1、真空滅弧室的基本工作原理
真空滅弧室,主要由一對(duì)密封在真空中的電極構(gòu)成。利用真空絕緣的特點(diǎn),真空滅弧室能夠?qū)崿F(xiàn)電路電流的導(dǎo)通和開斷功能。其基本工作原理是:在分?jǐn)嚯娏鲿r(shí),首先動(dòng)定觸頭分離致使金屬橋爆炸,從而產(chǎn)生絕緣的真空電弧,并在自生磁場(chǎng)的作用下,保持電弧的擴(kuò)散形態(tài),以保證觸頭的燃弧面能夠均勻燒蝕,然后在電流過零時(shí)電弧熄滅,動(dòng)定觸頭的熔斷處會(huì)冷卻凝固,與此同時(shí),觸頭之間的等離子體也將迅速恢復(fù),從而保證觸頭能夠承受快速升高的恢復(fù)電壓,實(shí)現(xiàn)電流的開斷。
2、真空滅弧室的生產(chǎn)工藝過程及其影響要素
2.1、真空滅弧室的生產(chǎn)工藝過程
真空滅弧室的生產(chǎn)工藝過程及其水平,是影響真空滅弧室與其他滅弧室具備競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素。通過結(jié)合陶瓷外殼真空滅弧室的制造過程,真空滅弧室的工藝過程需要經(jīng)過原材料檢驗(yàn)、零件加工、陶瓷表面處理、部件裝配與釬焊、氦質(zhì)譜檢、超聲波清洗、一次封排和老煉測(cè)試及烘裝,以及成品綜合檢驗(yàn)等幾個(gè)步驟。其中,在對(duì)原材料進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí),需要對(duì)所有真空滅弧室材料的性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析測(cè)量;在加工零件時(shí),要根據(jù)真空滅弧室的不同功能要求,精確零件的尺寸和形狀設(shè)計(jì);在陶瓷表面的處理及清洗工作中,需要嚴(yán)格控制真空滅弧室的各個(gè)零件的潔凈程度;在裝配與釬焊、封排外殼部件時(shí),則需要控制其焊縫的氣密性和牢固性。在陶瓷外殼真空滅弧室的整個(gè)生產(chǎn)過程中,每一個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)都會(huì)對(duì)真空滅弧室的某一性能參數(shù)帶來致命性的影響。因此,通過對(duì)工藝過程中真空滅弧室的影響要素的分析,有著極為重要的意義。
2.2、真空滅弧室的影響要素
2.2.1、真空度要素
真空度指標(biāo)通常可以分為靜態(tài)真空度和動(dòng)態(tài)真空度。靜態(tài)真空度是指真空滅弧室觸頭完全斷開或關(guān)合后,留在滅弧室內(nèi)的真空度。而動(dòng)態(tài)真空度則是觸頭斷開或關(guān)合的過程中的真空度。為保證真空滅弧室具備高度的真空度,前提條件是要保證靜態(tài)真空度和動(dòng)態(tài)真空度兩者的工藝過程得到有效控制。包括原材料質(zhì)量、工藝環(huán)境和排氣工藝等方面的控制。
在原材料質(zhì)量上,要加強(qiáng)控制真空滅弧室所有的金屬材料及其絕緣外殼的機(jī)械、物理和化學(xué)特性,例如選用無氧銅時(shí),要控制其含氧量在0.003%以下,在選用陶瓷外殼時(shí),最大限度保證其三氧化二鋁的含量在90%以上。在這方面,我公司的陶瓷外殼主要采用95瓷的三氧化二鋁,保證了真空滅弧室良好的氣密性和較低的放氣量。在真空滅弧室的裝配、封接等工藝環(huán)境方面的控制,應(yīng)該將重點(diǎn)放在控制影響各種金屬零件的溫度及濕度上,溫度一般在20℃~25℃之間,相對(duì)濕度控制在30%~80%左右。同時(shí),還應(yīng)按潔凈間的要求嚴(yán)格控制塵埃數(shù)。最后,在控制排氣工藝方面,應(yīng)該在一次封排生產(chǎn)過程時(shí),進(jìn)行大量的工藝試驗(yàn),確保零部件去氣徹底。
2.2.2、絕緣性能要素
