整理分合闸,断路器灭弧机械特性

1、1高压电路中电弧的特性及形成过程随着我国经济发展和电力工业需求的增长，对高压开关性能要求也越来越高， 它能否正常工作直接关系电力系统的安全与稳定。断路器起着控制和保护电力系 统的双重作用，能在有载、无载及各种短路工况下完成规定的合分或操作循环任 务，特别是在高压强电流的条件下开断电路并不是件容易的事 ，开断过程产生的电 弧不熄灭，电路就不能被开断。由于电力系统发生故障时，产生的电流比正常负载 电流要大得多，这时开断电路的断路器在触头分离后，触点之间将会出现电弧，电 弧的存在对高压电路来说是一个不可忽视的安全隐患 ，因此高压电路上明确规定， 只有电弧熄灭，电路的断开任务才算完成，而断开的时间很短

2、，因此要求很高。电弧 快速熄灭能及时根除安全隐患，为将财产损失减到最小赢得时间。断路器的开断 要快速、可靠、稳定。在运行中，开断能力是标志性能的基本指标。所谓开断能 力，就是指断路器在切断电流时熄灭电弧，顺利地切、分电流的任务的能力。在电 力系统中，开断能力的参数通常是以额定短路开断电流为标志的，符号为Ib,单位 kA。电弧是一种能量集中、温度高、亮度大的气体放电现象，是一种电离的气体，质量极轻 发出耀眼的光芒，在外力作用下迅速移动、卷缩和伸长。在操作电力开 关分断电路的过程中，当开关的触头即将分离时，由于触头的接触面突然减小，使 得触头接触处的电阻猛增，同时电路上被消耗的电能将产生上千度的高

3、温，使触头 产生热电子发射，这与人们在电子管中观察到的热电子发射情况类似 ，只不过这时 触头表面的温度比电子管内灯丝的温度要高得多 ，发射的热电子强度也大得多。 同时在开关触头分离的瞬间，电路加在触头上的电压将在触头间极小的间隙内形 成很强的电场，它将在高温作用下触头发射的热电子迅速加速，这些高速运动的热 电子碰撞其周围的气体分子而产生自由电子和正离子 ，被电离出来的自由电子在 高温和强电场的作用下继续加速，又碰撞其附近的其它气体分子，如此继续，形成 连锁反应，使开关触头间的气体在极短的时间发生雪崩似的电离 ，接通电路 发出 耀眼的亮光，这就是人们看到的电弧。电弧产生以后，触头间隙周围的温度随

4、之升 高到4 000 C以上，大量的金属蒸气和气体原子在高温下继续电离为自由电子和 正离子，以维持电弧的稳定和电路的导通。电子学理论认为 68,在电弧的形成过 程中，高温和电场不仅使气体分子、原子和炽热的金属蒸气发生电离，同时还使已电离的自由电子和正离子重新复合成中性原子、分子。电弧形成过程示意图见 图1。图1电弧形成过程示意图电弧形成机制包括两种6 10 ，场致电子发射和热电子发射。 场致电子发射机理： 当材料表面外加很强的电场时，势垒的高度显著降低，同时势垒的宽度变窄，这时 电子不需要额外获得能量就会由于隧道效应而有一定穿越势垒的几率，产生场致电子发射。有文献表明810, Fowler和N

5、ordheim于1928年计算了这种场致发 射的电流密度与外加电场的关系得出在 0K时发射的电流密度为：L 1T 犷 6. 831 x，吁 靛J 叫I之工795 x 1心 产中(1)式中,E为电场强度；为材料的逸出功，v(y)和t(y)可通过查表得到。热电子发射需 将阴极加热到约2 500 K以上，这时便在热作用下发射电子。电子经施加在两极问 的电场加速 晌阳极运动。由于热电子发射需要的温度高，故只有少数几种难熔金 属(如W、Zr、Hf等)才可能产生热电子发射。热电子发射符合Richardson_Dushman 方程：j 二 exp-|(2)式中,js为电流密度；A为常数;K为Boltzman

6、n常数;T为电极温度；是逸出功。式 (2)表明热电子发射与发射体温度、电子逸出功有密切关系。比较式 (1)、(2)可知， 对弧触头，无论是场致电子发射还是热电子发射，其发射电流都直接依赖于触头材料的逸出功。提高材料的逸出功可显著降低动静弧触头间的电子发射能力。同时,在热电子发射工作状态下，提高逸出功可使电极在较高的温度下达到所需要的电 流，能有效改善弧触头材料的抗烧蚀能力。2熄灭电弧的方法电弧的产生直接影响着电力系统的安全运行，快速、可靠、稳定地熄灭电弧对高 压电路起着举足轻重的作用。必须要指出的是 很多场合熄灭电弧，工作人员错误 的单纯采用体积大的断路器或闸刀，人为拉长电弧的长度和电弧存在的

