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공동연구기관에서 개발한 그래핀 변형 전기접점은 대용량 차단기의 고장률을 획기적으로 낮출 것으로 기대

UHV AC/DC 전송 프로젝트 건설이 꾸준히 진행됨에 따라 UHV 전력 전송 및 변환 기술에 대한 연구 결과가 점점 풍부해지고 중국 특색의 국제 선도 에너지 인터넷 기업 건설을 위한 강력한 과학 기술 지원을 제공합니다.전력망의 급속한 발전과 함께 단락 전류 문제는 점차 전력망 부하의 증가와 전력망의 발전을 제한하는 주요 요인이 되었습니다.

고전압 고전력 차단기의 차단 용량은 송전선로의 장기 서비스의 안전성과 신뢰성을 직접적으로 결정합니다.2016년부터 State Grid Co., Ltd., global energy Internet Research Institute Co., Ltd. 및 PingGao Group Co., Ltd.의 여러 과학 기술 프로젝트에 의존하여 새로운 고성능 그래핀 변형 전기 접점을 성공적으로 개발했습니다. 5년 간의 과학적 연구 끝에 탄생한 제품.이는 기준을 초과하는 단락 문제를 해결하고 AC/DC UHV 하이브리드 전력망의 안전하고 안정적인 운영을 보장하는 데 큰 의미가 있습니다.

핵심요건을 겨냥한 차단기 재료의 고도화 연구

관련 통계에 따르면 2020년 여름 전력 소비 피크 기간 동안 State Grid 및 China Southern Power Grid의 운영 구역에 있는 일부 변전소의 최대 단락 전류는 63K에 도달하거나 이를 초과할 것입니다.중국 국가 그리드 공사의 통계에 따르면 최근 몇 년 동안 회사 사업 영역에서 330kV 이상의 UHV 변전소 장비 고장 중 장비 유형에 따라 가스 절연 금속 폐쇄 개폐 장치로 인한 고장 트립 ( GIS) 및 하이브리드 배전 장비(HGIS) 약 27.5%, 차단기 16.5%, 변압기 및 변류기 13.8%, 2차 장비 및 버스 8.3%, 리액터 4.6%, 피뢰기 3.7 %, 단로기 및 피뢰침이 1.8%를 차지했습니다.GIS, 차단기, 변류기 및 변류기가 고장 트립을 일으키는 주요 장비로 전체 트립의 71.6%를 차지함을 알 수 있습니다.

고장 원인을 분석한 결과 접점, 부싱 및 기타 부품의 품질 문제와 잘못된 설치 공정이 차단기 고장의 주요 원인인 것으로 나타났습니다.SF6 회로 차단기가 여러 번 작동하는 동안 정격 전류보다 몇 배 더 높은 돌입 전류 침식 및 이동 및 정적 아크 접점 사이의 기계적 마모로 인해 접점 변형이 발생하고 금속 증기가 생성되어 절연 성능이 손상됩니다. 아크 소화실.

14차 5개년 계획 기간 동안 칭하이성은 기존 63kA에서 80kA로 단락 전류 부하를 증가시키기 위해 2개의 500kV 변전소 용량을 확장할 계획입니다.차단기 재료를 업그레이드하면 변전소의 용량을 직접 확장할 수 있으며 변전소 확장에 드는 막대한 비용을 절감할 수 있습니다.고전압 및 대용량 차단기의 차단 시간은 주로 차단기의 전기 접점 수명에 의해 제어됩니다.현재 중국의 고전압 차단기 전기 접점 개발은 주로 구리 텅스텐 합금 재료의 기술 경로를 기반으로합니다.국내 구리 텅스텐 합금 전기 접점 제품은 아크 삭마 저항 및 마찰 및 내마모성 측면에서 초고압 및 초고압 엔지니어링 응용 분야의 요구 사항을 충족시킬 수 없습니다.수명 범위를 초과하여 사용하면 재관통되기 쉬워 전력 설비의 절연 성능을 직접적으로 위협하고 전력망의 안전한 운영에 숨겨진 큰 위험을 초래합니다.사용중인 구리 텅스텐 합금 전기 접점 제품은 유연성과 신율이 낮고 작용 과정에서 파손 및 파손되기 쉽고 내마모성이 부족합니다.아크 삭마 과정에서 구리는 축적 및 성장하기 쉽고, 이는 접촉 균열 실패로 이어집니다.따라서 내마모성, 전도성, 용접 방지, 아크 부식 방지와 같은 전기 접촉 재료의 핵심 성능 지표를 효과적으로 개선하여 회로 차단기의 고장률을 줄이고 전원의 안전하고 안정적인 작동을 유지하는 것은 매우 중요합니다. 그리드.

