楊華龍

（廈門ABB電器控制設(shè)備有限公司，福建 廈門 361000）

PVB真空斷路器額定電壓為12kV，適用于該電壓等級的架空線路，在正常的使用條件以及斷路器的技術(shù)參數(shù)范圍內(nèi)，該產(chǎn)品能夠滿足電網(wǎng)在運行狀態(tài)下系統(tǒng)各種保護的操作要求，包括關(guān)合和開斷短路故障電流；配置了智能控制箱后，能進一步實現(xiàn)高級配網(wǎng)自動化功能。PVB真空斷路器在進行頻繁操作和需要開斷短路電流的場合下具有極為優(yōu)良的操作性能，并具有極高的操作可靠性與電氣使用壽命。如圖1所示。

與同行同類產(chǎn)品相比， PVB型柱上真空斷路器具有的三個重要特點詳述如下:

1采用真空開斷技術(shù)。真空開斷技術(shù)主要指斷路器在開斷或關(guān)合過程中，采用真空介質(zhì)進行滅弧的一種高新技術(shù)。其實不管在滅弧之前或是滅弧過程中或是來弧之后，斷路器觸頭間隙的絕緣介質(zhì)都是真空。真空開斷技術(shù)近幾十年來在我國蓬勃發(fā)展。其具有體積小﹑重量輕﹑適用于頻繁操作﹑滅弧不用檢修的優(yōu)點，在配電網(wǎng)中應(yīng)用普及，成為國內(nèi)配網(wǎng)首先產(chǎn)品。

PVB的真空滅弧室是先進滅弧技術(shù)的代表。滅弧室的真空度可靠地維持在1.33×10-5Pa～1.33×10-2Pa左右。在這種條件下，滅弧室中幾乎不存在導(dǎo)電游離體。其滅弧原理是利用真空恢復(fù)絕緣，使用特殊設(shè)計的旋弧觸頭產(chǎn)生的磁場吹滅電弧。在開斷額定電流條件下，滅弧室的弧觸頭分布著相對均勻的發(fā)散型電弧，均勻的熱應(yīng)力對觸頭的燒蝕很小，所以額定電流開斷次數(shù)很高，達到10000次。當(dāng)短路故障發(fā)生時，開斷電流一般較大，根據(jù)霍爾效應(yīng)，此時的弧觸頭電流一般不是發(fā)散型的，而是有集中收縮成一點的趨勢，此點溫度極高，熱應(yīng)力大，很有可能燒損金屬觸頭。而特殊設(shè)計的弧觸頭使得電弧被磁場驅(qū)動保持旋轉(zhuǎn)，在上下觸頭之間產(chǎn)生橫向磁場，由于電磁互相作用力，就像是由中心吹向邊緣的一股“風(fēng)”，把集中的電弧分散推向觸頭邊緣，從而降低了電弧對點的熱應(yīng)力和燒蝕，同時可以提高開斷能力。當(dāng)電流第一次過零點時，電弧熄滅，殘留的離子﹑電子和金屬蒸氣只需在幾分之一秒的時間內(nèi)就可以復(fù)合或凝聚在屏蔽罩上，因此，滅弧室斷口的電介質(zhì)恢復(fù)極快，具有較強的耐受瞬態(tài)恢復(fù)電壓的能力。PVB滅弧室先進的設(shè)計理念和卓越的性能，決定了其較高的短路電流開斷能力。

2采用先進的固封技術(shù)。固封技術(shù)結(jié)合了緩沖層核心技術(shù)。由于不同材料的膨脹系數(shù)不同，使得滅弧室和環(huán)氧樹脂材料在澆注時常常在接縫處產(chǎn)生氣泡或開裂等故障現(xiàn)象，因而也成為重要的技術(shù)難題。而ABB巧妙的應(yīng)用了緩沖層技術(shù)，除低了不同材料表面膨脹系數(shù)的差異，能夠可靠地把環(huán)氧樹脂材料和真空滅弧室完美地澆注成一體。

固封技術(shù)實現(xiàn)了對滅弧部件全密封﹑免維護，提高了滅弧單元的絕緣強度，同時降低外界機械力的影響。PVB型柱上真空斷路器的極柱采用先進的固封澆注技術(shù)，把憎水性環(huán)氧樹脂（HCEP）和真空滅弧室澆注為一體。真空滅弧室不再裸露于空氣中，極柱的外界環(huán)境對滅弧室的影響被排除到了最小。不再有滅弧室表面的積塵﹑污穢﹑閃絡(luò)發(fā)生，真正實現(xiàn)了對滅弧室的全密封﹑免維護；滅弧室與環(huán)氧樹脂的一體化，使得澆注式極柱不需做任何進一步的處理就能達到很高的絕緣強度，同時降低了外界機械力的震蕩﹑沖擊等影響，使滅弧室充分穩(wěn)定地發(fā)揮著固有性能。無采用固封技術(shù)的同類產(chǎn)品，常因真空泡被灰塵，濕度等環(huán)境因素影響而倍受困擾，而一味地增加滅弧室的爬電距離使開關(guān)設(shè)備體積龐大，笨重，也增加了制造難度；同時經(jīng)常由于外界機械應(yīng)力沖擊，導(dǎo)致部件移位﹑松動，維護量大﹑困難。澆注式極柱的出現(xiàn)，使真空泡的表面絕緣由外絕緣變成內(nèi)絕緣，第一次徹底完美地解決了表面爬電的問題。