在真空度控制上,若真空度在1.33 × 10-3 Pa以上,會(huì)影響真空滅弧室的絕緣強(qiáng)度,而當(dāng)真空度在1.33 × 10-3 Pa以下時(shí),則能夠保證絕緣強(qiáng)度基本維持不變。為了保證真空滅弧室的絕緣性能,必須將真空度控制在優(yōu)于1.33 × 10-3 Pa的水平上。在零件清潔工藝及保護(hù)措施上,除了生產(chǎn)廠家的清洗,還包括零件在運(yùn)輸和保存當(dāng)中的清潔和保護(hù)問題。應(yīng)該最大限度避免零件受到污染、損傷,從而降低其絕緣性能。在老煉工藝方面,通過高電壓老煉、電流老煉、電容老煉和輝光放電等方式,能夠進(jìn)一步提高真空滅弧室的觸頭、導(dǎo)電桿或波紋管及其他部件的質(zhì)量,保證其絕緣性能的良好。
2.2.3、導(dǎo)電性能要素
在影響真空滅弧室的工藝過程中,導(dǎo)電性能也是主要因素之一。因此,在控制導(dǎo)電性能時(shí),要嚴(yán)格要求其電流密度和回路電阻足夠低,且均勻分布。可以在了解焊縫結(jié)構(gòu)和焊接要求的前提下,選用合適的焊接工藝來實(shí)現(xiàn)焊縫焊料流散均勻飽滿。
2.2.4、機(jī)械性能及環(huán)境耐受性能要素
除了上述幾個(gè)要素之外,工藝過程中機(jī)械性能及環(huán)境耐受性能也會(huì)對(duì)真空滅弧室造成一定影響。機(jī)械性能通常是指其機(jī)械強(qiáng)度和機(jī)械壽命。若真空滅弧室機(jī)械強(qiáng)度差,在分合閘操作中,極有可能導(dǎo)致構(gòu)件無法承受機(jī)械沖擊作用而變形、脫落。而環(huán)境耐受性能,則要求真空滅弧室在制造過程中,充分考慮制成后其耐高溫低溫、潮濕等氣候的性能。并通過定期實(shí)行抗沖擊、耐高低溫等環(huán)境耐受性能的檢測(cè)工作,確保真空滅弧室的機(jī)械性能及環(huán)境耐受性能良好可靠。
3、波紋管對(duì)真空滅弧室壽命的影響
在真空滅弧室中,波紋管通常焊接在動(dòng)導(dǎo)電桿的外部和端蓋板的內(nèi)口上,在真空滅弧室的開斷過程中,主要起到密封作用,是真空滅弧室壽命最主要的影響因素。在選擇波紋管的內(nèi)外徑時(shí),由于其內(nèi)徑受動(dòng)導(dǎo)電桿粗細(xì)和導(dǎo)向套的限制,外徑受真空滅弧室內(nèi)徑、工頻和沖擊耐壓限制,因此,在選用時(shí),應(yīng)該保證外徑距離瓷殼18~22 mm,距內(nèi)徑6~9 mm。一般壁厚為0.14~0.18 mm,壁厚公差為±10%。
通常在釬焊波紋管前,要做好清洗和電鍍(鍍層10~15 μm)工作,并經(jīng)過氦質(zhì)譜檢漏儀檢驗(yàn),確定不漏后才能使用。同時(shí),為確保其使用壽命,在設(shè)計(jì)波紋管的安裝在合閘位置的尺寸大小時(shí),應(yīng)該盡量保持波紋管呈自然狀態(tài),在觸頭磨損中有稍微的拉伸。
4、結(jié)語
通過認(rèn)識(shí)真空滅弧室的工作原理和大致的工藝流程,并深入分析其在工藝過程中的真空度控制、絕緣性能、導(dǎo)電性能和機(jī)械性能及環(huán)境耐受性能等方面的影響要素,能夠加深廣大技術(shù)人員對(duì)制造合格的真空滅弧室的了解和掌握,從而為用戶提供優(yōu)質(zhì)可靠的產(chǎn)品。
德標(biāo)機(jī)械專業(yè)生產(chǎn)供應(yīng)電力產(chǎn)品(冷縮電纜附件)新型液態(tài)硅膠注型機(jī),設(shè)備具有一拖三功能,可以同時(shí)給3臺(tái)平板硫化機(jī)供料,簡(jiǎn)單操作,按照需求設(shè)置相對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)即可實(shí)現(xiàn),工藝可遙控器控制,省時(shí)省力。電力行業(yè)客戶案例:國家電網(wǎng)丨永固集團(tuán)丨固力發(fā)集團(tuán)丨南瑞集團(tuán)丨寶雞高壓丨雙豐電力丨七星電力丨科德電氣︱等代表性企業(yè)。