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史陶比尔所有电连接器都是基于MULTILAM表带触指技术。表带触指是经特殊成型的弹性连接元件,已实际应用超过50年,是大电流、高插拔寿命和严苛工况应用的极佳选择。它适用于高压电器的各种电连接,广泛应用于高压开关、断路器、套管及母线等。
在输配电行业中,电连接必须具备三个特征:安全、高效和稳定。表带触指极小的发热功率、极小的接触电阻和稳定均匀的接触力能保证优异的电连接性能。本文结合实际的设计需求及经验,简单介绍了表带触指的技术原理和典型应用。
电连接常见问题及原因
电连接主要的失效机理为接触不良,其表现出来的形式大致为接触电阻值增大或接触电阻值飘移不定。电接触不良会导致产品出现异常的发热量,超出国标所规定的温升允许值,进而影响产品的绝缘能力,甚至发生短路的情况。一般造成接触不良的现象及可能原因如下:
表带触指技术介绍
市面上常见的触指类型有表带触指、弹簧触指、梅花触指、自力型触指等等。可靠有效的电连接对于电力设备及电力系统都十分关键,因此选择合适的触指方案至关重要。
接触理论
电连接是指通过机械力实现导体之间电能传输连接方式。然而,该机械力作用产生的接触面(表面接触区域)并不等于用于负载电流的有效接触面。金属表面的污染层包括灰层、油膜、金属化合物,使有效接触面积远远小于表面接触面积,电流通道集中在单个接触点,从而导致接触电阻增大。也就是说,看似面与面的连接,其实是点与点的连接。
▲ 有效接触区域与表面接触区域
表带触指技术
MULTILAM技术,也称为表带触指技术,即在两个接触面之间建立平行接触点,并且提供一定的接触力,可以破坏污染层,实现有效的电连接。每一个接触页片形成独立的弹性负载回路,通过一圈若干回路的并联,能大大减少导体之间的接触电阻。根据给定的每一个表带页片的接触力、几何结构、弹性特征以及表面材质的属性,可以比较准确地计算出接触电阻。
MULTILAM的接触电阻 Rl相当于并联连接的接触页片的电阻。每一个接触页片的几何形状,均为实现长久的工作寿命而设计。页片恒定的弹性压力可以使接触界面之间的连接保持稳定,从而实现恒定的低电阻。
▲表带触指原理
▲ 表带接触电阻计算
表带触指的优势
表带触指技术从上世纪六十年代初面市,迄今已有超半个世纪的成功应用经验。它已经成为满足严苛需求应用的绝佳选择:能够在对温度、振动和冲击有严格要求的环境下安全运行;大电流,非常适合高压开关高负荷的要求;高插拔次数,能够完全满足开关的寿命实验要求。相比弹簧触指,表带触指的优势主要集中在开槽尺寸小、接触电阻低和稳定性高这三方面。
▲ 表带触指vs弹簧触指
表带触指技术的趋势
小型化设计是GIS未来发展的趋势,表带触指技术也在适应这种变化,往紧凑型方向发展。史陶比尔新近推出的ML-CUX表带触指,采用创新型的双组分结构,拥有卓越的额定电流和短时耐受能力,安装空间较小,实现了高功率密度的紧凑型连接,可以有效降低设备的总体拥有成本。
▲ ML-CUX表带触指
典型应用
表带触指可以根据高压电器的各种尺寸进行定制化选型,满足客户对产品结构设计多样性的需求。
示例一:断路器
应用条件:断路器灭弧室内的压气缸和气室滑动连接(注:气缸外径120mm)
解决方案:1条LA-CU表带
电气参数:额定电流4000A,短路电流50kA/4S,峰值电流125kA
机械参数:操作寿命M2等级1万次(滑动行程合计2.4km)
示例二:隔离开关
应用条件:隔离开关动触头和动触头座的滑动连接,动触头与静触头座的插拔连接(注:动触头外径80mm)
解决方案:1条LA-CUD表带
电气参数:额定电流4000A,短路电流40kA/4S,峰值电流100kA
机械参数:操作寿命M2等级1万次(滑动行程合计2.2km)
示例三:母线/套管
应用条件:管母线与触头座之间的静连接(注:触头座内径85mm)
解决方案:1条ML-CUX表带
电气参数:额定电流4000A,短路电流50kA/4S,峰值电流125kA
机械参数:满足安装大容差要求(注:轴套配合间隙一般为2.4mm)。
表带触指作为电连接器的应用已十分成熟,被广泛应用于组合电器、断路器、变压器、开关柜、气体绝缘母线等电气产品。表带触指极小的发热功率、极小的接触电阻和稳定均匀的接触力,能够确保优良的电连接,从而为电力系统带来更多和更长远的效益。
注:原文《表带触指在高压电器的应用》,刊载于《电气时代》杂志2019年第10期,作者为史陶比尔(杭州) 郑成利。
史陶比尔团队期待与您相约EP 2019 N1-1F11展位,分享表带触指在电力行业的成功应用经验,共同探讨面向未来的电连接解决方案。
2019上海国际电力展
时间:2019年11月6-8日
地点:上海新国际博览中心
展位号:N1馆 1F11展位
史陶比尔集团是工业连接器、工业机器人和纺织机械这三大领域机电一体化解决方案的全球专业供应商。史陶比尔拥有5500余名员工,在全球各大洲共计有14个工业生产基地,在29个国家/地区设立了销售和服务分公司,代理商遍及50个国家/地区。1892年,史陶比尔在苏黎世湖畔成立,如今成为总部位于瑞士法菲孔的跨国集团。
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