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工作原理

真空斷路器的工作原理是：當動、靜觸頭在操作機構的作用下分閘時，觸頭間產生電弧，觸頭表面在高

溫下揮發出蒸汽，由于觸頭設計為特殊形狀，在電流通過時產生一磁場，電弧在此磁場作用下沿觸頭表

面切線方向快速運動，在金屬圓筒(屏蔽罩)上凝結了部分金屬蒸汽，電弧在自然過零時就熄滅了，觸頭

間的介質強度又迅速恢復起來。

為滿足真空滅弧室對機械參量的要求，保證真空斷路器電氣機械性能，確保運行可靠性，真空斷路器須

具有穩定、良好的機械特性。主要機械特性列于上表，亦以三種斷路器技術指標為例。 4.各機械特性對

產品性能的影響 產品機械特性的優劣，對產品各項電氣性能有重要的關系，而且影響產品運行可靠性。

衡量真空斷路器的性能，真空滅孤室本身的性能固然重要，然而機械特性同樣具有舉足輕重的作用。下

面對各機械特性參數與產品性能的關系分述如下：

接觸壓力

在無外力作用時，動觸頭在大氣壓作用下，對內腔產生一個閉合力使其與靜觸頭閉合，稱之為自閉力，

其大小取決于波紋管的端口直徑。滅弧室在工作狀態時，這個力太小不能保證動靜觸頭間良好的電接觸

，必須施加一個外加壓力。這個外加壓力和自閉力之和稱為觸頭的接觸壓力。這個接觸壓力有如下幾個

作用：

(1)保證動、靜觸頭的良好接觸，并使其接觸電阻少于規定值。

(2)滿足額定短路狀態時的動穩定要求。應使觸頭壓力大于額定短路狀態時的觸頭間的斥力，以保證在該

狀態下的完全閉合和不受損壞。

(3)抑制合閘彈跳。使觸頭在閉合碰撞時得以緩沖，把碰撞的動能轉彈性勢能，抑制觸頭的彈跳。

(4)為分閘提供一個加速力。當接觸壓力大時，動觸頭得到較大的分閘力，容易拉斷會鬧熔焊點，提高分

閘初始的加速度，減少燃弧時間，提高分斷能力。觸頭接觸壓力是一個很重要的參數，在產品的初始設

計中要經過多次驗證、試驗才選取得比較合適。如觸頭壓力選得太小，滿足不了上述各方面的要求；但

觸頭壓力太大，一方面需要增大合閘操作功，另外滅弧室和整機的機械強度要求也需要提高，技術上不

經濟。

接觸行程

真空斷路器毫無例外地采用對接式接觸方式。動觸頭碰上靜觸頭之后就不能再前進了，觸頭接觸壓力是

由每極觸頭壓縮彈簧(有時稱作合閘緩沖彈簧)提供的。所謂接觸行程，就是開關觸頭碰觸開始，觸頭壓

簧施力端繼續運動至終結的距離，亦即觸頭彈簧的壓縮距離，故又稱壓縮行程。

接觸行程有兩方面作用，一是令觸頭彈簧受壓而向對接觸頭提供接觸壓力；二是保證在運行磨損后仍然

保持一定的接觸壓力，使之可靠接觸。一般接觸行程可取開距的20%～30%左右，10kV的真空斷路器約為3

～4mm。

真空斷路器的實際結構中，觸頭合閘彈簧設計成即使處于分閘位置，也有相當的預壓縮量，有預壓力。

這是為使合閘過程中，當動觸頭尚未碰到靜觸頭而發生預擊穿時，動觸頭有相當力量抵抗電動力，而不

致于向后退縮；當觸頭碰接瞬間，接觸壓力陡然躍增至預壓力數值，防止合閘彈跳，足以抵抗電動斥力

，并使接觸初始就有良好狀態；隨著接觸行程的前進，觸頭間的接觸壓力逐步增大，接觸行程終結時，

接觸壓力達到設計值。接觸行程不包括合閘彈簧的預壓縮量程，它實際上是合閘彈簧的第二次受壓行程

。

合閘速度

平均合閘速度主要影響觸頭的電磨蝕。如合閘速度太低，則預擊穿時間長，電弧存在的時間長，觸頭表

面電磨損大，甚至使觸頭熔焊而粘住，降低滅弧室的電壽命。但速度太高，容易產生合閘彈跳，操動機

構輸出功也要增大，對滅弧室和整機機械沖擊大，影響產品的使用可靠性與機械壽命。平均合閘速度通

常取0.6m/s左右為宜。

分閘速度

斷路器的分閘速度一般而言速度越快越好，這樣可以使首開相在電流趨近于0前2～3ms時能開斷故障電流

；否則首開相不能開斷而延續至下一相，原來首開相變為后開相，燃弧時間加長了，增加了開斷的難度

，甚至使開斷失敗。但分閘速度太快，分閘的反彈也大，反彈太大震動過劇亦容易產生重燃，所以分間

速度亦應考慮這方面因素。分閘速度的快慢，主要取決于合閘時動觸頭彈簧和分閘彈簧的貯能大小。為

了提高分閘速度，可以增加分閘彈簧的貯能量，也可以增加合閘彈簧的壓縮量，這都必然需要提高操動

機構的輸出功和整機的機械強度，降低了技術經濟指標。經過多年試驗認為，10kV的真空斷路器，平均

分閘速度能保證在0.95～1.2m/s比較合適。

彈跳時間

合閘彈跳時間是斷路器在合閘時，觸頭剛接觸開始計起，隨后產生分離，可能又接觸又分離，到其穩定

接觸之間的時間。

這一參數國外的標準中都沒有明確規定，1989年底能源部電力司提出真空斷路器合閘彈跳時間必須小于

2ms。為什么合閘彈跳時間要小于2ms呢？主要是合閘彈跳的瞬間會引起電力系統或設備產生L.C高頻振蕩

