固封极柱技术固封极柱技术
1前言
在中压领域，特别在12kV级，真空断路器已成为主流产品。据统计，2002年真空断路器
所占比例已攀升到92.27%，产量达133519台。我国继美国、德国和日本之后，已进入真空断
路器大国行列。
真空断路器之所以如此辉煌，这与真空断路器技术的不断进步分不开。固封极柱技术，这
就是真空断路器技术巨大进步的体现。真空断路器的极柱绝缘经历了空气绝缘-复合绝缘-固封
绝缘。这就形成了三代真空断路器。在第一代空气绝缘中，带电部分完全裸露在空气中，它的
绝缘水平随着空气中的湿度、灰尘以及运输过程的磕碰而变化，并易受小动物等异物的影响。
在第二代复合绝缘中，将灭弧室保护在环氧树脂套筒内。但这种套筒没有完全把高压带电部分
包起来，里面还会受灰尘、潮气、昆虫等影响。第三代绝缘也就固封极柱，它通过APG工艺，
利用环氧树脂将灭弧室及上下出线端全部包封。这样做，不仅缩小了灭弧室尺寸，而且微底不
受外界环境（灰尘、潮气等）的影响，提高了耐气候性，此时环氧树脂不仅作为一次部分的主
绝缘，而又是它的机械支撑，其电场分布和应力分布优于各种形状的绝缘隔板结构。
由于极柱固封，同样的灭弧室可用于不同额定电压，只需按额定电流选择灭弧室。
由于极柱固封，环氧树脂的绝缘强度是空气的5～6倍，大大提高了绝缘强度。
由于极柱固封，灭弧室不需附加的紧固件，载流件被周围的浇铸树脂牢靠地固定在它的位
置上，这就大大减少了灭弧室的零件数，而且维护更加简便，寿命更长。
由于极柱固封，灭弧室本身陶瓷件长度更短且直径更小，有利于小型化。
固封极柱还有利于实现固体绝缘开关柜，使柜体大为减小。
2极柱固封技术
极柱固封技术是一种崭新的技术，国外也只有极少制造公司掌握这种技术。如ABB公司于
1997年用固封极柱开发出VMI型免维护真空断路器，近年来，又将成熟的固封极柱用于VD4P型
真空断路器。参数做到12kV2500A40kA。又如日本东芝公司利用固封极柱研发出24kV
固体绝缘开关柜。这种柜的体积仅为普通充气柜（C-GIS）的78%，重量约为它的50%。其参数
做到24kV1250A25kA。
2003年，我国同时研制出两种固封极柱真空断路器：一是西高所与厦门华电开关公司研制
成VEP型固封式真空断路器；另一是西安森源开关技术研究所研制成VSm型固封式真空断路器。
前者参数做到12kV630～4000A，20～40kA，后者参数做到12kV630～3150A，25～
40kA。
固封式真空断路器的研制成功，体现了我国真空断路器技术的巨大进步。
在相柱固封中，VEP型固封断路器采用德国APG工艺和设备。设备由Hedrich和Vogel公
司提供，浇铸材料为瑞士Vantico公司的树脂材料。VSm型固封式真空断路器由西安森源开
关技术研究所委托奥地利库瓦格公司进行研制，用了近一年时间进行反复试验，解决了材料和
工艺问题。2002年，为了设计和制造出完全国产化的固封极柱产品，由西安森源开关技术研究
所牵头，组织8家企业成立了APG协作组，对固封技术进行攻关。协作组的第一个试制项目为
12kV户内真空断路器用固封极柱。这个研制项目由西安森源开关技术研究所负责总体设计和协
调；设备采用上海煤科院的压力注射机；模具由厦门耐德工贸有限公司负责开发制造；真空灭
弧室由成都旭光电子股份有限公司研制生产；试制由常州国电森源绝缘电器有限公司负责固封
极柱样品。整个研制工作于2003年下半年完成。
3APG技术
固封极柱采用APG技术，即环氧树脂自动压凝胶成型技术（TheAutomaticPressure
Gelation）。其特点为：可将环氧绝缘制品的生产周期从传统真空浇注所需的十几小时缩短到
十几分钟，并能较好地控制放热效应，有利于补偿固化反应而引起的收缩，且具有极好的尺寸
稳定性和很高的机械强度等突出优势。尤其是应用于真空断路器固封极柱、复杂、薄壁、多方
位抽芯产品更具优势。
APG工艺过程包括3个过程：前期混料、自动压力凝胶、成型后固化。
APG工艺所需设备主要有模具、前期混料装量、移动式注射专用压力容器、全液压自动压力
凝胶成型机、空气压缩机、固化后所需的烘箱以及必备的辅机等。
浇注中，浇注材料是关键。它对固封