每次電流中斷都涉及斷路器(CB)觸點之間的電弧燃燒。產生的電弧能量和相關的壓力增加用于氣體斷路器以冷卻導致電流中斷的電弧區域。
相同的電弧能量會導致磨損,磨損可分為兩種主要現象:
• 噴嘴燒蝕,這會影響壓力建立、流動特性和中斷效率。
• 觸點腐蝕,這會縮短電流換向的可用時間間隔并改變接觸面,從而影響斷續器的介電特性。
大部分在中斷過程中被電弧解離的SF6在冷卻后重新結合,導致幾乎沒有SF6消耗。然而,對于使用最近出現在市場上的環保替代品的斷路器而言,情況并非如此。這些替代氣體混合物以90%以上的百分比使用 CO 2作為載氣。市面上有兩種類型的氟分子:
• 氟酮(FK)具有非常低的變暖潛能值(GWP),但于室內操作溫度。
• 氟腈(FN)的GWP可以忽略不計,并且對操作溫度沒有限制。
根據說法,這些新的淬火介質對環境的影響顯著降低,但具有分解后不會復合的特性。這意味著介質會被消耗,因此會在CB使用壽命期間引入額外的磨損因素。這些氣體的消耗或不可逆分解是累積中斷電流或電弧能量的函數,需要進行估算。將其與噴嘴燒蝕和觸點侵蝕的退化模式進行比較,可以評估不可逆解離是否會影響斷路器的滅弧和電耐受能力。
以氟酮為例進行估算。可以對氟腈進行相同類型的評估。結果表明,根據CB設計和氟分子含量,下一代開關設備的使用壽命結束時間可能會從噴嘴燒蝕和觸點腐蝕等傳統影響轉變為新的影響,例如與氣體質量相關的性能降低。在實踐中,絕緣和淬火介質的分解只有當它成為斷路器功能限制因素而不是噴嘴燒蝕和/或觸點腐蝕時才變得相關。
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