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开关柜的主要部件有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器及各种保护装置,通常分布在4个相互独立的隔室(母线室、断路器手车室、电缆室和继电器仪表室)。除必要的电气连接、控制和通风外,隔室之间均成封闭状态。
触头作为柜内重要的连接部件,其温升问题是影响设备可靠性的重大风险和隐患。贵州电网公司曾在一篇文章中指出,金属封闭高压开关柜触头过热是多年运行的老大难问题,柜内小车断路器触头发热而导致的故障、事故增多,所以触头发热的问题也正在引起各运行单位的重视。
传统梅花触头失效增多
目前,在开关柜断路器上多采用梅花触头。梅花触头可分为自力型和非自力型,自力型是依靠材料本身的弹性形变对触头施加压力,而非自力型是依靠紧箍弹簧的变形提供抱紧力,实现动静触头的接触。
但是,梅花触头的接触点少且接触压力大,镀银层较易受到磨损。同时,梅花触头连接复杂,外形尺寸大,制造成本较高。当开关设备长期运行时,梅花触头与柜体静触头之间容易发生接触不良,表现的形式大致为接触电阻值增大或接触电阻值飘移不定。由于接触不良,触头温升增大,接触电阻值进一步升高,因开关柜柜体封闭,若不能及时发现问题,如此恶性循环之后,极易发生触头烧毁,造成短路等电网事故。
国网山东省电力公司也在《中置柜梅花触头发热机理分析及改进设计》一文中指出,触头烧毁主要由触头过热引发。下图是其在检修某35kV变电站1号主变压器008开关时,发现的动静触头烧毁案例。
ML-CUX方案:低温升 高容差 易装配
MULTILAM表带触指技术是史陶比尔电连接核心技术,它在两个接触面之间建立平行接触点,每一片接触页片形成独立的弹性负载载流桥,这样就能大大减少整个接触电阻。根据给定的每一片接触页片的接触力、几何结构、弹性特征以及表面材质的硬度和属性,可以准确地计算出接触电阻。同时,MULTILAM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。
ML-CUX是MULTILAM技术的新近创新,为高性能接触元件树立了新的标杆。高达240A/cm的额定电流和4.4kA/cm的短路电流,可以实现高功率密度的紧凑型连接。压缩形变量可达2.5mm,能够补偿较大的制造公差。即使触头直径较大,特别的结构形状也能方便将ML-CUX插入到笔直的、成本低廉的凹槽之中。这一切得益于ML-CUX的双组分设计,将电气和机械性能分开,两者彼此独立优化,从而实现性能最大化。
凭借低温升、高容差和易装配的特性,ML-CUX在中压领域已展现出独特优势,在12kV SIS(I=1250A, Ik=25kA/4S, Ip=63kA, 最大工作温度105℃)的断路器和35kV CGIS(I=2500A, Ik=31.5kA/4S, Ip=100kA, 最大工作温度105℃)的母线连接已有成功应用案例。在为开关柜实现可靠通流的同时,ML-CUX还能够助力产品小型化及节约材料成本。
了解更多关于ML-CUX在中压领域的应用,欢迎莅临EP 2020上海国际电力展N1馆1G11史陶比尔展台。
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