钨铜触头 — 用于SF6断路器

 

钨铜(WCu)材料常用制造于高压和中压SF6断路器的弧触头。在灭弧室的中心部位,钨铜电弧触头须耐受于极端的机械和热应力,例如,在燃弧过程中,温度最高达20000K。

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钨铜开关触头

钨铜材料融合了多种独特的材料性能而被广泛应用。良好的耐高温性是钨具备的最重要优势之一,而铜成分提高了导电率和热导率。由钨铜制成的触头材料还具有以下特性:

  • 极高的耐电弧烧蚀性
  • 优良的导电率
  • 较高的材料强度
  • 良好的机加工性
  • 极佳的热导率
  • 较低的热膨胀性

攀时钨铜材料的典型特性与数值:

材料A15NiA20NiA20NiFFG20A25NiFA30Ni
钨 [wt.%]858080807570
铜 [wt.%]152020202530
添加剂 [wt.%]≤ 1.0≤ 1.0≤ 1.0≤ 1.0≤ 1.0≤ 1.0
粒度 [µm]up to 50up to 5020 - 254-820 - 25up to 50
密度[g/cm3]15.715.215.215.214.514
硬度 [HV30]205200190220190135
抗压强度 [N/mm2]25020024030016060
导电性 [m/Ωmm2]171818.518.52123
热膨胀 [10-6/K]7.58.98.98.89.711
耐烧蚀性******************

**** 优秀;*** 非常好;** 良好

低电弧烧蚀:通过材料的适当混配即可实现

钨含量与燃烧量

以适当的比例混配钨和铜,即可调节产品的电弧烧蚀特性。当钨含量为80%时,电弧烧蚀率最低。另外,我们也可考虑到电压、电流强度及经济方面的因素,将钨含量范围调整在60%至90%之间,从而满足您的实际应用需求。

钨铜电弧侵蚀特性也受钨晶粒尺寸的影响,这取决于它是否在SF6或者空气中作为阴极(C)和阳极(A)使用:

燃烧量与粒度
来源: Gessinger, Melton, 1977
钨铜的导电率
钨铜的导电率

攀时的镍活性烧结工艺让攀时钨铜材料在具备较高的抗裂纹倾向,同时也能提供优异的导电性。

精细晶粒结构:实现较强的耐受性

A15Ni
A15Ni
A20Ni
A20Ni
A20NiF
A20NiF
FG20
FG20
A25NiF
A25NiF
A30Ni
A30Ni

施加的电压越高,触头材料对电弧烧蚀的耐受性也必然更强。攀时可通过改变钨的晶粒度,调整钨铜的耐电弧烧蚀性。对于特别高的电压范围,我们使用晶粒度极细的材料。

即装组件:钨铜触头系统

即装触头系统

我们的即装型触头系统可帮助您节省时间。请与我们联系!此外,我们还能缩短您的组装时间。

从原材料到成品,我们对内部的每个生产阶段进行控制:我们的 攀时电力技术专家将为您量身定做具有较高耐电弧烧蚀性的弧触头系统,并采取具有高成本效益的近净成形方式,通过烧结、背铸、机加工、连接、涂层和组装工艺,从而确保您获得可靠且高品质的产品。

用在真空应用的钨铜触头材料

钨铜开关触头
钨铜开关触头

我们也能够提供适用于真空环境中的材料,例如在环网柜或自动开关中。VFG质量(极细粒)的触头不但纯度极高而且还具备优异的导电性。我们提供各种VFG材料,按三种不同的铜含量等级能够满足各种各样的需求:

  • VFG10 (90%钨按重量计, 10%铜按重量计)
  • VFG20 (80%钨按重量计, 20%铜按重量计)
  • VFG30 (70%钨按重量计, 30%铜按重量计)

攀时VFG材料的典型特性与数值:

材料VFG10VFG20VFG30
钨 [wt.%]908070
铜 [wt.%]102030
粒度 [µm]4-84-84-8
导电性 [m/Ωmm2]222530
密度[g/cm3]16.515.214
维氏硬度 [HV]220210130
O2 含量 [ppm]≤ 50≤ 50≤ 50
N2 含量 [ppm]≤ 20≤ 20≤ 20
H2 含量 [ppm]≤ 5≤ 5≤ 5

我们采用粉末冶金技术来生产自己的复合材料,如此我们可以按照您的需求提供精确的各种多样材料特性组合。其中最重要的步骤:我们对输入材料进行精确调配,之后对所得材料进行压制以及烧结。这种最经济有效的方式让我们的触头材料能够具备所要求的电特性。

钨铜晶粒结构
VFG 10
钨铜晶粒结构
VFG 20
钨铜晶粒结构
VFG 30

从创意到产品:最短时间内即可实现

为了实现开关触头的完美设计,我们把钨铜的材料数据与它们所将承受的机械与热条件相结合。

攀时工程师在极短的时间内开发具有优异接通/断开性能以及特别长使用寿命的开关触头。我们在这项工作中使用的是最先进的有限元法和CAD方法,例如从有限元分析图像中显示出一个梅花触头的压力模拟。

您是否有新的创意?攀时会助您将创意变为现实。我们拥有弧触头专业技术和高效生产工艺,不仅能够帮助您节约时间和提高性能,且有利于降低开关灭弧室的维护成本。

凭借多年累积的丰富经验,我们获得了诸多电力工程集团公司的青睐。施耐德电气公司对我们所供产品的出众性能给予了高度赞赏,并多次授予我们“首选供应商”的殊荣。

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