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【科研】高压电器铜合金及先进加工成形技术

发布时间:2016-10-27

来源:河南科技大学

随着我国骨干输变电网的电压等级向超高压、特高压发展,输变电设备的服役条件更加苛刻,对输变电设备的安全可靠性提出了更高要求。高压断路器和高压隔离开关是输变电网的关键开关设备,动/静触头温升是影响开关设备安全可靠性的主要因素,温升的实质是在高电压、大容量和弹性变形压力作用下触头发生应力松弛,导致动/静触头接触不良,从而引起导电接触界面微区通流密度大。

本项目通过开发具有优良抗应力松弛能力的高性能铜合金以及先进加工成形技术,有效解决了在苛刻服役条件下高压电器关键部件导电接触界面的不良接触这一技术难题,并取得3项科技创新:1、建立了初始压应力、服役温度和服役时间与材料应力损失的内在关联模型,提出了基于安全可靠性的材料关键性能指标体系和成分设计原则;2、发明了系列高压断路器触头先进成型工艺及模具,开发了高压断路器触头材料-结构-成型工艺设计一体化技术;3、发明了高压隔离开关触指用高性能Cu-Cr合金带材先进加工技术,发明了高压隔离开关导电杆用AI2O3弥散强化铜合金杆材的内氧化-还原-烧结一体化短流程加工技术。

 

开发的高压电器用Cu-Cr合金、Cu-Cr-Zr合金和Al2O3弥散强化铜合金具有优良的抗应力松弛能力,开发的高压断路器触头和高压隔离开关触头服役效能稳定,同国内外同类产品相比,综合性能优良,部分性能指标国际领先。发明的高压断路器触头类零件先进成形工艺,节材35%以上;发明的Cu-Cr合金带材先进加工技术,成本降低15%以上;发明的Al2O3弥散强化铜合金杆材短流程加工技术,成本降低20%以上。同国内外同类技术相比,整体技术达国际先进水平。

获授权发明专利22件,实用新型专利5件,发表学术论文134篇。开发高压电器用相关产品300余种应用于500余家高压开关企业及相关配套企业。新增产值8.49亿元,利税2.51亿元,促进了高压电器行业技术进步。


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