电流能力最高可达100 kA。日本对 制成功了第1个真空灭弧室，并顺利通 平的大大提高。 纵向磁场结构真空灭弧室的研究已在 过了4 kV、5 kA的型式试验。但1966 实验室12 kV条件下，开断了200 kA。 后的10年中，真空电弧理论和应用的 2 发展历史及现状 为了提高真空灭弧室的电压等级 研究基本处于停滞状态。目前，我国已 自从1643年，意大利科学家 和开断电流水平，电器工作者做了许 能生产额定电压12 kV、40.5 kV，额 Torricelli发现真空以来，就有人开始 多努力，使用多断口串联技术也是其 定电流6 300 A、额定短路开断电流80 设想将真空应用到其他行业。到1893中的一个重要方面。1980年，美国通 kA的真空灭弧室。真空灭弧室的年产 年，美国Rittenhause设计的第1个结 用电气(GE)公司生产出168 kV双断口 量