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            vs1斷路器的觸臂能用鋁合金材質(zhì)的嗎?

            論關(guān)于VS1-12/31.5真空斷路器的鋁觸臂

            由于戶內(nèi)10KV-35KV高壓移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜的推廣,手車式的VS1真空斷路器大量應(yīng)用于現(xiàn)在的高壓開(kāi)關(guān)中,原手車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(xiàn)在的斷路器中的導(dǎo)電件的形勢(shì)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(dǎo)電件的趨勢(shì)有所抬頭,用在高壓開(kāi)關(guān)柜斷路器中的導(dǎo)電件有相當(dāng)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(dǎo)電率能達(dá)到30-35MS/M,相當(dāng)于鑄銅T3的標(biāo)準(zhǔn)了,但由于純鋁的機(jī)械強(qiáng)度較低,所以并不適合機(jī)械加工和做為有一定強(qiáng)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(dǎo)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?yàn)椋c柜里的靜觸頭的連接是動(dòng)連接,在手車的運(yùn)動(dòng)中的梅花觸頭與柜內(nèi)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(dǎo)電件中,原觸臂是采用銅棒材質(zhì),在產(chǎn)品的導(dǎo)電性能和機(jī)械強(qiáng)度上,有一定的要求,比如要求1250A回路電阻≤45uΩ,觸臂的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度應(yīng)在動(dòng)熱穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)下通過(guò)才能使用,溫升≤65K,當(dāng)觸臂的材質(zhì)有更換時(shí),應(yīng)該做相應(yīng)的性能測(cè)試,然后才能投放市場(chǎng)運(yùn)行中。而現(xiàn)在的相當(dāng)一部分廠家,在沒(méi)有通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)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(shè)計(jì)的改動(dòng)并不符合產(chǎn)品的運(yùn)行規(guī)律,給自身的產(chǎn)品帶來(lái)不安全隱患。

            現(xiàn)在運(yùn)行的VS1真空斷路器的觸臂一共有現(xiàn)在幾種形式,我們就性價(jià)做一下比較。

            第一種:原觸臂采用紫銅管,上下出線座及支架采用的鋁材質(zhì)。這種形式是通用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì).

            第二種:觸臂與上下出線座成一體,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座的長(zhǎng)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(xiàn)一些問(wèn)題,第一是,這種鋁材是鑄造成形的,機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電率相對(duì)要低,銅頭鋁臂的連接部分采用螺栓連接,而現(xiàn)有的螺栓處采用鐵螺栓,磁性很大,在產(chǎn)品運(yùn)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(qiáng)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(zhǎng)了,會(huì)引起這幾處點(diǎn)的熱量無(wú)法迅速傳導(dǎo)出去,并且銅與鋁接觸后,時(shí)間長(zhǎng)了,搭接面會(huì)因兩種材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)的不同而引起螺栓的松動(dòng),應(yīng)力發(fā)生變化,溫升過(guò)高而引發(fā)事故。

            第三種:是用高強(qiáng)度和高導(dǎo)電性能的特殊鋁合金材質(zhì)生產(chǎn)出來(lái)的鋁觸臂,設(shè)計(jì)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(wěn)定經(jīng)測(cè)試合格。這個(gè)性能檢測(cè)試驗(yàn)是在機(jī)械工業(yè)高壓電器質(zhì)量檢測(cè)中心(沈陽(yáng))做的,委試號(hào)085398,委托單位是阜新市祥合船舶輔機(jī)有限公司做的。合金的材質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度達(dá)到中硬度鋁合金標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到260N/mm2。完全可以滿足對(duì)斷路器的動(dòng)觸臂的強(qiáng)度要求。此材質(zhì)導(dǎo)電率在鋁合金現(xiàn)有的型材中是最高的,機(jī)械強(qiáng)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(yīng)用,因?yàn)檫@個(gè)觸臂的螺栓連接處與靜觸頭處距離較遠(yuǎn),產(chǎn)生的渦流的熱量不集中,會(huì)很好的傳導(dǎo)出去,而且觸臂與接線座是同樣的材質(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(qiáng)度達(dá)到了布氏128以上,并且表面鍍厚銀,摩擦系數(shù)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(dǎo)電件,現(xiàn)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(rèn)為只有這種高導(dǎo)電率和高強(qiáng)度的特種鋁合金,要經(jīng)過(guò)國(guó)家高壓電器權(quán)威機(jī)構(gòu)的單位做過(guò)試驗(yàn)報(bào)告后的產(chǎn)品,才能做為替代銅導(dǎo)電件產(chǎn)品來(lái)運(yùn)行的的。

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