7、时间，这对 于熄灭小电弧是可行的。但电弧是一种自持放电现象 ，采用体积大的断路器或闸 刀控制，拉长电弧,仅仅是熄灭这类电弧的充分条件。众所周知，我们所讨论的电 弧现象大多是基于交流电流的情况。随着正弦交流电流的周期性变化，交流电弧也将随之每半周要过零一次。电弧能否熄灭，决定于电弧电流过零时，弧隙的介质 强度恢复速度和系统恢复电压上升速度的竞争。加强弧隙的去游离或减小弧隙电 压的恢复速度，都可以促进电弧熄灭。前已指出，交流电弧的熄灭条件是在零休期间不发生热击穿，同时在此之后弧隙介质恢复过程总是胜过电压恢复过程， 也即不发生击穿。但从灭弧效果来看， 零休期间是最好的灭弧时机：一则这时弧隙的输入功率

8、近乎等于零， 只要采取适 当措施加速电弧能量的散发以抑制热电离， 即可防止因热击穿引起电弧重燃；二 则这时线路所储能量很小，需借电弧散发的能量不大，不易因出现较高的过电压 而引起电击穿。反之，若灭弧非常强烈，在电流自然过零前就“截流” ，强迫电 弧熄灭，则将产生很高的过电压，即使不致影响灭弧，对线路及其中的设备也很 不利。因此，除非有特殊要求，交流开关电器多采用灭弧强度不过强的灭弧装置， 使电弧是在零休期间，而且是在电流首次自然过零时熄灭实际上交流电弧未必均能于电流首次自然过零时熄，有时需经23个半周才熄灭。如图2所示，触头刚分（t=t0）时，弧隙甚小，uh也不大。故电流在 首次过零t=t1）

9、前，其波形基本上仍属正弦波，且在电流过零处电源电压滞后 约为690°。这时，介质强度ujf不大，恢复电压uhf于不久后上升到大于燃 弧电压ub1时，弧隙击穿，电弧重燃。图2在第二个半周，弧隙增大，弧隙增大了， uh和ujf均增大，电流再过零(t = t2)时的滞后角6 2< 6 1。由于ujf仍不够大，在uhf> ujf2时，弧隙再次被击 穿，电弧仍重燃。此后，因弧隙更大，当t=t3、即电流第三次过零时，63<6 2,且ujf始终大于uhf,电弧不再重燃，电弧终被熄灭，交流电路也完全切断了。 在现代高压开关电器中，以下几种方法是被广泛采用的。2.1 采用不同的灭弧介

10、质熄灭电弧实验得知，电弧的去游离强度，在很大程度上取决于电弧周围介质的传热能力、介 电强度、热游离温度和热容量，它们的数值越大，则去游离作用越强，电弧就越容易 熄灭。一类是利用减少碰撞游离的可能性来灭弧，如经常采用的真空灭弧法；另类 是增强介质的灭弧能力来灭弧，如利用灭弧能力约为空气的100倍的SF6采用可 产生灭弧能力是空气7.5倍的H2的灭弧介质，如变压器油或断路器油。2.2 采用特殊的金属材料制作灭弧触头触头材料在很大程度上决定着电弧中的去游离强度。从前文可知金属蒸气热游离 可以维持电弧燃烧，因此采用熔点高、导热系数大、热容量大、抗电弧能力较强 的耐高温金属作为触头的材料，可以减少热电子

11、发射和电弧中的金属蒸气，能更好 地抑制游离作用。铜、鸨合金等都是常用的触头材料。2.3 利用气体或油的吹动灭弧让电弧柱拉长变细，可以使得电弧在气流或油流中迅速地冷却，再加上吹弧，将更 快地促使电弧变细和带电离子的扩散。灭弧过程中，气体或油的流速越大，其冷却 作用越强。在高压断路器中利用各种结构形式的灭弧室，使气体产生巨大的压力 并有力地吹向弧隙，使电弧熄灭。如空气断品&器利用充入压力约2.3MPa(20atm)的干燥压缩空气作为吹动电弧的灭弧介质2.4 采用多断口灭弧 在高压断路器中，经常是一相采用两个以上的断口串联，在灭弧时冲联的多个断 口把电弧分割成多段小电弧，相当于多断口拉长了等