Academia Sinica 재료 연구소 소장 Chen Xin은 "현재 전력망의 단락 전류가 차단기의 차단 용량을 초과하면 단락 전류가 표준을 초과하여 심각한 영향을 미칩니다. 전력망의 작동 신뢰성은 회로 차단기의 차단 용량과 접점의 절제 저항에 대한 더 높은 요구 사항을 제시합니다.서비스 중인 접점이 여러 번 최대 용량으로 차단된 후 아크가 심각하게 손상되고, 따라서 SF6 회로 차단기의 실제 수명 주기에 대한 유지 보수가 필요 없는 요구 사항을 충족하는 것과는 거리가 먼 종합적인 유지 보수를 수행해야 합니다." 그는 접점의 부식이 주로 두 가지 측면에서 발생한다고 말했습니다. 폐쇄 전의 파괴 전 아크이고, 다른 하나는 절제 후 아크 접촉 재료가 부드러워진 후의 기계적 마모입니다.전기 접점 재료의 핵심 성능 지표를 효과적으로 개선하기 위해서는 새로운 기술 경로를 제시해야 합니다." 기술은 지속적으로 최적화되고 혁신되어야 합니다.주도권을 우리 손에 굳건히 잡아야 합니다."라고 Chen Xin은 말했습니다.

2016년부터 합동연구원 전기신소재연구소는 고압차단기 핵심부품의 전기접점재료 업그레이드를 위한 국가 송변전설비의 긴급한 필요성에 직면하여, 유럽 ​​연구소, 공동 Pinggao 그룹 및 기타 부서는 새로운 그래핀 수정 구리 기반 전기 접촉 재료에 대한 기술 연구를 공동으로 수행하고 유럽 연구소와 영국 맨체스터 대학에 의존하여 국제 협력을 수행했습니다.고전압 차단기의 성능 향상에 도움이 됩니다.

여러 기술 문제를 해결하기 위해 팀이 함께 작업합니다.

아크 삭마 저항과 마찰 및 내마모성의 시너지 개선은 고성능 전기 접점의 대량 생산의 핵심입니다.외국에서 고전압 전기접점재료에 대한 연구는 일찍 시작되었고 기술은 비교적 성숙하지만 핵심기술은 우리 나라에 막혀 있다.회사의 여러 과학 기술 프로젝트에 의존하여 프로젝트 팀은 해외 R & D 역량, 산업 그룹 유형 테스트 검증 및 지방 전력 회사의 응용 실증과 협력하여 "80 " 백본을 본체로 합니다.

팀의 핵심 구성원은 재료 메커니즘 및 준비 프로세스의 R&D 단계에서 R&D 최전선에 뿌리를 내렸습니다.시제품 단계에서 기업은 현장에서 기술적인 문제를 해결하기 위해 제조사에 상주했고, 마침내 재료 특성, 구성, 조직 구조 및 준비 과정 간의 균형의 어려움을 극복하고 핵심 기술의 돌파구를 마련했습니다. 재료 성능 향상;형식 테스트 단계에서 Pinggao 그룹 고전압 테스트 스테이션에 머물면서 Pinggao 그룹 기술 센터 및 고압 스테이션 R & D 팀과 여러 번 논의하고 반복적으로 디버깅하여 마침내 높은 차단 용량의 질적 도약을 달성했습니다. 전압 고전류 회로 차단기 전기 수명.

