高壓開關大電流開關潤滑脂的選用經驗

高壓電氣開關潤滑脂選用技巧及解決方案

在電力系統中對變壓器、電抗器、電容器、組合電器、斷路器、互感器、避雷器、耦合電容器、輸電線路、電力電纜、接地裝置、發電機、調相機、電動機、封閉母線、晶閘管等設備的統稱。在電氣設備中,各種電氣開關的控制和保護作用,對電網的安全運行至為重要,所以電氣開關的可靠性、耐久性和安全性是其產品品質和價值的重要體現。對電氣開關產品來說,任何技術上的不足都會對產品的安全性、可靠性及耐久性存在威脅,對品質、價值造成影響。電氣事故統計資料表明,由於電氣設備的結構有缺陷,質量不佳,不能滿足安全要求而造成的事故所佔比例很大。其中電氣設備故障不但威脅人身安全,而且會嚴重損壞電氣設備。絕緣老化、觸頭接觸不良、操動機構失靈、密封失效等等,都是設備故障的重大隱患。

高壓開關大電流開關潤滑脂的選用經驗

潤滑對電氣設備的安全性、可靠性、耐久性、環境適應性有著非常重要的影響,主要體現在操動機構、電氣觸點、密封潤滑方面。我們通過對德國工業潤滑相關標準、相關實驗及實際高壓開關設備的潤滑應用工況,解析了高壓電氣接觸、SF6動態密封和操動機構的潤滑優化依據和典型的行業應用。 比瑟奴總結了高壓電氣接觸潤滑、操動機構、GIS密封潤滑劑應用的成分、種類選擇:低於60kV的電氣接觸潤滑,考慮到應用經濟性可選擇合成烴類(PAO)+特殊皂基精製而成的電氣接觸潤滑脂;高於60kV的電氣接觸潤滑必須選擇氟油(PFPE)+聚四氟乙烯(PTFE)專用特製電氣接觸潤滑脂; SF6動態密封根據使用的橡膠材料EPDM,需要使用PAG(聚乙二醇類)、硅基礎、PFPE類潤滑脂,潤滑的關鍵是和EPDM兼容性好,高粘附性但具有低摩擦係數、抗腐蝕性介質;彈簧操動機構的潤滑需要考慮潤滑脂的抗老化性、負載、運動方式、工作環境等要求,綜合考慮,合理選擇才能達到長效、安全、可靠、穩定的潤滑應用。

如:在常規服務,斷路器通常是靜態的。但至關重要的是,組件順利在他們需要的時候出現。因為斷路器承受極端溫度、溼度、環境、汙染物和碎片等工況下,加之缺乏的維護保養,使很多潤滑油脂變硬,分解或變幹,因而經常導致斷路器故障。

電氣開關各潤滑點的詳細要求:

1、熔絲筒(熔斷器筒)的潤滑。

作用:熔斷器筒的硅橡膠和環氧樹脂的長效潤滑潤滑。

具體要求:此處是整個六氟化硫(SF6)充氣櫃上要求最高的。該潤滑脂要求長時間(10年以上)油脂性能穩定,不變幹,長時間潤滑脂和硅橡膠及環氧樹脂很好相容,不能使硅橡膠膨脹。高絕緣性、長效潤滑性好、低溫達到-40℃。 60 kV 以上的高壓開關設備,主要體現在操動機構、電氣觸頭、GIS 密封潤滑方面。同一般的高壓開關觸頭相比,真空開關潤滑更有挑戰性。真空開關內部的氣壓應低於1.33×10-3 Pa, 一般為 10-4 Pa 左右,因而動觸頭和靜觸頭始終是處在高真空狀態下。 在真空開關的觸頭塗抹上合適的潤滑脂也會減少結合時金屬蒸汽的密度,增加抗擊穿電壓,使得電弧放電時間縮短和能量降低。 多層觸頭具有高電熱傳導和長機械壽命,但其磨損比較大,需要良好的潤滑,尤其對於要求長壽命的接觸器的真空開關。 觸頭潤滑脂覆蓋觸頭表面也有助於避免二次擊穿發生。在真空下,潤滑脂附著在觸頭表面和迴流是比較困難的,表現出常壓下沒有的分散性質,揮發率大大增加,容易發生基礎油和增稠劑分離,發生潤滑脂溢散現象。 如果在這方面要加以改善,需要使用特殊活性添加劑,使得潤滑脂中的基礎油和增稠劑混合成分穩定,並滿足高壓開關電氣接觸需要的耐熱、耐大瞬時電流等要求。 所以真空電氣觸頭的潤滑應根據實際情況選擇。

2、電氣拔插部件的潤滑。

作用:中高壓電氣硅橡膠插拔部件潤滑;

具體要求:長效密封和潤滑、絕緣性好、低溫達到-40℃,和橡膠及塑料相容,n具有良好的抗 HF 腐蝕和低揮發性能,不增加接觸迴路電阻。

3、操作機構與閘刀觸頭潤滑脂。

作用:操作機構潤滑。

具體要求:油脂高低溫性較好,低溫最好能達到-50℃,金屬與金屬接觸,容易磨損,部分機構具體凸輪,有一定負載,潤滑脂需要有較強的極壓性及抗剪切性。含固體潤滑劑是最佳的選擇。良好潤滑可縮短滅弧時間至20~35 ms。當觸頭接觸到潤滑脂,開始壓迫潤滑膜, 潤滑脂在機械壓力下被擠開,然後隨著觸頭持續運動,觸頭結合在一起;分離時,部分潤滑脂由於粘度和機械作業又迴流覆蓋在觸頭表面。 這裡需要考慮如下因素: 潤滑脂的粘度 (低粘度有利於電流導通)、稠度、粘附性、耐溫性和介電強度。


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