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开关电器的发展

点击数: 发布时间:2021-05-15 05:55:07

本文是联邦德国布朗西伐克技术大学电力设备学院部分研究工作成果的综述。笔者曾于1980年在德国科技交流服务部学习期间对该学院作了为期三个月的访问。为了使灭孤室的结构和开关触头达到最佳设计,进行了无数次研究性试验。在不同灭弧介质如空气、油、六氟化硫(SP,)和真空中的试验表明,触头材料烧损试验特性与灭弧介质和触头形状有关。真空电器常用的触头材料是铜的复合材料,如:钨一铜、铜一铋、铜-铬和锰一铜等,它们将适用于电压至30kV的中压真空开关。文章指出,在真空中触头形状与触头材料对触头烧损有影响。

电气设备设计的目标是缩小外形尺寸,以便更好地利用材料,做到占地小。另一个趋势是短路容量越来越大,这对发展开关电器提出了严酷的要求。所有这一切促使按不同灭弧介质选定的触头材料所构成的灭弧系统变得越来越小。考虑到近来开关电器维护工时费用日益增大,应致力于开发不需维修的触头与长寿命的灭弧系统。过去在生产开关电器时注重于生产的经济性,现在,由于原材料的短缺,应探索来用新结构来降低材料的耗用量。

压缩气体断路器是在高压或超高压范围中作最大短路容量保护,而少油断路器逐渐被带气吹活塞式的六氟化硫断路器所取代。在中压范围内今后将大量采用六氟化硫及真空开关。在低压范围内空气式接触器目前占主要地位,并正大量生产。真空接触器将在低压范围内作为不需要维护的开关电器而与日俱增地推广。特别是用于带化学腐蚀气体和频繁操作的工业用电气设备。

电子式接触器或有触点与无触点元件构成混合式开关,原则上是可以实现的,并可用于操作频繁的场合,但在价格和体积方面不能与空气式或其空式接触器相竞争。此外还存在着电流通过半导体引起的发热问题,以及将热量从开关柜中排出的问题。布朗西伐克大学电力设备学院以及它和德国研究共同体所进行的合作是致力于对触头问题和灭弧系统问题连续开展基础性研究,目的是对这个领域中所出现的问题能解释清楚,并为发展体积小、少维修与不维修的新型开关提供关键性数据。

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