12、行程的单断口的电弧，既增大 了弧隙电阻（相当于弧隙电阻值增大加速）,又加快了电弧被拉长的速度（相当于触 头分离的速度增加）,这样也增大了介质强度的恢复速度，使得断路器更可靠、快 速的灭弧。况且，加在每个断口的电压降低，使弧隙恢复电压降低，也有利于灭弧。 在低压开关电器中，广泛采用灭弧栅装置，也就是应用把长弧变成短弧的多断口灭 弧装置。2.5 拉长电弧并增大断路器触头的分离速度迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降，同时，使电弧的表面突然增大，有利于电 弧的冷却和带电质点向周围介质中扩散，使热游离作用削弱，加强离子的复合速度， 加速电弧的熄灭。为此，经常在高压断路器中装设强有力的断路弹簧，以加快触

13、头 的分离速度。我们经常将这种方法与其它灭弧方法结合使用。2.6 截流灭弧包含电弧在内的电路，在一定条件下是动态不稳定系统，在外界的干扰下，电弧燃 烧不稳定，出现自激的高频振荡，最后使得电弧电流降到零导致灭弧。 通常,电弧中 振荡的频率很高，可达几百千赫兹，在频率响应较差的示波器显示的示波图（如图3） 中我们可发现，电流会出现突然被截断的现象，使电弧因不稳定而熄灭。<b)2.7 强迫灭弧使电源电压不能维才e很高的电弧电压，电弧电流很快减小到零而熄灭，所以这 种方法又被称为过零灭弧。它通常要求使用特殊材料制成的高压断路器 ，如在开 断交流短路电流时会出现强迫灭弧现象的石英砂熔断器。这种熔断

14、器熔丝很长 ， 熔丝周围填充石英砂，利用石英砂很强的散热能力和熔丝很细的特点，当电弧电压 超过电源电压，电弧电流不能维持而急剧减小导致灭弧。3断路器的分类按照不同的标准，高压断路器有不同的分类方法，这里只按照断路器灭弧介 质进行分类。(1)油断路器：触头在变压器油(断路器油)中开断，利用变压器油(断 路器油)作为灭弧介质的断路器。(2)压缩空气断路器：以压缩空气作为灭弧介质和绝缘介质的断路器，吹 弧所用的空气压力一般在10134052kPa (1040atm)的范围内。(3) SF6断路器：以SF6气体作为灭弧介质或兼作绝缘介质的断路器。(4)真空断路器：触头在真空中开断，利用真空作为绝缘介质

15、和灭弧介质 的断路器，真空断路器需求的真空度在10"Pa以上。还有磁吹断路器，固体产气断路器等类型。4高压断路器的灭弧特性4.1六氟化硫断路器SF6断路器是以SF6气体作为电器绝缘和灭弧介质的电气设备， 它具有油断 路器，压缩空气断路器不可比拟的灭弧能力。由于 SF6断路器具有优异的灭弧 能力，使其燃弧时间很短，电流开断能力大，触头的烧损腐蚀轻微，触头能在比 较高的温度下运行而不劣化。此外，SF6气体优越的绝缘特性，使电气绝缘距离 可以大幅度下降，结构更为紧凑，节省空间，而且操作功率小，噪音小。SF6高压断路器以良好的绝缘性能及优越的灭弧介质而被广泛的应用于电力系统的各 类电压等级的

16、开断设备中。正是因为 SF6断路器具有以上优点，所以其发展速 度非常之快，已成为目前最有发展前途的电力控制设备。4.1 SF6断路器的结构及其发展由于SF6气体具有优异的灭弧和绝缘性能，从二十世纪 60年代起，SF6成 功地用作高压开关及其设备的绝缘和灭弧介质。 目前，在高压、超高压及特高压 领域，SF6气体几乎成为断路器和 GIS的唯一绝缘和灭弧介质。从世界范围来看， 高压断路器的发展经历了双压式（2O世纪60年代）一单压式（20世纪70年代）一自 能式（20世纪80年代）一二次技术智能化（20世纪90年代）四个阶段。双压式SF6断路器有高压和低压两个压力系统，低压系统用于断路器内部 绝缘介

17、质，高压系统用于灭弧。双压式 sF6断路器工作性能虽然良好，但必须配 备一台气体压缩机，结构复杂，已经被淘汰。现在所运行的SF6断路器主要用单压式灭弧方式，单压式的灭弧特点是利 用开断过程中压缩SF6气体来熄弧，结构简单，开断能力强。单压式断路器在 外形结构上分为支柱式断路器和罐式断路器：支柱式断路器耐压水平高，结构简 单，运行部件少，系列性好；罐式断路器重心低、抗震性能好，外绝缘部件少， 可用于多地震地区以及高原和环境污秽地区。在灭弧结构上呈现两种不同形式：一种为压气式定开距灭弧室结构，另一为压气式变开距单向吹弧灭弧室结构。 定 开距灭弧室结构具有开断电流大的优势， 而变开距灭弧室结构则有断

