Z-15GM22 时间：2025/12/27 2:34:29 阅读：14

Z-15GM22是一款由俄罗斯Elektroautomatika公司（EA）生产的汞弧整流器，属于早期电力电子技术中的典型代表。该器件主要用于将交流电转换为直流电，常见于20世纪中期的工业电源、电化学设备、直流电机驱动以及高电压、大电流供电系统中。汞弧整流器利用汞蒸气中的电弧放电实现整流功能，具有较高的效率和承载能力，但其结构复杂、启动时间长、对安装位置敏感，并且由于含有汞这种有毒物质，存在环境与安全风险。随着半导体技术的发展，尤其是硅控整流器（SCR）和IGBT等固态器件的普及，汞弧整流器已被逐步淘汰。
　　Z-15GM22型号中的“Z”通常表示整流器，“15”可能代表额定电流为15千安培（kA）级别或特定系列编号，“G”可能指代高压应用，“M”代表汞弧型，“22”可能是设计版本或结构代号。这类器件一般采用石英玻璃外壳封装，内部包含主阴极、辅助阴极、阳极和汞池阴极，工作时需预热启动以形成稳定的汞弧放电通路。由于其属于过时技术产品，目前在全球范围内已基本停止生产和使用，仅在部分老旧工业设施或历史设备维护中偶有涉及。现代工程实践中应避免使用此类设备，并推荐采用更安全、高效、环保的半导体整流方案进行替代。

参数

类型：汞弧整流器
　　额定电流：约15000 A（具体依工况而定）
　　反向耐压：可达数千伏特（kV级）
　　工作介质：汞蒸气
　　封装形式：玻璃真空管结构
　　冷却方式：自然冷却或强制风冷/水冷（依系统配置）
　　启动方式：辅助电极引燃
　　工作温度范围：环境依赖性强，需预热至工作状态
　　寿命：受启停次数影响大，典型值数百至数千小时

特性

Z-15GM22作为一款大功率汞弧整流器，其最显著的特性在于能够处理极高电流和电压负载，适用于重工业领域的直流供电场景。它通过在真空玻璃容器内建立稳定的汞弧放电来实现单向导电性，即整流作用。其核心工作机制是利用加热后蒸发的汞原子在电场作用下电离形成等离子体通道，使得电流可以从阳极流向阴极，而反向则被阻断。这种物理机制赋予了该器件较低的正向压降（通常在15–30V之间），相较于当时的其他整流技术，具备较高的能量转换效率，尤其在大功率应用中优势明显。
　　该器件的操作需要复杂的外围支持系统，包括启动电路、励磁线圈、冷却装置以及倾斜角度控制机构——因为汞池阴极的位置必须保持适当倾角以确保电弧稳定点燃和熄灭。此外，Z-15GM22对环境污染极为敏感，灰尘、振动或湿度变化可能导致电弧不稳定甚至短路故障。运行过程中会产生紫外线辐射和臭氧，因此通常需要加装屏蔽罩和通风系统。更重要的是，一旦玻璃壳破裂，液态汞泄漏会造成严重的健康危害和环境污染，这使其在现代安全标准下被视为高风险设备。
　　另一个关键特性是其非可控性：与现代晶闸管不同，Z-15GM22无法通过门极信号精确控制导通时刻，只能依赖交流电压过零自然导通，限制了其在调压、调速等精密控制场合的应用。尽管如此，在其时代背景下，该器件仍代表了当时最先进的大功率整流解决方案之一，广泛应用于冶金电解、城市轨道交通牵引变电所及大型电镀生产线等领域。然而，由于维护成本高、响应速度慢、可靠性低等原因，现已完全被固态半导体整流器取代。

应用

Z-15GM22主要用于20世纪中叶的大功率工业整流系统，典型应用场景包括金属电解（如铝、镁、铜的提取）、直流电弧炉供电、大型直流电机驱动（例如轧钢机、矿井提升机）、城市有轨电车或地铁系统的牵引变电站，以及高压直流输电实验装置。这些领域通常要求持续供应数万安培级别的直流电流，而Z-15GM22凭借其高载流能力和相对稳定的整流性能成为当时首选方案之一。
　　在电化学工业中，该器件用于将三相高压交流电转换为低压大电流直流电，供给电解槽使用。由于电解过程对电流稳定性有一定要求，Z-15GM22常与其他调压变压器或饱和电抗器配合使用，以调节输出功率。在轨道交通领域，多个Z-15GM22可并联运行，组成多脉波整流桥，减少电网谐波干扰，提高供电质量。此外，某些科研实验装置也曾采用此类整流器作为高压直流源，尤其是在缺乏成熟固态器件的时代。
　　需要注意的是，由于该器件属于淘汰技术，当前任何新建设项目均不应再采用Z-15GM22。对于仍在运行的旧设备，建议尽快实施技术改造，替换为基于SCR或IGBT的全控型整流系统，以提升安全性、能效和自动化水平。同时，废弃的Z-15GM22必须按照危险废物处理规范进行专业回收，防止汞污染扩散。