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共同研究機関が開発したグラフェン改質電気接点は、大容量サーキットブレーカの故障率を大幅に低減することが期待されています。

UHV AC / DC送電プロジェクトの建設が着実に進んでいるため、UHV送電および変換技術の研究成果はますます豊富になり、中国の特徴を備えた国際的な大手エネルギーインターネット企業の建設に強力な科学的および技術的サポートを提供しています。電力網の急速な発展に伴い、短絡電流の問題は、電力網の負荷の増加と電力網の開発を制限する顕著な要因になりつつあります。

高圧高圧遮断器の遮断容量は、送電線の長期使用の安全性と信頼性を直接決定します。2016年以来、State Grid Co.、Ltd。、グローバルエネルギーインターネット研究所Co.、Ltd。、およびPingGao Group Co.、Ltd。の多くの科学技術プロジェクトに依存して、新しい高性能グラフェン修飾電気接点の開発に成功しています。 5年間の科学的研究の後の製品。これは、規格を超える短絡の問題を解決し、AC / DCUHVハイブリッド電力網の安全で安定した動作を保証するために非常に重要です。

重要な要件を目指したサーキットブレーカ材料のアップグレードに関する研究

関連する統計によると、2020年夏の電力消費のピーク期間中に、国電網と中国南方電網の運用地域の一部の変電所の最大短絡電流は63Kaに達するかそれを超えることさえあります。中国国家グリッド公社の統計によると、近年、同社の事業領域における330kV以上のUHV変電所設備の故障のうち、設備の種類に応じて、ガス絶縁金属密閉開閉装置( GIS)とハイブリッド配電設備(HGIS)が約27.5%、サーキットブレーカーが16.5%、変圧器と変流器が13.8%、二次設備とバスが8.3%、原子炉が4.6%、避雷器が3.7%を占めています。 %、断路器と避雷針が1.8%を占めました。GIS、サーキットブレーカ、変圧器、変流器が故障トリップを引き起こす主な機器であり、総トリップの71.6%を占めていることがわかります。

故障の原因を分析すると、接触、ブッシング、その他の部品の品質の問題、および取り付けプロセスの不備が、サーキットブレーカの故障につながる主な要因であることがわかります。SF6サーキットブレーカの長時間の動作中、定格電流の数倍の突入電流エロージョンと、可動アーク接点と静的アーク接点の間の機械的摩耗により、接点が変形して金属蒸気が発生し、の絶縁性能が損なわれます。アーク消火チャンバー。

青海省は、第14次5か年計画期間中に、2つの500kV変電所の容量を拡張して、短絡電流負荷を既存の63kAから80kAに増やすことを計画しています。サーキットブレーカの材料をアップグレードすると、変電所の容量を直接拡張でき、変電所の拡張にかかる莫大なコストを節約できます。高電圧および大容量のサーキットブレーカの遮断時間は、主にサーキットブレーカの電気接点の寿命によって制御されます。現在、中国での高電圧サーキットブレーカ用の電気接点の開発は、主に銅タングステン合金材料の技術ルートに基づいています。国内の銅タングステン合金電気接点製品は、アークアブレーション耐性と摩擦および耐摩耗性の観点から、超高電圧および超高電圧のエンジニアリングアプリケーションの要件を満たすことができません。耐用年数を超えて使用すると、再浸透しやすくなり、電力設備の絶縁性能を直接脅かし、送電網の安全な運用に大きな隠れた危険をもたらします。使用中の銅タングステン合金の電気接点製品は、柔軟性と伸びが低く、動作の過程で破損や破損が起こりやすく、耐アブレーション性に欠けます。アークアブレーションプロセス中、銅は蓄積および成長しやすく、接触割れの失敗につながります。したがって、耐摩耗性、導電性、耐溶接性、耐アーク侵食などの電気接触材料の主要業績評価指標を効果的に改善して、回路ブレーカーの故障率を減らし、電力の安全で安定した動作を維持することは非常に重要です。グリッド。

アカデミア・シニカ材料研究所所長の陳新氏は、「現在、送電網の遮断電流が遮断器の遮断容量を超えると、短絡電流が基準を超え、深刻な影響を及ぼします。電力網の動作信頼性、および回路ブレーカーの遮断容量と接点の耐アブレーション性に対するより高い要件を提唱します。使用中の接点が何度も全容量で遮断された後、アークは深刻な損傷を受けます。したがって、SF6サーキットブレーカの実際のライフサイクルのメンテナンスフリー要件を満たすにはほど遠い包括的なメンテナンスを実行する必要があります。」彼は、接点の侵食は主に2つの側面から生じると述べました。閉鎖前の事前破壊アーク、およびもう1つは、アーク接触材料がアブレーション後に柔らかくなった後の機械的摩耗です。電気接点材料の主要な性能指標を効果的に改善するために、新しい技術ルートを提案する必要があります。技術は継続的に最適化され、革新される必要があります。イニシアチブをしっかりと把握する必要があります。「陳新は言った。

