(4)通过创新设计和工艺提高金属波纹管的真空密封性能
除触头系统以外,金属波纹管的密封性能是决定真空灭弧室寿命的另一个重要因素。传统的金属波纹管由不锈钢冲压而成(如图3(a)所示),在灭弧室的分合过程中,极高的加速度会对波纹管产生巨大压力,波纹管因疲劳产生漏气是目前真空灭弧室故障的主要原因。
TEG 的单稳态永磁真空断路器所用的波纹管由一组不锈钢环片在内侧和外侧交替焊接而成。采用这种设计的波纹管,在分合操作过程中机械应力均匀分布到整个环片上,单点受到的压力大大减小(如图3(b)所示)。这项技术的应用,不仅使真空灭弧室实现外型小巧,而且其额定机械寿命可达到15万次。
3.4 小结
单稳态永磁操动机构可被描述为一种不需要机械控制和闭锁的单稳态开关,它的机械操作次数可轻易达到10 万次以上,同时不需要任何维护。
这种操动机构与一个基于微处理器技术的控制模块配套使用。控制模块的作用是为操动机构提供能量,提供断路器所必须的电气接口,同时还具有实时监控功能并易于和监视控制与数据采集系统结合。使用以上触头系统及波纹管系统设计的真空灭弧室,完全可与操动机构的长寿命、高可靠性相匹配。
这种断路器几乎适用于所有场合,包括需要断路器进行频繁操作的情况,如单相电容器组和电弧炉等。它的应用可使配电系统在可靠性明显提高的同时,成本也得到降低。
4 永磁操动机构真空断路器在我国电网改造中的应用前景
保障城市电网的供电可靠性是国家电网公司目前的工作重点之一,根据国家电网公司对31 个重点城市电网改造的设备要求,首先要求安全可靠,其次要求占地少、维护少;在此基础上,还要求选用技术先进、自动化程度高的设备。因此,单稳态永磁操动机构真空断路器以其小型化、高可靠性、免维护、长寿命而表现出明显优势。永磁操动机构真空断路器在城市电网改造中的应用可归纳为以下几方面:
(1)应用于紧凑型、固定式的中压开关柜中
由于永磁操动机构真空断路器尺寸小、重量轻、安装灵活,寿命长,并可完全免除运行维护,因此可安装于占地少、而不利于维护的固定式开关柜中。
(2)应用于小型充气柜中
可进一步节省空间、美化环境、提高系统的可靠性。
(3)应用于现有正在运行的开关柜中
实施改造项目时不换柜子,只更换其中的断路器,既节省成本,又节省时间。已应用于湖北襄樊220kV变电站XGN 型开关柜的改造中。
(4)应用于城网入地电缆分支箱中
在电缆分支箱中采用断路器,可使事故影响范围缩减到最小范围。
(5)应用于投切电容器组中
永磁操动机构真空断路器也适合频繁操作,因此可将它应用于投切电容器组。已在浙江金华月泉变电站110kV 投切电容器组中得到应用,柜型为XGN-10。
(6)应用于小型预装式开关站和变电站中
在小型预装式开关站和变电站中采用永磁操动机构真空断路器也能发挥它体积小、重量轻、安装灵活,寿命长,免维护、可靠性高的特点。