真空灭弧室制造技术有了很大发展,主要表现在4个方面:触头材料、电弧控制系统、灭弧室结构及灭弧室制造工艺。
在触头材料方面,目前使用的触头材料是CuCr50和CuCr25。其特点是耐压强度高、分断能力强、截流水平低、抗熔焊性能好、综合性能指标优越。同时Cr在冷凝时也有很好的吸气性。特别是CuCr50的耐电弧烧蚀能力非常好,冷凝后的触头表面很光滑,弧后绝缘性能很好。
在电弧控制方面,通过对真空灭弧室内触头结构的合理设计,使高压大电流下的聚集型电弧转化为扩散型电弧,或使聚集型电弧快速运动,以避免触头局部过度熔化,达到提高开断能力的目的。目前使用的触头结构有4种:⑴平板对接式触头;⑵螺旋型横磁触头;⑶线圈式纵磁触头;⑷杯状纵向磁场触头。目前纵向磁场触头结构已成为大电流真空灭弧室触头的主导结构,最主要有线圈式和杯状结构形式。在我国,杯状纵磁真空灭弧室触头应用最广。
在灭弧室结构方面,真空灭弧室主要由绝缘外壳、屏蔽罩、波纹管和动、静触头等组成。按绝缘外壳的材料不同,可分为玻璃外壳、陶瓷外壳和微晶玻璃外壳。目前主要使用的是玻璃外壳和陶瓷外壳,这两种技术已经成熟。真空灭弧室内的屏蔽罩有主屏蔽罩、波纹管屏蔽罩和均压屏蔽罩。合理地布置灭弧室屏蔽罩,可优化内部电场结构,使电场分布均匀。最新提出的一种真空灭弧室设计方法,是利用有限元法和最优化理论,得到灭弧室内各屏蔽罩间最佳的电场配置。波纹管能在动触头往复运动中保证真空灭弧室外壳完全密封。真空灭弧室的寿命主要取决于波纹管。波纹管目前主要有液压成型波纹管和薄片焊接波纹管。液压成型波纹管加工工艺相对简单,价格也较便宜,使用较广。薄片焊接波纹管通常用于机械寿命要求长、额定电压等级高、触头行程大的灭弧室中。
在制造工艺方面,目前国内外普遍采用一次封排工艺,即真空灭弧室的封口和排气同时进行,一次完成。采用一次封排工艺,使真空灭弧室因漏气或真空度下降造成的失效率从原来的0.3%下降到0.1%,甚至降至0.03%。一次封排工艺相比常规排气工艺,大大简化了工艺流程,同时提高了产品质量和生产效率,降低了生产成本。
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