Износостойкость композиционных материалов контактной системы элегазовых выключателей при отключении токов короткого замыкания
Аннотация
В статье приведены результаты экспериментальных исследований коммутационной износостойкости композиционных материалов контактной системы элегазовых выключателей 35 кВ при многократном отключении токов короткого замыкания значением до 20 кА. Рассматривались два варианта исполнения дуговых электродов: при использовании металлокерамических композиционных материалов вольфрам-медь (W-Cu) с порошковыми компонентами и при использовании электродных материалов W-Cu, армированных вольфрамовыми волокнами. Для дуговых электродов, выполненных на основе металлокерамических композиционных материалов вольфрам-никель-медь (W-Cu), с порошковыми компонентами, образующими вольфрам-никелевый каркас, пропитанный медью, исследовались два варианта составляющих: с содержанием вольфрама до 70 и до 50 %. По результатам исследований в качестве рекомендуемого выбран состав композита с содержанием вольфрама 70 %. Для электродных материалов вольфрам-медь, армированных вольфрамовыми волокнами, обнаружены преимущественный износ центральной части их рабочей поверхности и концентрация на ней опорного пятна дуги, что приводит к уменьшению износа фторопластового сопла на 30–40 % по сравнению с износом в случае применения электродов W-Cu с порошковыми компонентами.
Литература
2. Учет остаточного ресурса высоковольтных выключателей. ООО «НТЦ «Механотроника». – Электроэнергия. Передача и распределение, 2019, № 3, с.120–121.
3. Smeets R.P.P. Statistical Analysis of Electrical Stresses on High-Voltage Circuit-Breakers in Service Electra. – Proc. CIGRE TF A3. 01 Conference, 2005, pp. 24–26.
4. Carvalho A. et al. Challenges for Managing Overstresses and End of Life of HV Equipment. – Session CIGRE, 2016, report A3-201, pp. 1-13.
5. Шлейфман И.Л. Нормирование коммутационного ресурса выключателей на напряжение 110 кВ и выше в стандартах РФ и стандартах МЭК. – Энергоэксперт, 2015, № 2 (49), с. 36–39.
6. Берент В.А. Эрозия электрических контактов. – Вестник ВНИИЖТ, 2016, т. 75, № 2, с. 88–96.
7. Пинчук М.Э. и др. Особенности эрозии электродов в сильноточных разрядах высокого давления. – Известия высших учебных заведений. Физика, 2014, т. 57, № 12/2, с. 245–249.
8. Смирнов А.П., Хвощан О.В., Жекул В.Г. Эрозия электрода при высоковольтном электрическом разряде в жидкости. – Электронная обработка материалов, 2022, 58 (3), с. 32–23.
9. Агафонов Г.Е. и др. Электрические аппараты высокого напряжения. СПб.: Энергоатомиздат, 2002, 727 с.
10. ГОСТ 1333-83. Контакт-детали металлокерамические на основе вольфрама. Технические условия. М.: Издательство стандартов, 1983, 36 с.
11. Буткевич Г.В. и др. Электрическая эрозия сильноточных контактов и электродов. М.: Энергия, 1978, 256 с.
12. Аракелян В.Г. Физическая химия элегазового электротехнического оборудования. М.: Издательство МЭИ, 2002, 294 с.
13. Минакова Р.В. и др. Влияние SF6 как дугогасящей среды на износ и процессы в рабочем слое сильноточных контактов. – Электрические контакты и электроды: Сб. научных трудов АН УССР, Киев, 1991.
#
1. Nepomnyashchiy V.А. Energoekspert – in Russ. (Energy Expert), 2012, No. 4 (33), pp. 26–39.
2. Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electric Power. Transmission and Distribution), 2019, No. 3, pp.120–121.
3. Smeets R.P.P. Statistical Analysis of Electrical Stresses on High-Voltage Circuit-Breakers in Service Electra. – Proc. CIGRE TF A3. 01 Conference, 2005, pp. 24–26.
4. Carvalho A. et al. Challenges for Managing Overstresses and End of Life of HV Equipment. – Session CIGRE, 2016, report A3-201, pp. 1–13.
5. Shleyfman I.L. Energoekspert – in Russ. (Energy Expert), 2015, No. 2 (49), pp. 36–39.
6. Berent V.А. Vestnik VNIIZHT – in Russ. (Bulletin of VNIIZHT), 2016, vol. 75, No. 2, pp. 88–96.
7. Pinchuk M.E. et al. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Fizika – in Russ. (News of Higher Educational Institutions. Physics), 2014, vol. 57, No. 12/2, pp. 245–249.
8. Smirnov A.P., Hvoshchan O.V., Zhekul V.G. Elektronnaya obrabotka materialov – in Russ. (Electronic Processing of Materials), 2022, 58 (3), pp. 32–23.
9. Agafonov G.Е. et al. Elektricheskie apparaty vysokogo napryazheniya (High Voltage Electrical Devices). SPb.: Energoatomizdat, 2002, 727 p.
10. GОSТ 1333-83. Kontakt-detali metallokeramicheskie na osnove vol'frama. Tekhnicheskie usloviya (Contact Details are Metal-Ceramic Based on Tungsten. Specification). М.: Izdatel'stvo standartov, 1983, 36 p.
11. Butkevich G.V. et al. Elektricheskaya eroziya sil'notochnyh kontaktov i elektrodov (Electrical Erosion of High-Current Contacts and Electrodes). M.: Energiya, 1978, 256 p.
12. Arakelyan V.G. Fizicheskaya himiya elegazovogo elektrotekhnicheskogo oborudovaniya (Physical Chemistry of Gas-Fired Electrical Equipment). M.: Izdatel'stvo MEI, 2002, 294 p.
13. Minakova R.V. et al. Elektricheskie kontakty i elektrody: Sb. nauchnyh trudov AN USSR – in Russ. (Electrical Contacts and Electrodes: Collection of Scientific Papers of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR), Kiev, 1991
