测试条件对断路器喷口材料性能测试的影响研究

断路器喷口是重要的动作绝缘部件,对断路器开断有决定性影响。为加强喷口的质量管控,对喷口材料性能的测试条件进行研究。对比不同试样尺寸、不同拉伸速率下喷口材料试样拉伸性能的测试结果,发现采用较小的试样、较快的拉伸速率时测得的试样拉伸强度分散性更小;对比不同升压方式下喷口材料试样电气强度的测试结果,发现选取20 s逐级升压方式测得的试样电气强度分散性更小。根据试验结果选取了较为合理的喷口材料机械强度、电气强度测试条件。

喷口电弧与喷口材料蒸气相互作用的数学模型

基于守恒方程组,建立了喷口电弧与PTFE蒸气相互作用的数学模型,并用该模型对SF_6自能膨胀式断路器的开断过程进行数值模拟。结果表明:开断电流的大小对膨胀室内的压力有明显的影响,熄弧压力的建立是依靠PTFE蒸气和SF_6气体吸收了电弧的能量来完成的。进入膨胀室内的热气流与冷气体之间的相互作用使冷气体向膨胀室的气流出口处运动,有利于弧后触头间的介质恢复过程。PTFE蒸气能加快膨胀室内冷热气流的混合,导致热气体的温度下降、温度升高的区域增大;使弧后喷口内气流场的温度下降速度减小,但由于气体密度上升较快,介质强度增高。

大容量断路器喷口材料烧蚀性能的试验研究

研究了大容量断路器喷口材料的耐烧蚀性能,设计了一套基于恒流源的直流电弧发生装置,该装置可产生电压在0~400 V、电流在0~50 A内稳定燃烧的直流电弧。结果表明：稳定燃烧的直流电弧呈现负电阻特性;当燃弧时间不变时,喷口材料的烧蚀量随着电弧能量的增加而增大。

断路器喷口材料PTFE研究现状及发展方向

通过分析国内外喷口材料产品现状,重点阐述了喷口材料PTFE的填充改性研究进展及其耐烧蚀性能的表征研究进展,并对喷口材料PTFE的发展方向进行了展望。

断路器喷口材料PTFE耐烧蚀性能的研究

喷口材料的性能直接影响着断路器的开断特性,为研究喷口材料的耐烧蚀性能,文中设计了一套直流电弧发生装置,可以产生电压、电流、时间、弧长可控的直流电弧,在电弧轴向中充入气流模拟断路器吹弧对聚四氟乙烯(PTFE)的烧蚀,以PTFE材料经受一次电弧烧蚀所损失的质量作为其烧蚀性能的指标。结果表明:稳定燃烧的直流电弧呈现负电阻特性,PTFE的烧蚀量随着电弧电流的增大而增大,随着电弧功率的增加而增大,在电弧中充入气流,电弧燃烧不稳定,并且气流可以明显减少电弧对PTFE的烧蚀量。

纳米改性喷口材料PTFE耐烧蚀性能的研究

为分析纳米改性PTFE的耐电弧烧蚀性能,在PTFE中添加不同质量分数的BN、Al N、MoS_2制得PTFE喷口材料,并对其进行烧蚀试验。结果表明:在电弧电流21 A、电弧电压45 V、燃弧间距6 mm、燃弧时间5 s的条件下,添加BN的PTFE耐烧蚀性能最好,添加BN+MoS_2的次之,添加Al N的最差,其中添加20%BN填料的PTFE耐烧蚀性能最佳。

SF_6断路器喷口材料的填加物

SF_6断路器大多数都使用聚四氟乙烯作为喷口材料,PTFE的熔点为327℃,在400℃以上开始分解。所以,当PTFE被暴露在强电流的辐射时,材料内部也将发生某些分解,导致了一些游离碳的产生。并引起喷口几何尺寸的变化。 为了增强喷口的耐烧蚀性能。

550kV断路器典型故障分析

分别阐述了SF6断路器在分闸过程中重燃和分闸时灭弧室套管爆炸的两起故障情况,结合故障录波、解体检查、材料检测等情况,得出两起故障原因分别是喷口材料中填料比例不当和绝缘拉杆传动拐臂断裂,分析了喷口材料对断路器开断能力的影响,指出加强断路器核心部件的质量管控与监督仍是电力工业亟需解决的问题。针对在运设备,综合运用各种带电检测技术、重视故障录波信息的分析与家族性缺陷的诊断是及时发现此类潜伏性故障的重要手段。