几种主流固体绝缘固封式真空断路器解析_电子/电路_工程科技_专业资料。几种主流固体绝缘固封式真空断路器解析 【摘 要】真空断路器因为在灭弧介质以及在灭弧后的触头间隙的绝缘介质 均为高真空而得名，真空断路器具有体积小、重量轻、便于重复使用、灭弧简单 的优势。 本文针对几种
几种主流固体绝缘固封式真空断路器解析 【摘 要】真空断路器因为在灭弧介质以及在灭弧后的触头间隙的绝缘介质 均为高真空而得名，真空断路器具有体积小、重量轻、便于重复使用、灭弧简单 的优势。 本文针对几种比较常见的主流固体绝缘固封式真空断路器的特点和固封 极柱的设计方式和工艺进行介绍，分析固封极技术的优势和不足，为真空断路器 生产制造技术进步提供参考。 【关键词】真空断路器；固体绝缘材料；固封极柱成型工艺 真空断路器与其它断路器相比最大的区别就是灭弧介质不同， 因为在真空的 状态下不存在导电介质，可以让电弧快速的熄灭，所以真空具有很强的绝缘性， 一般在电压等级 40.5kV 以下输、配电配置中使用较多。主流固体绝缘固封式真 空断路器作为效果非常好的一种灭弧设施， 对于它的了解能够促进电力安全的发 展。 1 固体绝缘固封式真空断路器的功能特点 在固体绝缘固封式真空断路器的设计中， 将经过缓冲层包覆之后的真空灭弧 室与上下导电端头的一次主回路共同固化在环氧树脂当中。 运用环氧树脂可以将 真空灭弧室直接进行固定， 从而避免了采用紧固螺栓或螺帽因在环氧树脂内部而 产生的尖端电场集中的问题； 在传统的一代绝缘子悬臂式真空断路器的真空灭弧 室是裸露的， 在运输或安装过程中如果受到外力撞击就会造成损害，而断路器的 主回路的固化形成固体绝缘则可以起到很好的保护作用。 采用固体绝缘固封式真 空断路器则可以减少当真空断路器处于分闸状态下时， 因真空灭弧室延面闪络带 来的安全隐患，有效的提升断路器的环境适应性，提高主回路外绝缘的安全性， 省去了维修的烦恼。 2 固封极柱断路器的成型工艺与设计 2.1 固封极柱技术的 APG 工艺 固封极柱所采用的 APG 工艺，即环氧树脂的自动压力凝胶成型工艺。这种 工艺的特点在于大大缩短了环氧绝缘制品的生产周期， 能够对生产中的放热效应 进行很好的控制， 可以弥补因固化反应所引发的收缩，具有好的尺寸准确性和机 械强度高的特点。其生产工艺流程包括：前期混料、自动压力凝胶和成型固化。 2.2 几种固封极柱断路器的设计结构 目前我国的固封极柱断路器主要有两种，一是 VEP 型固封式真空断路器， 主要采用 APG 的工艺制作而成； 二是 VSm 型固封断路器， 由西安森源开关技术 公司设计。 VEP 型真空断路器的真空灭弧室是专门设计的，其规格比较小，所使用的 金属或陶瓷外壳的加工与设计也有特殊的规定。采用国际先进的 R 触头设计， 具有很强的纵磁场以及灭弧、开断能力。使用的是集成化的触头，没有引弧槽， 耐压性能很好，不易变形。 VSm 型的固封极柱断路器，采用的是含量为 95%的氧化铝陶外壳、外设屏 蔽筒、杯状的纵触头形式以及 CuCr25 的触头材质。动静两端的盖板采用的是圆 滑过渡的设计模式， 可以降低固封材料成型的应力。导电杆的设计是锥形的连接 面，这样可以扩大接触面，减小接触电阻。同时也可以让软连接和灭弧室的连接 处在分合闸时接触更为紧密，耐用性更好。 3 几种主流固封式真空断路器固封极柱的成型工艺 3.1 LSR 缓冲双 APG 的固封极柱成型技术 3.1.1 LSR（液态硅橡胶）缓冲与 APG（双自动压力凝胶） 固封极柱的成型工艺首先要运用 APG 工艺，在真空灭弧陶瓷的外表面形成 一层液态硅橡胶固化的缓冲层， 之后把带有固化硅橡胶缓冲层的真空灭弧室连同 上下导电端头一并安装在另一套模具当中，运用二道 APG 工艺进行固化成为固 封极柱。LSR 缓冲层的弹性是很好的，具有优良的缓冲作用，可以有效的克服环 氧树脂浇筑的绝缘层发生开裂的危险。尤其是在固封极柱的制作当中，固化成型 的极柱往往要经历从 150℃的高温模具上转移到温度只有 20℃的温室中， 这是对 固化极柱的极大考验， 而 APG 工艺可以有效提高产品的合格率，减少生产损耗， 降低了成本投入。 LSR 缓冲层对于防止固封极柱的开裂具有重要的作用， 所以在生产中要注意 采取有效手段进行检验。现在使用较为广泛的方法是采用温度冲击法来进行检 验。 具体做法是使用高低温温度冲击试验箱将固封极柱放置在其中，检验需要进 行三个循环时，每个循环的时间是 27 小时 20 分，当三个循环实验结束后，我们 可以运用肉眼对固封极柱是否有开裂的迹象进行观察。另外还可以使用 X 光探 伤机对固封极柱内部的每个绝缘介质比如：环氧树脂、液态硅橡胶的固化缓冲层 和真空灭弧室的陶瓷外壳进行检查，看各个绝缘层之间是否形成了空气间隙。 3.1.2 固体绝缘中热老化与电老化问题产生的原因 固体绝缘层的热老化问题指的是固体绝缘的介质层长期处于高温下发生的 老化现象，热老化现象的主要表现为绝缘介质的热电解、氧化裂解、交联和一些 低温分子的挥发等。 固体绝缘介质的电老化主要表现为： 首先， 电离性老化， 指在较强的电场中， 尤其是在交变电场的影响下，电极的边缘、介质表面、介质的夹层和介质内部， 因为产生的间隙或气泡造成游离、电晕放电及岩面放电的现象；其次，电导性电 老化， 指存在于两个电极固体绝缘介质层之间，比较常见的现象是在电极和绝缘 层的间隙内出现液态的导电物质。如果场强过高，这些液态物质就会顺着电场方 向逐渐进入到绝缘层当中。 因为某些固体绝缘介质层的防水性差， 容易吸收水汽， 在表层会形成树枝状的水痕， 产生导电的现象，长期如此就会使固体绝缘的介质 层被电流击穿。 LSR 缓冲双 APG 固封极柱成型技术，在防止热老化现象方面具有很好的效 果，所采用的液态硅橡胶可以承受 180℃的长期运行高温，这样的耐高温水平要 远高于真空断路器的规定耐热标准；其次在抗老化性能方面，LSR 缓冲双 APG 固封极柱成型技术所使用的材料具有极强的抗老化性， 经检测使用寿命可以达到 40 年以上。 LSR 缓冲层是运用液态的硅橡胶通过 APG 的自动压力凝胶技术制成 的， 液态的硅橡胶能够填充真空灭弧室的表面空隙，使缓冲层与真空灭弧室的外 壳之间没有留下任何的间隙，有效防止固封极柱
