特瑞德固封极柱特点分析.docVIP

永磁机构用固封极柱特点分析 及借鉴性 【摘要】 本文分析了特瑞德电器公司ISM系列断路器12kV/630A/20kA永磁机构用固封极柱的结构特点以及所配真空灭弧室的内部结构和电磁场分布。为我公司固封极柱研发和灭弧室设计提供借鉴意义。 【关键词】 固封极柱 真空灭弧室 电场 磁场 借鉴性 问题的提出 近几年，随着固封技术的迅速发展，固封极柱成为国内炙手可热的市场热点产品，同时永磁机构目前也逐步被市场所认可。特瑞德电器公司是全世界最优秀的永磁机构断路器和永磁机构供应商之一，研究特瑞德永磁机构用固封极柱对我公司发展自有固封极柱技术很有借鉴意义。所以我们对特瑞德ISM系列断路器12kV/630A/20kA永磁机构用固封极柱进行了解剖和分析。 极柱的分析 样品为特瑞德12kV/630A/20kA固封极柱1个， ①.开距6mm，②.触头压力700N，③.该样品除了完成过10000次机械寿命，未进行过其他项目实验。图1是该产品装于断路器上的外观情况 图1 图2为该极柱的外形测绘结果 图2 图3为极柱上半部和下半部X光照片 图3 极柱上半部和下半部X光照片 1.极柱参数测试结果 序号 测试项目 测试结果 备注 1 真空度测试 5.7×10-5Pa（开距6mm） 21#曲线（TD830A） 2 局部放电值测试 0.6pc (14.4kV) 3 工频耐压测试 （1min，空气中） 6mm开距 45kV稳定，50kV稳定 参数要求42kV 4 冲击耐压测试（空气中） 6mm开距 75kV：OK（无击穿）； 95kV：失败 参数要求75kV 5 自闭力、反力 无法测量 6 回路电阻 压力700N 28μΩ 参数要求＜40μΩ 压力1200N 26μΩ 2.极柱的主要特点： ①.带绝缘套的灭弧室和绝缘筒之间没有任何粘接物，灭弧室及其绝缘套能够直接从绝缘筒内退出（但需要施加一定外力）。绝缘套套在灭弧室瓷壳上，与瓷壳间也没有任何粘接物，而且其伸长率较大，能够直接从瓷壳上径向拉伸后取下。见图4 图4 分解后的灭弧室、绝缘套、绝缘筒、软连接 绝缘套自由状态下的内径尺寸约为Φ57mm，壁厚约4.5mm。灭弧室瓷壳外径为Φ74.5mm，比绝缘套内径大17.5mm，试图采用手工方式将绝缘套套上瓷壳，但比较困难，推测可能要通过热缩等其他方式。绝缘套为加强型液体硅橡胶，经检测其物理性能如下： 硬度（邵氏A） 伸长率（%） 拉伸强度（Mpa） 撕裂强度（KN/m） 35 ≥300 ≥6 ≥20 可以看出，硬度较低，拉伸强度和撕裂强度方面优于我公司现有产品。 将胶套如图5方向放置于工频测试台上，下端面接地，上端面加高压，测得其耐压值为25kV，电压加至30kV时跳闸。 图5 硅橡胶套 ②.经检测绝缘筒玻璃化转变温度为145.7℃。据资料显示，可能是聚碳酸酯(PC)或聚氨酯(PUR)塑料。 ③.软连接结构比较特别，由24片宽40mm的环形铜片压叠而成，环型上下各有1个孔，上端与动导杆连接，下端与下出线连接。局部装配图如下图。软连接中通过的电流及其产生的磁场、电动力方向如图6所示： 图6 可以看出，当电流流过环行软连接时，会产生图示方向的电动力，由于软连接下端是固定在下出线上的，所以该电动力的作用方向和触头压力方向是一致的，相当于补充了一部分触头压力，对关合有利。但在分断操作中，从触头刚分点至电弧熄灭之前该力会成为分闸力的一个阻力，这对开断不利。 ④.灭弧室静端为端面连接，动导电杆和软连接、软连接和下出线之间均为锥度连接（见图7）。灭弧室动端无导向套。 图7 由左开始依次是 灭弧室整管、灭弧室静端、灭弧室动端 真空灭弧室分析 图8为灭弧室X光照片 图8 左为触头闭合时的灭弧室 右为触头拉开6mm时的灭弧室 1.灭弧室参数测试 序号 测试项目 测试结果 备注 1 真空度测试 7.7×10-3Pa（开距6mm） 18#曲线（TD15A） 2 工频耐压测试（介质中） 6mm开距 50kV（1min）：OK 60kV（1min）：OK 85kV电流表有微小抖动 90kV开始有电流 3 冲击耐压测试 6mm开距 95kV：OK（负极性击穿1次） 115kV：失败 4 自闭力 110N 5 反力 6mm开距 155N 6 电阻 压力700N 16μΩ 压力1200N 15μΩ 2.灭弧室结构特点分析 静动管芯照片见图9，切割后的管芯照片见图10 图9 左为静管芯 右为动管芯 ㈠.电极结构 电极采用了直径为Φ55的6槽杯状纵磁结构，入角约为18°，转角90°，槽宽0.8mm。杯子的整体高度很小，只有8mm。大大节省了管内空间。但槽根距离也小，约为3.8mm，对额定电