高圧遮断器のコアコンポーネントの電気接点材料のアップグレードのための国家送電および変換装置の緊急の必要性に直面して、2016年から、共同研究所の電気新材料研究所、欧州研究所、Pinggao共同グループ、および他のユニットは、新しいグラフェン修飾銅ベースの電気接点材料に関する技術研究を共同で実施し、欧州研究所と英国マンチェスター大学に依存して国際協力を実施しました。高電圧回路ブレーカーのパフォーマンスを向上させるのに役立ちます。

チームが協力して、多くの技術的な問題を解決します

アークアブレーション抵抗と摩擦および耐摩耗性の相乗的な改善は、高性能電気接点の大量生産の鍵です。海外での高電圧電気接点材料の研究は早くから始まっており、技術は比較的成熟していますが、コア技術は我が国に封鎖されています。同社の多くの科学技術プロジェクトに依存して、プロジェクトチームは、海外のR&D能力、産業グループタイプのテスト検証、および地方電力会社のアプリケーションデモンストレーションと協力して、「80 「本体としてのバックボーン。

チームの主要メンバーは、材料メカニズムと準備プロセスの研究開発段階で研究開発の最前線に定着しました。試作段階では、現場で技術的な問題を解決するためにメーカーに駐在し、最終的には材料特性、構成、組織構造、準備プロセスのバランスの難しさを打ち破り、キーテクノロジーに突破口を開きました。材料性能を改善すること。タイプテストの段階では、Pinggaoグループの高電圧テストステーションに滞在し、Pinggaoグループのテクノロジーセンターおよび高電圧ステーションのR&Dチームと何度も話し合い、繰り返しデバッグを行い、最終的に高電圧の遮断能力の質的な飛躍を達成しました。電圧高電流サーキットブレーカの電気的寿命。

研究チームは継続的な努力により、高性能グラフェン強化銅ベースの複合電気接触材料の配合システムを成功裏に取得し、グラフェン電気接触材料の方向設計プロセスと活性化焼結浸透統合成形の主要技術を打ち破り、産業を実現しましたマルチモデルグラフェン修飾電気接触材料の準備。チームは初めて、252kV以上に面する六フッ化硫黄サーキットブレーカ用のグラフェン修飾銅タングステン合金電気接点を開発しました。導電率や曲げ強度などの主要な性能指標は、アクティブ製品のものよりも優れており、アクティブ高電圧サーキットブレーカの電気的寿命を大幅に改善し、グラフェン修飾高電圧スイッチ電気接点材料の分野における技術的ギャップを埋めます、それは大電流および大容量スイッチ電気接点の会社の独立した研究開発レベルを改善し、電力システムの安全で信頼性の高い動作を保証するのに役立ちます。

プロジェクトの結果は、サーキットブレーカの独立した設計とローカリゼーションアプリケーションをサポートします

2020年10月29日から31日まで、多くの議論の末、共同研究機関とPinggaoグループによって策定された最適な検証スキームに従って、電気接点に基づくPinggaoグループの新しいオープンカラムタイプ252kV / 63kASF6サーキットブレーカは20回成功しました一度限りの完全な遮断容量の。PinggaoグループのチーフエンジニアであるZhongJianyingは、次のように述べています。コアテクノロジーにブレークスルーをもたらすことで、企業がコストを管理し、主要な材料を確実に供給できるようになります。今後も、システムエンジニアリングの研究を強化し、科学研究成果の産業変革を促進する必要があります。」

この成果は、Pinggaoグループの定格短絡遮断電流63kAおよび定格電流6300Aの252kV磁器ポストサーキットブレーカの独立した設計、開発、および国内適用を強力にサポートします。252kV / 63kAポールタイプのサーキットブレーカは、大きな市場需要と広いカバレッジエリアを持っています。このタイプのサーキットブレーカの開発の成功は、国内サーキットブレーカの国内および海外市場をさらに発展させる上で重要な役割を果たし、ハイエンド開閉装置の分野における企業の研究開発力と技術レベルの向上につながります。 、および優れた社会的および経済的利益があります。

中国における高圧電気接点の市場需要は年間約300000セットであり、年間総市場売上高は15億元に近い。新しい高電圧電気接点材料は、電力網の将来の開発において幅広い市場の見通しを持っています。現在、プロジェクトの成果は、Pinggao、Xikai、taikai、およびその他の高電圧スイッチ企業との協力と変革の意図に達しており、その後の実証アプリケーションと超高電圧および超高電圧の分野での大規模な推進の基盤を築いています。高電圧送電と変換。プロジェクトチームは、引き続きエネルギーと電力の科学技術のフロンティアに焦点を当て、革新と実践を継続的に強化し、ハイエンド電気機器のコア材料の独立した研究開発とローカリゼーションアプリケーションを推進し続けます。


投稿時間:7月8日-2021年