，振蕩產生的過電壓對電氣設備的絕緣可能造成傷害甚至損壞。當合閘彈跳時；同小于2ms時，不會產生

較大的過電壓，設備絕緣不會受損，在關合時動靜觸頭之間也不會產生熔焊。

合閘的不同期性太大容易引起合閘的彈跳，因為機構輸出的運動沖量僅由首合閘相觸頭承受。分閘的不

同期性太大可能使后開相管子燃弧時間加長，降低開斷能力。

合閘與分閘的不同期性一般是同時存在的，所以調好了合閘的不同期性，分閘的不同期性也就有了保證

。產品中要求合分閘不同期性小于2ms。

分、合閘時間是指從操動線圈的端子得電時刻計起，至三極觸頭全部合上或分離止的一段時間間隔。

合、分閘線圈是按短時工作制作設計的，合閘線圈的通電時間不到100ms，分閘線圈的不到60ms。分、合

閘時間一般在斷路器出廠時已調好，無須再動。

當斷路器用在發電系統并在電源近端短路時，故障電流衰減較慢，若分閘時間很短，這時斷路器分斷的

故障電流就可能含有較大的直流分量，開斷條件更為惡劣，這對斷路器的開斷是很不利的。所以用于發

電系統的真空斷路器，其分閘時間盡可能設計長些為宜。

回路電阻

回路電阻值是表征導電回路的聯接是否良好的一個參數，各類型產品都規定了一定范圍內的值。若回路

電阻超過規定值時，很可能是導電回路某一連接處接觸不良。在大電流運行時接觸不良處的局部溫升增

高，嚴重時甚至引起惡性循環造成氧化燒損，對用于大電流運行的斷路器尤需加倍注意?；芈冯娮铚y量

，不允許采用電橋法測量，須采用GB763規定的直流壓降法。

觸頭系統

“真空斷路器”的觸頭常采取對接式觸頭。因為一般的真空斷路器在分閘狀態下動靜觸頭的距離只有

16mm這么小的距離很難制作出其他形狀的接觸面，而且平直的接觸面瞬間動作電弧的損傷也較小。真空

斷路器的優點之一是體積小，動靜觸頭要在一個絕對真空的空間內動作，如果制作成其他的對接方式也

會增加斷路器自身的體積！

真空斷路器是3～10kV，50Hz三相交流系統中的戶內配電裝置，可供工礦企業、發電廠、變電站中作為電

器設備的保護和控制之用，特別適用于要求無油化、少檢修及頻繁操作的使用場所，斷路器可配置在中

置柜、雙層柜、固定柜中作為控制和保護高壓電氣設備用。

1、作業條件檢查

1.1檢查開關安裝完畢，符合試驗條件。

1.2現場條件滿足試驗要求。

1.3檢查工作票完善，工作安全措施完善。

1.4試驗人員符合要求，熟悉相關資料和技術要求。

1.5相關試驗儀器已準備，并保證其完好。

2、外觀檢查

2.1檢查開關安裝完好，無機械損傷。

2.2檢查開關柜內無雜物，元器件無受潮現象。

2.3柜體接地已完善可靠。

2.4柜內二次接線完善、牢固。

2.5柜體型號、銘牌參數與設計一致。

3、元件檢查

3.1測量分、合閘線圈的絕緣電阻和直流電阻，用 500V 絕緣電阻表分別測量分閘線圈和合閘線圈對地的

絕緣電阻，要求不低于 10M，用萬用表或單臂電橋分別測量分閘線圈和合閘線圈的直流電阻。

3.2儲能電機檢查。用 500V 絕緣電阻表測量電機的絕緣電阻；檢查儲能電機額定電壓與設計相符；通入

電機額定的電源，檢查電機運轉是否正常和儲能機構工作是否正常。

4、主導電回路絕緣電阻測量

4.1測量斷路器導電回路對地及斷口間的絕緣電阻，斷路器在合閘狀態，分別測量每相導電回路對地的絕

緣電阻；在分閘狀態測量各斷口之間的絕緣電阻。

4.2測試時要求用專用測試導線。

5、測量每相導電回路的直流電阻

5.1用大電流回路電阻測試儀分別測量每相導電回路的直流電阻。

5.2回路電阻測試儀要求可靠接地，通過專用引線和斷路器可靠連接，電壓測量線應在電流輸出線內側。

5.3測量時電流要求不小于 100A。測量讀數要求在穩定數值時開始讀數。

5.4測量完畢要求待測試儀放電完才能斷開測試回路。

5.5要求測試結果符合產品技術規范，測試時必須記錄當時環境溫度，以進行電阻值的換算。

6、斷路器的特性試驗

6.1用高壓開關特性測試儀分別測量斷路器的分、合閘時間、彈跳時間及同期性，將試驗儀器可靠

接地。

6.2測量時要求電源電壓及氣壓都在額定條件。

6.3合閘過程中斷路器彈跳時間在 40.5kV 以上不大于 3ms，40.5kV 以下不大于 2ms。

6.4分、合閘時間測試實際數據應符合產品技術條件的規定。

6.5測量操動機構的電氣特性。調節斷路器控制回路電壓，在 85％～110％Un 情況下斷路器能可靠的分

、合，在 65％Un 情況下斷路器能可靠地分開，在 30％Un 情況下斷路器不能分、合。

7、交流耐壓試驗

用試驗變壓器、調壓器組成一個高壓交流回路作為高壓交流電源，分別對斷路器每相的合閘狀態對地、

分閘狀態斷口間進行耐壓試驗（具體試驗方法見特殊性試驗交流耐壓試驗部分）