技術沙龍 | 解鎖史陶比爾電連接核心技術


史陶比爾所有電連接器都是基於MULTILAM錶帶觸指技術。錶帶觸指是經特殊成型的彈性連接元件,已實際應用超過50年,是大電流、高插拔壽命和嚴苛工況應用的極佳選擇。它適用於高壓電器的各種電連接,廣泛應用於高壓開關、斷路器、套管及母線等。

在輸配電行業中,電連接必須具備三個特徵:安全、高效和穩定。錶帶觸指極小的發熱功率、極小的接觸電阻和穩定均勻的接觸力能保證優異的電連接性能。本文結合實際的設計需求及經驗,簡單介紹了錶帶觸指的技術原理和典型應用。

電連接主要的失效機理為接觸不良,其表現出來的形式大致為接觸電阻值增大或接觸電阻值飄移不定。電接觸不良會導致產品出現異常的發熱量,超出國標所規定的溫升允許值,進而影響產品的絕緣能力,甚至發生短路的情況。一般造成接觸不良的現象及可能原因如下:

市面上常見的觸指類型有錶帶觸指、彈簧觸指、梅花觸指、自力型觸指等等。可靠有效的電連接對於電力設備及電力系統都十分關鍵,因此選擇合適的觸指方案至關重要。

接觸理論

電連接是指通過機械力實現導體之間電能傳輸連接方式。然而,該機械力作用產生的接觸面(表面接觸區域)並不等於用於負載電流的有效接觸面。金屬表面的污染層包括灰層、油膜、金屬化合物,使有效接觸面積遠遠小於表面接觸面積,電流通道集中在單個接觸點,從而導致接觸電阻增大。也就是說,看似面與面的連接,其實是點與點的連接。

錶帶觸指技術 MULTILAM技術,也稱為錶帶觸指技術,即在兩個接觸面之間建立平行接觸點,並且提供一定的接觸力,可以破壞污染層,實現有效的電連接。每一個接觸頁片形成獨立的彈性負載迴路,通過一圈若干迴路的並聯,能大大減少導體之間的接觸電阻。根據給定的每一個錶帶頁片的接觸力、幾何結構、彈性特徵以及表面材質的屬性,可以比較準確地計算出接觸電阻。

MULTILAM的接觸電阻 Rl 相當於並聯連接的接觸頁片的電阻。每一個接觸頁片的幾何形狀,均為實現長久的工作壽命而設計。頁片恆定的彈性壓力可以使接觸界面之間的連接保持穩定,從而實現恆定的低電阻。

錶帶觸指的優勢 錶帶觸指技術從上世紀六十年代初面市,迄今已有超半個世紀的成功應用經驗。它已經成為滿足嚴苛需求應用的絕佳選擇:能夠在對溫度、振動和衝擊有嚴格要求的環境下安全運行;大電流,非常適合高壓開關高負荷的要求;高插拔次數,能夠完全滿足開關的壽命實驗要求。相比彈簧觸指,錶帶觸指的優勢主要集中在開槽尺寸小、接觸電阻低和穩定性高這三方面。

錶帶觸指技術的趨勢

小型化設計是GIS未來發展的趨勢,錶帶觸指技術也在適應這種變化,往緊湊型方向發展。史陶比爾新近推出的ML-CUX錶帶觸指,採用創新型的雙組分結構,擁有卓越的額定電流和短時耐受能力,安裝空間較小,實現了高功率密度的緊湊型連接,可以有效降低設備的總體擁有成本。

錶帶觸指可以根據高壓電器的各種尺寸進行定制化選型,滿足客戶對產品結構設計多樣性的需求。

示例一:斷路器

  • 應用條件:斷路器滅弧室內的壓氣缸和氣室滑動連接(注:氣缸外徑120mm)
  • 解決方案:1條LA-CU錶帶
  • 電氣參數:額定電流4000A,短路電流50kA/4S,峰值電流125kA
  • 機械參數:操作壽命M2等級1萬次(滑動行程合計2.4km)

示例二:隔離開關

  • 應用條件:隔離開關動觸頭和動觸頭座的滑動連接,動觸頭與靜觸頭座的插拔連接(注:動觸頭外徑80mm)
  • 解決方案:1條LA-CUD錶帶
  • 電氣參數:額定電流4000A,短路電流40kA/4S,峰值電流100kA 機械參數:操作壽命M2等級1萬次(滑動行程合計2.2km)

示例三:母線/套管

  • 應用條件:管母線與觸頭座之間的靜連接(注:觸頭座內徑85mm)
  • 解決方案:1條ML-CUX錶帶 電氣參數:額定電流4000A,短路電流50kA/4S,峰值電流125kA
  • 機械參數:滿足安裝大容差要求(注:軸套配合間隙一般為2.4mm)。

錶帶觸指作為電連接器的應用已十分成熟,被廣泛應用於組合電器、斷路器、變壓器、開關櫃、氣體絕緣母線等電氣產品。錶帶觸指極小的發熱功率、極小的接觸電阻和穩定均勻的接觸力,能夠確保優良的電連接,從而為電力系統帶來更多和更長遠的效益。

史陶比爾集團是工業連接器、工業機器人和紡織機械這三大領域機電一體化解決方案的全球專業供應商。史陶比爾擁有5500餘名員工,在全球各大洲共計有14個工業生產基地,在29個國家/地區設立了銷售和服務分公司,代理商遍及50個國家/地區。 1892年,史陶比爾在蘇黎世湖畔成立,如今成為總部位於瑞士法菲孔的跨國集團。