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“消失的电弧”,且看金旸创新材料如何产气灭弧

2023/7/12 15:00:20

消失的电弧让澳门人巴黎人6123官方网站知道

灭弧办法千万条,安全快速第一条

 

 


      电弧是一种气体游离的放电现象,是电流通过某些绝缘介质(如空气)所产生的瞬间火花,其最显著的外观特征是明亮的弧光柱和电极斑点


 


      电弧产生过程:当电压或者电流足够大时,两个电极在靠近或远离的过程中,中性质子被游离,电离出导电的电子和离子,维持导电并放出热量。

      电弧由阴极区、弧柱和阳极区3部分组成,持续时间通常不到20 ms,弧柱核心温度最高可达20000℃,能瞬间释放出巨大的辐射能。电弧如果不能及时熄灭,轻则使开断故障电路的时间延长,或者使塑料变形影响下一次开断,重则烧坏绝缘材料,更可能引发爆炸、造成火灾,危及人员及设备安全。

 

Q1:电弧危害大,如何安全快速灭弧?


      电弧多产生于开关分断电路的瞬间。研究发现,当电路中的电流超过最小起弧电流触头上的电压大于最小起弧电压触头分开必然产生电弧。此时,触头虽然分开了,但电路并没有断开,因此需要在电路中安装灭弧装置,使电弧能够迅速地在很小的封闭容器内被熄灭,保证用电安全。


 


       熄灭电弧的常用办法有速拉灭弧、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、真空灭弧法等等,其中吹弧灭弧法最为经济和主流,而气吹灭弧则是吹弧灭弧法中最常用的一种。气吹灭弧是利用气体纵向或横向吹动电弧,使电弧受到强烈的冷却和拉长,从而降低电弧中的电场强度,使电弧快速熄灭。

 

Q2:气吹灭弧好,它所需的气体从哪儿来?

      答案是:产气材料。

 

      产气材料常以灭弧片、灭弧骨架、灭弧罩、灭弧侧板等形式应用于直流微型断路器、直流塑壳断路器和直流框架断路器。这是因为直流电路没有自然的过零点,电弧更难熄灭,因此,在直流开断过程中,断路器的灭弧设计成为首要考量因素,而产气材料的选择则是灭弧设计的重点,直接决定了断路器的直流开断能力。


 

气吹灭弧示意

      那么,产气材料是如何产生气体形成气吹的呢?原理如上图所示,通过在灭弧室内放置产气件,产气件经电弧侵蚀后产生大量气体,使灭弧室内的压强升高,与外部形成压力差,最后通过出气口形成对电弧的气吹。

      值得注意的是,产气材料如选择不当,也可能使灭弧室因压力过大而破裂,影响开断性能的提高,因此,选择产气材料时,应考虑最小限度的压力增大和最大限度的开断性能提升。

 

Q3:材料影响大,产气材料怎么选?


 

金旸H3G20K作为塑壳产气灭弧侧板进行短路分断测试电压电流变化

(单极分断测试,试验电压DC 1500 V短路电流 5 kA

      市面上的产气材料很多,目前应用最为广泛的是PA,它具有产气量大、击穿电压残炭少、力学性能和耐温性能优良等优点。作为热塑性材料,PA也是首选的烧蚀材料之一。它不仅能快速受电弧侵蚀产生大量气体,且气体中还含有导热性较好的H2,能够快速冷却电弧,当电流过零后,H2还能提高弧隙介质恢复强度。

      基于此,金旸全新研发了产气灭弧尼龙材料(具体牌号比如H3G20KBG20C等),产气量大残炭少/不出油耐高低温高介电强度高刚性阻燃等优异性能,灭弧效果好,均具有较高的直流开断能力

 

      为了支持"双碳"目标和向现代能源体系转型,我国的风能、太阳能光伏等低碳能源得到快速发展,直流应用需求不断增加,直流断路器行业也发展迅猛。而气吹灭弧室作为其中的核心元件也将得到更多发展机会,这些都使得应用产气材料帮助灭弧势在必行。