論關(guān)于VS1-12/31.5真空斷路器的鋁觸臂

由于戶(hù)內10KV-35KV高壓移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜的推廣,手車(chē)式的VS1真空斷路器大量應用于現在的高壓開(kāi)關(guān)中,原手車(chē)中的隔離觸臂的紫銅材質(zhì)被幾種鋁材質(zhì)所代替。本文就現在的斷路器中的導電件的形勢和發(fā)展做一下論述。

由于近年來(lái)，銅價(jià)的上漲的原因，鋁材做為替代銅導電件的趨勢有所抬頭，用在高壓開(kāi)關(guān)柜斷路器中的導電件有相當一部分被鋁合金材質(zhì)所替代。就VS1真空斷路器來(lái)說(shuō)，原1250A以下的觸臂的紫銅管由鋁棒材質(zhì)所替代。但鋁合金的材質(zhì)多種多樣，究竟哪種鋁材質(zhì)才最適合做觸臂呢？

純鋁的導電率能達到30-35MS/M，相當于鑄銅T3的標準了，但由于純鋁的機械強度較低，所以并不適合機械加工和做為有一定強度要求的環(huán)境使用，大家都知道，同等重量的鋁和銅，鋁的導電性能要比銅好，但是純鋁做為VS1真空斷路器的觸臂，是不適合的，因為，與柜里的靜觸頭的連接是動(dòng)連接，在手車(chē)的運動(dòng)中的梅花觸頭與柜內的靜觸頭滑動(dòng)連接后，所以并不適用于動(dòng)觸臂。在斷路器中的導電件中，原觸臂是采用銅棒材質(zhì)，在產(chǎn)品的導電性能和機械強度上，有一定的要求，比如要求1250A回路電阻≤45uΩ,觸臂的抗拉強度和屈服強度應在動(dòng)熱穩定實(shí)驗下通過(guò)才能使用，溫升≤65K，當觸臂的材質(zhì)有更換時(shí)，應該做相應的性能測試，然后才能投放市場(chǎng)運行中。而現在的相當一部分廠(chǎng)家，在沒(méi)有通過(guò)試驗檢測合格的的情況下，把觸臂的材質(zhì)任意更換成鋁合金的材質(zhì)，設計的改動(dòng)并不符合產(chǎn)品的運行規律，給自身的產(chǎn)品帶來(lái)不安全隱患。

現在運行的VS1真空斷路器的觸臂一共有現在幾種形式，我們就性?xún)r(jià)做一下比較。

第一種：原觸臂采用紫銅管，上下出線(xiàn)座及支架采用的鋁材質(zhì)。這種形式是通用的標準設計.

第二種：觸臂與上下出線(xiàn)座成一體，采用鋁材質(zhì)，但與梅花觸頭相連的部分采用銅觸臂，也就是增大了鋁出線(xiàn)座的長(cháng)度，縮短了原銅觸臂的尺寸，這種觸臂的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品成本有所降低，但可能會(huì )出現一些問(wèn)題，第一是,這種鋁材是鑄造成形的,機械強度和導電率相對要低,銅頭鋁臂的連接部分采用螺栓連接，而現有的螺栓處采用鐵螺栓，磁性很大，在產(chǎn)品運行中必定會(huì )產(chǎn)生渦流，而且與相鄰的靜觸頭的螺栓一起形成了強磁場(chǎng)，兩處渦流發(fā)生的熱量太過(guò)于集中，而梅花觸頭與觸臂和靜觸頭的接觸本身就會(huì )因接觸電阻過(guò)大發(fā)熱，時(shí)間長(cháng)了，會(huì )引起這幾處點(diǎn)的熱量無(wú)法迅速傳導出去，并且銅與鋁接觸后，時(shí)間長(cháng)了，搭接面會(huì )因兩種材質(zhì)的熱膨脹系數的不同而引起螺栓的松動(dòng)，應力發(fā)生變化，溫升過(guò)高而引發(fā)事故。

第三種:是用高強度和高導電性能的特殊鋁合金材質(zhì)生產(chǎn)出來(lái)的鋁觸臂,設計與第一種相同，只不過(guò)是材質(zhì)換成了與梅花觸頭的接觸部分采用特殊工藝,表面鍍銀,回路電阻和溫升、動(dòng)熱穩定經(jīng)測試合格。這個(gè)性能檢測試驗是在機械工業(yè)高壓電器質(zhì)量檢測中心（沈陽(yáng)）做的，委試號085398，委托單位是阜新市祥合船舶輔機有限公司做的。合金的材質(zhì)的機械強度達到中硬度鋁合金標準，達到260N/mm2。完全可以滿(mǎn)足對斷路器的動(dòng)觸臂的強度要求。此材質(zhì)導電率在鋁合金現有的型材中是最高的，機械強度也是很好，在KYN28A-12/31.5的高壓開(kāi)關(guān)柜中得到了靜觸頭和觸臂的應用,因為這個(gè)觸臂的螺栓連接處與靜觸頭處距離較遠，產(chǎn)生的渦流的熱量不集中，會(huì )很好的傳導出去，而且觸臂與接線(xiàn)座是同樣的材質(zhì)相連，并無(wú)電位差，而且與梅花觸頭的接觸部分，觸臂的表面強度達到了布氏128以上，并且表面鍍厚銀，摩擦系數增大，完全不會(huì )露鋁而產(chǎn)生三氧化二鋁而增大接觸電阻。

注意：不是所有的鋁合金材質(zhì)都適合做開(kāi)關(guān)的導電件，現在的高壓開(kāi)關(guān)的配件行業(yè)中鋁合金材質(zhì)有很多種,我們要追求的材質(zhì)其實(shí)要求是很高的,我認為只有這種高導電率和高強度的特種鋁合金,要經(jīng)過(guò)國家高壓電器權威機構的單位做過(guò)試驗報告后的產(chǎn)品,才能做為替代銅導電件產(chǎn)品來(lái)運行的的。

—— 深圳華電電力科技有限公司