0第1部分真空开关的基础理论60mT，根据涡流电磁400017001700场通过有限元计算分析，取触头直径为100mm，在开距为-60mm下的实验证实能满足40kA电流的开断要求。（2）单师线圈式纵向磁场电极结构的综合设计分析图1.1-11所示为单师线圈式纵向磁场电极的结构，从这个展开图中可以看到，电流由上导电杆1流人，进入上单匝线圈2（单匝线圈具体结构见图1.1-7126kV真空断路器的外形结构图1.1-12），然后达到1一在绝缘陶瓷套内有真空灭弧室2—绝缘陶瓷支柱3钢质横担架上触头3，通过上触头4一永磁染动机构5-永磁操动机树的控制箱3和下触头4空隙间的6钢质支撑档7一例质底电弧后，从下触头4接通下单匝线圈5到下导电杆6流出，由上所述的上单匝线圈2和下单匝线圈5共同产生的纵向磁场的作用来满足开断电流的要求。所产生纵问磁场的磁通密度比1/2师线圈式纵向磁场电极儿乎高倍（最大值约为130mT）有利于增大开断电流。单匝线圈式触头回路经过巧妙的设计，电阻值为43μ2，略大于1/2匝线圈式触头回路的电阻值（1/2匝线圈式触头回路电阻值为382），在此情况下还进行三维涡流磁场的有限元的计算分析，总的情况优于1/2匝线圈式纵向磁场电极的设计图1.1-13所示为触头片，触头片直径取100mm，触头片材料为CuCr25或CuCr30
10真空开关技术与应用3.用硅油或β液作为真空灭弧室外绝缘的2灌注技术3目前国内外生产的高压真空断路器均用SF气体灌注在陶瓷套与真空灭弧室之间作为真空灭弧室的外绝缘，在国外已使用多年，效果比89较满意。由于SF气体10具有严重的温室效应，因此本断路器改用了硅图1.1-81/2匝线圈图式纵向磁场油或β液（本设计采用电极真空灭弧室的结构β液）来代替SF。气体。1-上导电杆2一上托盘形线圈硅油和β液的物理3—上支撑盘4—上导电片5一上触头6—下触头性能大致如下：硅油和β7一下导电片8-下支撑盘液外观为透明的液体，9一下托盘形线圈10一下导电杆无悬浮物和沉淀物。粘度在25℃时为0.96~0.86kgf·s/dm2，含水量为30×10-*%，比热容为1.51kJ/（kg·K）,热导率为0.151W（mK），击穿电压为50kV（β液），体积电阻率25℃时为1.0×10-2.cm，开杯闪点>300℃，图1.1-9托盘形线圈开杯着火点（β液）为1一底盘2一线圈3一槽4一焊点370℃。灌注β液的步骤是采用真空灌注技术，首先将陶瓷外套内腔用蒸馅水清洗，再用无水乙醇擦干。然后进行常规的装配，应达到可靠
11真空开关的基础理论第1部分0.200.180.16←0.140.120.100.080.060.040.025004030322010100-100触头直径/mm触头直径O202030/mmVAO9050纵向磁场计算分布图1.1-106图1.1-12单匝线圈1一线圈本体单匝线圈式纵向磁场图1.1-112一线圈上直臂1一上导电杆2一上单匝线圈3一上触头3一线圈下直臂4-下触头5-下单匝线圈6一下导电杆
12真空开关技术与应用密封的要求。继之，对陶瓷外套内腔抽真空（见图1.1-14），使内腔达到0.3Pa后，关闭真空阀门，开启β液阀门，对已过滤的β液通过阀门逐渐吸入陶瓷外套的内腔，至液面达到规定的高度后，封闭品液的阀门和重新打开真空阀门，再继续对剩余空间抽真空度至图1.1-13触头片1一触头片槽2一触头片本体0.5Pa，并关闭真空阀门，对剩余空间进行充N，气体至1Pa。最后将总阀门封闭，并记录室温和压力。24h后，观察N，的气压，若保持正常位置，可以认为灌注β液成功。4.提高126kV真空断路器额定电流的研究N2气阀门真空阀门T我国北京开关厂设TTX计和生产的126kV真空断路器的额定电流为1600A，为了扩大应用范陶瓷外套灌注β液围，西安交通大学真空电弧理论研究与开发中心曾作了分析，认为可以增设散热器来提高额定电流值，经设计计算液阀门后，额定电流可达到2000A，还有裕量。散热图1.1-J4抽真空灌β液和N，系统器设置在如图1.1-15所示的部位（即在真空断路器的上进线端部位设置了一个散热器5和在真空断路器的中间出线端2部位设置了另--个散热器6），经额定电流2000A时的实测上进线端子部位的温升为31K，下出线端子部位的温升为30K，完全满足了国家标准规定的要求。后又增加2000A×1.2=2400A的温升试验，亦能满足标准要求
13第1部分真空开关的基础理论图1.1-15126kV真空断路器的做热器布置1一进线端子2一出线端子3一永磁动机构控制箱4一永磁操动机构5一进线端部位散热器6一中间出线端部位散热器5.大开距永磁操动机构的开发研究永磁操动机构结构简单、零部件仅为电动弹簧操动机构的35%~40%。制成的产品具有操作可达到10万次的水平和高可靠性等优点，非常适合用于真空断路器的配套使用。德国ABB公司于1998年将永磁操动机构投入市场以来，已引起国内外普遍关注，并已被广泛地配用于12kV、17.5kV、24kV电压等级的真空断路器上。我国自2000年以来已将永磁操动机构推广用于12kV的真空断路器，2002年还生产出40.5kV电压等级的永磁操动机构。对于更高电压等级的永磁操动机构，国内外尚未见到有关研究和试制等报导。最近一年多来，西安交通大学特邀西北电力科学试验研究院专门开发研究永磁操动机构的试制126kV真空断路器专用的大开距永磁操动机构如图1.1-16所示，操动行程可达到80~85mm，最高运动速度可达到3.5~4m/s，驱动合闸力为9000N/相。曾在126kV真空断路器上进行了实测，已能满足所有技术参数要求。此外，目前正在进一步研究永磁操动机构的分相同步分、合闻操作。其