真空断路器在开断过程中会遇到什么问题(真空断路器操作顺序)

导语：「知识分享」真空断路器开断过程

分闸起始阶段(引弧阶段)

现代理论证明真空断路器的初分阶段(0~3mm)，对开断性能至关重要，真空断路器在分闸初始的电弧电流总是由集聚型向扩散型转变，此过程转变的越快越好。

加快分闸初始的电弧电流由集聚型向扩散型过程转变,有三种措施.

①减少运动零部件的质量，在研制真空断路器过程中，减小导电夹来减小运动的零部件质量，经对比，结果是初分速度不同程度上有所提高；

②增大分闸弹簧弹力，且要使其在分闸初期(0~3 mm)发挥作用；

③触头压缩行程必须尽量的小(2~3 mm)，使分闸弹簧尽早地参加分闸运动，因为传统的断路器动静触头接触方式皆是插入式，当发生短路电流时，电动力使梅花触指抱紧导电杆，在动导电杆的运动方向分力为零。

而真空断路器的动静触头接触方式为平面接触，当短路电流发生时其强大电动力对触头运动是排斥力，这样触头的分离就不必等触头压缩弹簧完全释放之后由分闸弹簧来拉动了，它的分离和主轴运动时间并无滞后(或滞后甚小)，如果压缩弹簧的行程很小，则分闸弹簧可尽早地参加运动。

以便提高初分速度、因此现在研制的真空断路器的触头压缩弹簧的压缩就尽量的小(2~3 mm)，既然初分阶段的原动力是电动力的排斥力，要减小的运动质量范围就是全部运动的零部件。可见分体型结构及拼凑型结构移植到真空断路器设计上来。由于连杆太长、太多，对提高真空断路器的初分速度是不利的。

分闸的第二阶段(灭弧阶段3~8 mm)

当触头分离至3~4 mm时，电弧向扩散型的转变已完成，此时是灭弧的大好时机(从大量的试验证实灭弧的最佳开距为3~4 mm)。如果此时电流过零，有限的金属蒸汽密度衰减极快，断口间绝缘强度迅速恢复，开断成功，动触头的第二阶段速度原动力是以分闸弹簧。在三相系统中,开断如果要在第一个零点熄弧将历时3ms(触头在两个零点中间分离,因此时的开距已足够大)。

因此要在开距3~4 mm熄弧，其间的平均分闸速度应为0.8~1.1 m/s，折算成现今广泛采用的6mm平均分闸速度约为1.1~1.3 ms，这数据几乎被国内外的真空断路器所采纳，然而，这是空载时对断路器机械操作所测得的数据，在开断大电流时，分闸速度将大大超过此值，这是因为电动力的排斥力参与运动，因此,在同样的时间内动触头将运行到6~8 mm外，为了缩短燃弧时间，分闸后的第二阶段应采取特殊缓冲措施，将导电杆运动的速度及时大幅度降下来，应控制油缓冲的介入时间，分闸第一阶段时触头分离要快，但分闸弹簧并没有参与，分闸第二阶段速度要慢，分闸弹簧太大则不能降低分闸速度，燃弧时间反而加长了,并对第三阶段的处理造成了困难。

分闸第三阶段(震荡阶段8~11 mm)

于真空断路器开距小，分闸过程时间短，快速运动的触头要在这么短的时间内停下来，不论用何种方式，最终的速度变化率还是很大，强烈的震动不可避免，因此，余震一般还将延续30 ms，当今,国内外的真空断路器分闸,动触头从分离到进入震区一般约历时10~12 ms，而燃弧时间也大多为12~15 ms。显然，电弧熔化的触头局部表面是进入震区后才开始冷却凝固的。强烈的余震不可避免将液态金属飞浅而形成触头表面尖状物和触头间悬浮金属微粒。这是造成重击穿的外因之一，而这种设计上的不足在有限的型式试验中往往不能充分反映出来。因而长期以来人们对此并无充分的认识。

总之，真空断路器的设计者应对分闸过程应给予重视，减小运动部件质量，提高初分速度，及时降低第二阶段的分闸速度，缩短燃弧时间，使电弧熄灭在进入震区前，给触头表面一定的冷却时间，同时也要求减弱震动强度，使整个分闸过程符合以上机理，这样有利于提高机械寿命和电寿命。

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