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波纹管:真空灭弧室的关键部件

【摘要】:波纹管是真空灭弧室中惟一需要大幅度运动的机械变形的部件,容易因疲劳损坏。波纹管的内径受动导电杆粗细和导向套的限制。波纹管的寿命决定于其使用状态,当断路器的分闸反弹或合闸弹跳大时,将会降低其使用寿命。为了充分保证真空灭弧室的寿命,在设计波纹管时要充分考虑留有安全系数,即波纹管的计算寿命应是使用寿命的6~10倍。

波纹管是真空灭弧室重要的部件。利用波纹管的纵向可伸缩性,从真空灭弧室外部用机械方法使内部的触头运动,而又不破坏外壳的气密性。波纹管是真空灭弧室中惟一需要大幅度运动的机械变形的部件,容易因疲劳损坏。波纹管焊接在动导电杆的外部和动端盖板的内口,在真空开关进行分闸或合闸动作时压缩或复原,起密封作用,它决定着灭弧室的机械寿命。真空灭弧室中常用的是壁厚为0.12~0.14mm的液压成型或机械滚压成型的波纹管,一般使用的材质为铬—镍—钛不锈钢,其结构如图7-10所示。

在真空断路器中涉及波纹管选择的问题,主要为内、外径的选择。波纹管的内径受动导电杆粗细和导向套的限制。通常导向套紧套着动导电杆,其壁厚只有3~5mm,波纹管内径与导向套外径之间有1~2mm的间隙,以防止摩擦,所以波纹管的内径受动导电杆粗细的制约,而导电杆的粗细又受真空灭弧室额定电流大小的限制,因此归根结底波纹管的内径受真空灭弧室额定电流大小的限制。额定电流与导电杆直径的关系见表7-1,额定电流与波纹管内径的关系见表7-2。

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图7-10 波纹管示意图

D—外径 d—内径 t—壁厚 h—波高 w—波距 L—有效长度 R—波峰半径 r—波谷半径

表7-1 额定电流与导电杆直径的关系

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表7-2 额定电流与波纹管内径的关系

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波纹管的外观应清洁、光滑、明亮、有金属光泽,不应有裂纹、剥层、气泡、夹杂、划伤、压坑、水迹、油迹及明显的模具痕迹,不应有锈点或锈斑。焊接波纹管的焊缝应光滑、均匀、一致,不应有氧化、开焊弧坑等缺陷。波纹管波节大小应保证一致,轴线应和波纹管口平面垂直,而不应倾斜。

波纹管的寿命决定于其使用状态,当断路器的分闸反弹或合闸弹跳大时,将会降低其使用寿命。分闸反弹相当于开距的增大,合闸弹跳次数多,相当于要求寿命增大,特别是分闸反弹的影响更大,所以应尽量减小。为了充分保证真空灭弧室的寿命,在设计波纹管时要充分考虑留有安全系数,即波纹管的计算寿命应是使用寿命的6~10倍。