电力系统大通流能力固封极柱特点研究

1、电力系统大通流能力固封极柱特点研究摘要：近年来，随着固封技术的迅猛发展，固封 极柱成为国内炙手可热的市场热点产品，然而由于导体回路 固封的原因，大通流能力(额定电流在2500a以上)固封极 柱的研发制造一直是各个厂家的技术难点，特别是额定电流 4000a以上固封极柱的研发制造更是遇到了诸多技术难题。关键词：固封极柱；大通流能力；机械强度；温升；散 热中图分类号：tm561文献标识码：a文章编号： 1009-2374 (2014) 03-0147-021大通流能力固封极柱的主要技术难点通过分析，结合国内主流固封极柱生产厂家的一些经 验，大通流能力固封极柱的主要技术难点有：在运行过程中 电动力较大

2、，对固封极柱机械强度要求更高；由于额度电流 较大，为了满足相应的温升要求，极柱本身的回路电阻必须 更小，同时散热性能要好；产品结构特别是运动部分较复杂, 有一定设计难度，同时对工艺性要求也更高。对于上述技术难点，一般从以下两个方面予以控制：2机械强度2. 1环氧树脂壁厚加厚固封极柱需考虑产品在高、低温承受操作冲击、电动力 的能力，在结构设计时，考虑固封极柱在低温时能让弹性缓 冲层同环氧树脂外壳一起收缩，髙温时能让弹性缓冲层同环 氧树脂外壳一起膨胀，这样固封极柱的内应力可大大减小， 具有承受高低温循环和操作冲击的能力。因此，采用加缓冲 层的结构，并让动端面的缓冲层外露以实现上述自由膨胀和 收缩的

3、功能。综合考虑环氧树脂的抗拉强度、产品温升后材 料的强度下降、产品合闸冲击力并结合国外同类产品的经 验，大电流固封极柱的环氧树脂的壁厚一般定为10mm以上。2.2增加了靠背由于大电流固封极柱在运行中电动力较大，在设计中若 仍然采用小电流固封极柱与断路器框架的连接方式（即通过 4颗螺钉将断路器框架与固封极柱底座连接在一起），在运行 中可能会出现极柱体断裂的情况，根据该情况，在大电流固 封极柱体上加上靠背，提高了产品的机械强度。经过后期的 使用证明，该结构提高了产品的机械强度及可靠性。3温升方面固封极柱产品由于采用了复合绝缘的方式，其最大难题 就是如何克服散热与体积减小之间的矛盾。由于失去了真空

4、灭弧室与绝缘筒之间空气对流的散热方式，仅依靠热传导一 种方式散热，其温升问题就是产品的关键所在。大电流固封 极柱额定电流较大，上述矛盾会更加突出，主要从以下三方 面解决了该难点：3.1使用接触电阻较小的灭弧室，降低大电流固封极柱 的回路电阻选取接触电阻较小的灭弧室，回路电阻控制在10卩q左 右，可满足其温升要求。3.2加大导电体间连接部位接触面积，降低产品发热量 固封极柱的上出线座与真空灭弧室静导电杆导电面用4 个m12内六角螺钉压紧连接，这种采用螺钉紧固联结的方式, 有效保证了上出线座与灭弧室静导电杆的有效连接，减少了 接触电阻。综合考虑真空灭弧室动导电杆的分、合闸运动特性及固 封极柱的温升问题，借鉴绝缘筒式大电流产品的设计经验， 在真空灭弧室动导电杆与固封极柱下出线座之间采用嵌入 式布置的导电夹加软连接搭连接方式进行连接：软连接设计 为4片；一端用螺钉压紧在下出线座的内侧导电面上，另一 端用螺栓将其与导电夹压紧在真空灭弧室动导电的导电圆 周面上。设计时同时考虑尽量加大软连接与导电夹以及导电 夹与动导电杆圆周面及出线座的接触面积，减少接触电阻并 有效减低发热量。3.3使用散热器在极柱顶部加装散热器，这样也相当于加大了极柱的散 热面积，更利于其散热。测试结果证明，这种结构对解决大 电流固封极柱温升难点是非常有效的。4结语由于大通流能力（额定电流在2500a以