論關于VS1-12/31.5真空斷路器的鋁觸臂

由于戶內10KV-35KV高壓移開式開關柜的推廣,手車式的VS1真空斷路器大量應用于現在的高壓開關中,原手車中的隔離觸臂的紫銅材質被幾種鋁材質所代替。本文就現在的斷路器中的導電件的形勢和發展做一下論述。

由于近年來，銅價的上漲的原因，鋁材做為替代銅導電件的趨勢有所抬頭，用在高壓開關柜斷路器中的導電件有相當一部分被鋁合金材質所替代。就VS1真空斷路器來說，原1250A以下的觸臂的紫銅管由鋁棒材質所替代。但鋁合金的材質多種多樣，究竟哪種鋁材質才最適合做觸臂呢？

純鋁的導電率能達到30-35MS/M，相當于鑄銅T3的標準了，但由于純鋁的機械強度較低，所以并不適合機械加工和做為有一定強度要求的環境使用，大家都知道，同等重量的鋁和銅，鋁的導電性能要比銅好，但是純鋁做為VS1真空斷路器的觸臂，是不適合的，因為，與柜里的靜觸頭的連接是動連接，在手車的運動中的梅花觸頭與柜內的靜觸頭滑動連接后，所以并不適用于動觸臂。在斷路器中的導電件中，原觸臂是采用銅棒材質，在產品的導電性能和機械強度上，有一定的要求，比如要求1250A回路電阻≤45uΩ,觸臂的抗拉強度和屈服強度應在動熱穩定實驗下通過才能使用，溫升≤65K，當觸臂的材質有更換時，應該做相應的性能測試，然后才能投放市場運行中。而現在的相當一部分廠家，在沒有通過試驗檢測合格的的情況下，把觸臂的材質任意更換成鋁合金的材質，設計的改動并不符合產品的運行規律，給自身的產品帶來不安全隱患。

現在運行的VS1真空斷路器的觸臂一共有現在幾種形式，我們就性價做一下比較。

第一種：原觸臂采用紫銅管，上下出線座及支架采用的鋁材質。這種形式是通用的標準設計.

第二種：觸臂與上下出線座成一體，采用鋁材質，但與梅花觸頭相連的部分采用銅觸臂，也就是增大了鋁出線座的長度，縮短了原銅觸臂的尺寸，這種觸臂的優點是產品成本有所降低，但可能會出現一些問題，第一是,這種鋁材是鑄造成形的,機械強度和導電率相對要低,銅頭鋁臂的連接部分采用螺栓連接，而現有的螺栓處采用鐵螺栓，磁性很大，在產品運行中必定會產生渦流，而且與相鄰的靜觸頭的螺栓一起形成了強磁場，兩處渦流發生的熱量太過于集中，而梅花觸頭與觸臂和靜觸頭的接觸本身就會因接觸電阻過大發熱，時間長了，會引起這幾處點的熱量無法迅速傳導出去，并且銅與鋁接觸后，時間長了，搭接面會因兩種材質的熱膨脹系數的不同而引起螺栓的松動，應力發生變化，溫升過高而引發事故。

第三種:是用高強度和高導電性能的特殊鋁合金材質生產出來的鋁觸臂,設計與第一種相同，只不過是材質換成了與梅花觸頭的接觸部分采用特殊工藝,表面鍍銀,回路電阻和溫升、動熱穩定經測試合格。這個性能檢測試驗是在機械工業高壓電器質量檢測中心（沈陽）做的，委試號085398，委托單位是阜新市祥合船舶輔機有限公司做的。合金的材質的機械強度達到中硬度鋁合金標準，達到260N/mm2。完全可以滿足對斷路器的動觸臂的強度要求。此材質導電率在鋁合金現有的型材中是最高的，機械強度也是很好，在KYN28A-12/31.5的高壓開關柜中得到了靜觸頭和觸臂的應用,因為這個觸臂的螺栓連接處與靜觸頭處距離較遠，產生的渦流的熱量不集中，會很好的傳導出去，而且觸臂與接線座是同樣的材質相連，并無電位差，而且與梅花觸頭的接觸部分，觸臂的表面強度達到了布氏128以上，并且表面鍍厚銀，摩擦系數增大，完全不會露鋁而產生三氧化二鋁而增大接觸電阻。

注意：不是所有的鋁合金材質都適合做開關的導電件，現在的高壓開關的配件行業中鋁合金材質有很多種,我們要追求的材質其實要求是很高的,我認為只有這種高導電率和高強度的特種鋁合金,要經過國家高壓電器權威機構的單位做過試驗報告后的產品,才能做為替代銅導電件產品來運行的的。

—— 深圳華電電力科技有限公司