无可置疑真空断路器在实质上是典型的电气商品，但它又是经过凌乱的机械传动来完毕的，因而机械商品的第二特性在咱们形象中更为超卓。无怪很多开关公司在招聘人才时老是将“娴熟把握CAD技能”的机械工程师放在榜首位。所以在咱们作业中广泛存在一个电气商品由机械工程师来开发的非正常景象，他们天经地义的按灭弧室罗列的参数做机械计划。假定悉数顺畅，风平浪静也就算了，可是偏偏开断型式实验不争气，多年来一向存在12-15%的失利率。职责和要素就很难找，管子厂宣称自个严峻依照技能，绝无偷工减料之嫌。整机厂也把职责推得一尘不染，行程、超程、分合闸速度等都一点不差。终究通常置疑到触头资料上，随意安上一个“罪名”，如存有气孔而不了了之。很罕见人置疑到管子厂供应的参数(格外是分闸运动参数)是不是精确。假定禁绝确，怎么才是精确的。这即是这篇文章要讲述的议题。
　　
　　真空开关的机械特性对电气功用影响最大的是分闸运动特性，这篇文章就拿它说事。真空开关的分闸运动特性都是以“分闸速度”来表述的。中国榜首代真空开关（70年代至80年代初）的分闸速度是以全程的均匀速度来界说。第二代（80年代中期至今）改为前半程的均匀值，即初始6mm的均匀数。这一改动有其活跃含义，开端有了初分速度的滋味，但疑问还没有彻底处理。在上世纪九十年代中期少油改真空的进程中有一景象致使咱们的留心：那种仿照少油开关构造的分体式真空开关在开断实验中，失利率显着高出其它真空开关很多。啥道理呢?分闸速度一样是初始半程1.2±0.2m/s。当咱们剖析组织的分闸绷簧力时就发现疑问地址。其时10kV的真空开关分闸速度都底子一样，但分闸绷簧力相差甚巨。ZN12为1100N，ZN65为900N，而该分体式为1800N，高出同类开关很多。这阐明后者的“等效质量”（折算到动导电杆上其它可动连杆的质量）大大高出前者，虽然6mm的均匀速度持平，但起步速度却很慢。这种起步速度彻底晦气于首开相开断的条件。因而咱们以为如今的分闸速度界说不行精确，满意它并不能确保其电气功用。6mm对首开相开断太远，而对后开相开断又太近。因而有必要对真空开关分闸运动进行科学的界说，要做到这一点就有必要对真空电弧，格外是它的动态特性有开端的了解。
　　
　　咱们在研讨真空开关时都或多或少受传统断路器概念的影响，格外是电弧特性。搞了解两者差异是恰当首要的。真空电弧和大气电弧有两大纷歧样：其一，大气电弧的介质是绝缘体，电离后才变成导体。真空开关的介质是金属蒸汽，不管它是原子状况仍是离子状况，它都不是绝缘体。因而，前者开断成功依托离子的复合;然后者只能靠金属蒸汽的涣散。当金属蒸汽密度在电流过零霎时刻衰减到金属粒子磕碰自在行程大于灭弧开距(λ>Ti0)时，断口的绝缘强度就建立起来了。(这即是真空空位绝缘功用的底子特征)。其二，大气电弧的介质气体分子是客观存在，微观上作无序的热运动(布朗运动)，微观上是接连的，且均匀散布。而真空电弧介质原先并不存在，它的发作是阴极斑驳蒸腾金属蒸汽的效果。它一旦生成，在真空状况下构成压力差，便具有了无量势能并呈锥体形状活络涣散。此时的金属蒸汽密度散布梯度极大，在阴极斑驳锥体顶级，金属蒸汽密度大的区域才有或许发作磕碰游离(阴极等离子区)。在电弧大有些区域磕碰游离底子不会发作。咱们称它为“涣散型”电弧。它的各种物理特征暗示图见图1。

　　图1a涣散型电弧暗示图
　　
　　图1b涣散型电弧金属蒸汽密度散布图。N为密度，λ为自在程，X为开距。
　　
　　图1c涣散型电弧伏-安特性
线性的伏安特性赋予了它能够并联存在的特性（对触头的烧损甚微），又因为它大有些空间λ>T，因而电流过零成功开断的必要条件就一定是：在电流过零前电弧一定为涣散型。满意λ>Ti0不等式。
　　
　　有了对真空电弧的开端了解，断路器分闸运动特性怎么设置就能够谈论一番了。已然是开断三相沟通电，又是过零开断。就一定会有首开相和后开相（中性点不接地体系），见图2。
　　
　　首开相开断和后开相恳求的灭弧环境是各纷歧样的，咱们有必要营建纷歧样的环境来满意它们的各自需求。首开相开断即有有利条件也有晦气条件。有利的是:电流正处于降低期间，它开断的实习电流要远远小于额外值(见图2)。晦气的是:首开相的康来电压高(1.5倍相电压).再是此时触头刚刚别离，窄小空间金属蒸汽一定密度大而梯度小，电弧呈高气压，好像大气电弧，对触头烧损严峻，此时任何延误都会使开断失利。要想将金属蒸汽电弧由高气压活络衰减为低气压的最有用方法即是行进初分速度(0～2mm的速度)，拓宽金属蒸汽存在的空间(密度与体积成反比)，拓宽金属蒸汽向邻近涣散的通道。因而，真空断路器的计划有必要减小等效质量(ZN65就将触头压簧及其有关部件从分闸运动中剥离出来)，削减分闸绷簧力的传递环节，当然最抱负的是学习非真空断路器做到V0>0。
　　
　　图2
　　
　　首开相成功开断后就轮到后开相开断了。它的有利条件是：因为中性点不接地，一相电流开断后，别的两相电流变成一个回路，一个断口电弧停息，另一断口电流天然也就接连。此时每个断口的康来电压为线电压的一半(0.866的相电压)，比1.5倍相电压的首开相康来电压低多了。并且两个真空空位的绝缘强度远远高于二倍长度空位的单断口。晦气条件是：后开相燃弧时刻要比首开相多5ms，触头烧损天然严峻一些。还有一晦气条件：当首开相燃弧时刻为4-6ms时(发作概率很高)，后开相灭弧将为9-11ms，这么一来后开相灭弧区便进入了分闸终究的机械轰动区，灭弧环境极为恶劣。
　　
　　剖析了后开相开断的有利和晦气条件后，真空开关的分闸运动特性第二期间设置就有理论依据了。为了营建后开相灭弧的有利环境，在首开相开断后应将分闸速度大崎岖降下来，最抱负的是在半途(5-6mm)熄弧。理由有：其一，后开比照首开相多跑5ms，实无快的必要。其二，成功开断的必要条件为λ>Ti0，Ti0短一些不等式更易建立。其三，短开距灭弧在开断小理性电流时可降低截流值。实验证明后开相的截流值为首开相的4.5倍。道理很简略：一样数量的金属蒸汽，小空间要比大空间的密度大，等效在触头材猜中加了低熔点金属又不影响开断大电流的才华。其四，灭弧环境力求安静，应在匀速或近似匀速运动中来完毕。至此电弧全停息了，但悉数开断进程还没有完毕，动导电杆还在运动，此时开关计划师对机械运动特性处理不妥（如今大都处理不抱负），仍将留下开断失利的危险。因而，开断的第三期间分闸速度应更近一步降下来，抵达两个意图：（1）削弱机械轰动强度。（2）将机械轰动区远离后开相灭弧区。这一首要方针通常被人忽略而使开断呈现费事。

上一篇：触电的医治

下一篇：剪线电机的选型办法