연구팀은 지속적인 노력으로 그래핀 전기 접점 재료 방향성 설계 공정 및 활성화 소결 침투 통합 성형의 핵심 기술을 통해 고성능 그래핀 강화 구리 기반 복합 전기 접점 재료의 공식화 시스템을 성공적으로 획득하고 산업화를 실현했습니다. 다중 모델 그래핀 변형 전기 접촉 재료의 준비.연구팀은 처음으로 252kV 이상에 직면하는 육불화황 차단기용 그래핀 개질 구리 텅스텐 합금 전기 접점을 개발했다.전도성 및 굽힘 강도와 같은 핵심 성능 지표는 능동 제품보다 우수하여 능동 고전압 차단기의 전기적 수명을 크게 향상시키고 그래 핀 수정 고전압 스위치 전기 접촉 재료 분야의 기술 격차를 채 웁니다. , 고전류 및 대용량 스위치 전기 접점의 회사 자체 연구 개발 수준을 향상시키고 전원 시스템의 안전하고 안정적인 작동을 보장하는 데 도움이 됩니다.

프로젝트 결과는 차단기의 자체 설계 및 국산화 적용을 지원합니다.

2020년 10월 29일부터 31일까지 공동 연구 기관과 Pinggao 그룹이 많은 논의 끝에 공식화한 최적의 검증 방식에 따라 Pinggao 그룹의 전기 접점 기반 새로운 개방형 기둥형 252kV / 63kA SF6 차단기 20회 성공 일회성 완전 차단 용량.Pinggao 그룹의 수석 엔지니어 Zhong Jianying은 "프로젝트 수락 전문가 그룹의 의견에 따르면 프로젝트의 전반적인 기술이 국제 선진 수준에 도달했으며 주요 기술 지표가 국제 수준에 도달했습니다. 핵심 기술의 돌파구를 마련하면 기업이 비용을 더 잘 통제하고 핵심 재료의 공급을 보장할 수 있습니다. 앞으로 시스템 엔지니어링 연구를 계속 강화하고 과학 연구 성과의 산업적 변혁을 촉진해야 합니다."

이 성과는 Pinggao 그룹에서 정격 단락 차단 전류가 63kA이고 정격 전류가 6300A인 252kV 자기 포스트 회로 차단기의 독립적인 설계, 개발 및 국내 응용을 강력하게 지원합니다.252kV / 63kA 극형 차단기는 큰 시장 수요와 넓은 적용 범위를 가지고 있습니다.이 유형의 차단기의 성공적인 개발은 국내 차단기의 국내 및 해외 시장을 더욱 발전시키는 데 중요한 역할을 하며 이는 고급 개폐기 분야에서 회사의 R & D 강도와 기술 수준을 향상시키는 데 도움이 됩니다. , 그리고 좋은 사회적, 경제적 이점이 있습니다.

중국의 고전압 전기 접점 시장 수요는 연간 약 300000 세트이며 총 연간 시장 매출은 15 억 위안에 가깝습니다.새로운 고전압 전기 접점 재료는 전력망의 미래 개발에서 광범위한 시장 전망을 가지고 있습니다.현재 프로젝트 성과는 Pinggao, Xikai, taikai 및 기타 고압 스위치 기업과 협력 및 변환 의도에 도달하여 초고압 및 초고압 및 초고압 분야에서 후속 시연 응용 및 대규모 촉진의 기반을 마련했습니다. 고전압 전력 전송 및 변환.프로젝트 팀은 에너지 및 전력 과학 및 기술의 최전선에 계속 초점을 맞추고 혁신과 실천을 지속적으로 강화하며 고급 전기 장비용 핵심 재료의 독립적인 연구 개발 및 현지화 응용 프로그램을 계속 추진할 것입니다.


게시 시간: 2021년 7월 8일