同時，固封澆注技術(shù)促進了極柱設(shè)計模塊化﹑生產(chǎn)量產(chǎn)化﹑應(yīng)用全球化。固封澆注技術(shù)使得極柱與真空滅弧室一體化，可以看成是單一部件，極柱三相完全可以互換；同一種極柱可適用于多種系列產(chǎn)品，促進了產(chǎn)品的量產(chǎn)化，提主了生產(chǎn)運作效力；同時固封極柱全密封的特性，決定了其適用于全球不同的氣侯環(huán)境中，使得產(chǎn)品的應(yīng)用全球化。

圖1 成品效果圖

3外絕緣采用憎水性環(huán)氧樹脂。憎水性環(huán)氧樹脂材料（HCEP）是美國Vantico公司推出一種高科技高性能的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂（HCEP），主要應(yīng)用于電力工業(yè)低﹑高壓電絕緣子。其憎水性可與有機硅相比，在熱帶氣候﹑海水腐蝕﹑礦物開采環(huán)境﹑污染大氣中仍保持良好的斥水性。

外絕緣采用憎水性環(huán)氧樹脂具有以下特點：

①與普通的親水性環(huán)氧樹脂（CEP）相比，憎水性環(huán)氧樹脂具有更優(yōu)良的固有疏水性﹑轉(zhuǎn)移疏水性和還原疏水性。②通過1000小時的鹽霧試驗證明，憎水性環(huán)氧樹脂穩(wěn)定地保持著優(yōu)良的低泄漏能力。③外同等條件下，憎水性環(huán)氧樹脂﹑普通環(huán)氧樹脂和瓷材料經(jīng)過25000小時紫外線試驗證明， 憎水性環(huán)氧樹脂穩(wěn)定地保持著較大的推進角，具備較強的抗紫外線能力。④在冷熱沖擊下的機械性能試驗中表明，普通CEP材料在-12℃低溫狀態(tài)下的抗開裂性急劇下降，而憎水HECP材料在-40至-66℃時開始下降，相對CEP有明顯優(yōu)勢。說明憎水性環(huán)氧樹脂在冷熱沖擊條件下，具備良好的機械性能。在電力工業(yè)應(yīng)用中，絕緣子表面發(fā)生閃絡(luò)通常由表面積污受潮引起，繼而引起表面電阻下降；隨著表面絕緣電阻的降低，絕緣介質(zhì)的表層開始產(chǎn)生泄漏電流，加重了干區(qū)額外電壓分擔(dān)，繼而引起絕緣介質(zhì)碳化﹑起痕﹑起包等電蝕現(xiàn)象。在這種情況下介質(zhì)絕緣處于不穩(wěn)定的狀況，甚至微小的電壓擾動都可能引起干區(qū)間的放電，外絕緣閃絡(luò)從而發(fā)生。PVB極柱采用了憎水性環(huán)氧樹脂可以最大限度地維持外絕緣表面的干燥，降低了表面發(fā)生閃絡(luò)的可能性，提高了設(shè)備運行的可靠性，同時，降低了絕緣介質(zhì)的痕化及腐蝕，提高了設(shè)備運行的預(yù)期使用壽命。

憎水性環(huán)氧樹脂材料作為絕緣子，與普通環(huán)氧樹脂材料對比，具有更好的防水能力；與硅橡膠相比，強度更好，不需要支持件，且無異味，無老化；與瓷材料相比，憎水性環(huán)氧樹脂重量輕﹑不易摔碎﹑不易積污。憎水性環(huán)氧樹脂材料的采用，為PVB型柱上真空斷路器產(chǎn)品長期穩(wěn)定的運行提供了壽命保障。

結(jié)語

廈門ABB電器控制設(shè)備有限公司生產(chǎn)的PVB型柱上真空斷路器，采用了先進的真空開斷技術(shù)和極柱固封澆注技術(shù)，同時采用了高性能的憎水性環(huán)氧樹脂，最大限度地保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。此外它具備優(yōu)良的機械性能和電氣性能，適合于國內(nèi)外配電系統(tǒng)的使用。PVB型柱上真空斷路器應(yīng)用至今，有口皆碑，已成為戶外斷路器產(chǎn)品的代表作。筆者借以通過本文，向電力系統(tǒng)行業(yè)推薦采用，也希望能給同行一定的參考價值。

[1]高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標準的共用技術(shù)要求[S].

[2]GB/T11022，高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標準的共用技術(shù)要求[S].

[3]GB1984，高壓交流斷路器[S].