18、口电压高的 优势。单压式目前单断口开断能力达到 550kV,开断电流最大为63kA0自能式SF6断路器是近年来出现的新型断路器，它最大限度利用电弧自身 的能量，加热膨胀室或灭弧室建立起气吹所必需的压力，不需要操动机构提供很 大的能量，故可采用低操作功的弹簧机构，从而大大提高了断路器的机械可靠性， 断路器整体体积也大大减少。自能式 SF6断路器现在做到110 245kV级，正 向420kV努力。二次技术智能化集微电子技术、传感技术、计算机技术等于一 体，实现开关智能控制和保护，变“定期维护”为“状态维护”。我国对SF6断路器的研究始于上世纪70年代，1973年西安高压开关厂生 产出我国首台126

19、kVGIS。80年代后，为了快速提高我国 SF6断路器生产制造 水平，我国大量引进国外的先进制造技术，吸收国外先进的设计技术，生产技术， 使我国SF6断路器的设计水平进入一个新的台阶。目前国内高压开关厂基本可 以生产220kV单断口和500kV双断口 SF6断路器能力。西安西开高压电气股份 有限公司2004年7月SO0kV单断口新.产品在荷兰KEMA试验站通过型式试验， 这种新产品的技术水平在国际也是领先的。 河南平高电气股份有限公司引进法国 的LW6系列产品可以做到了全部元器件国产化。 并在40.5 - sookV各电压等级 全部通过荷兰KEMA试验站试验。这些都是我国引进吸收国外先进技术后

20、的成 果，但我国的SF6断路器生产设计的总体水平与国外存在差距在电力系统发达国家，SF6断路器研究较早。日本的日立公司、东芝公司、 三菱公司，ABB公司等在上世纪九十年代初就成功开发出 SO0kV单断口 SF6断 路器产品。三菱公司开发研制的1100kV、63kA双断口 sF6断路器在1997年就投入电网中运行。目前国外正在运行的最高电压等级为llookv、 63kA双断口sF6断路器。东芝公司1992年设计的550kV、63kA单断口 SF6断路器。它有两个主要特 点，一是采用混合灭弧方式，在压气的基础上巧妙利用电弧能量加热SF6气体，使压气室压力比纯机械压气的压力约高 1.3 1.5倍。另

21、一特点是采用双向的操 动机构，使动静触头同时反相运动，大大缩短了开断时间。与双断口断路器相比， 单断口断路器充气量减至 60%,重量减至70%,零件减至70%。4.2 SF6断路器的灭弧方式六氛化硫断路器是利用高压力的 SF6气体，流向低压力区.在喷口，触头间 形成气流来吹熄电弧的。因此它在结构上有单向纵吹，双向纵吹等不同的喷口结 构形式。六氟化硫断路器绝缘通常是靠低气压的 SF6气体保证，压力为3-5个大气压， 而吹弧的压力较高，一般在1015个大气压。按照高压力气体的获得方式不同， SF6断路器有二种结构类型。(1)双压式SF6断路器，在断路器内设置二个SF6气体系统(高压系统与低 压系统

22、)，只是在分闸过程，才通过控制吹气阀门使高压室 SF6流向低压室形成 高压气流。分断完毕，吹气阀门关闭。其灭弧室原理，在高压室与低压室间 .有 压气泵、管道相联，当高压室气压降低或低压室气压升高到一定限度时， 压气泵 启动，把低压室的SF6气体打到高压室，形成气体的自动封闭循环系统。(2)单压式SF6断路器，又称压气式。在断路器内只有一个压力系统，即35 大气压的较低压力的SF6气体，以维持绝缘需要。在开断过程中，利用触头及 活塞的运动形成压气作用，好像打气筒的作用一样，在喷口的触头间产生气流吹 熄电弧，一当分断动作完毕，压力作用即停止，触头间又恢复低压力的气体状态。单压式(压气式)的灭弧室结

23、构原理。合闸时喷咀，气压罩与动触头的位置。 这三个部分另件是机械上联接在一起的，分闸时都由操动机构带动，向下运动， 压气腔内的气体受到压缩.压力增大，于是在喷咀处形成气流.向喷咀外低压力区 喷出，产生与双压类似的吹弧效果。近20多年来自能灭弧式SF6断路器得到了快速发展和应用.自能灭弧包括旋 弧式、热膨胀式和混合式.旋弧式利用电弧电流通过线圈产生磁场，在磁场的驱动 下电弧高速旋转，在旋转过程中不断接触新鲜 SF6气体，使电弧冷却而熄灭.热膨 胀式则用电弧本身能量，加热SF6气体，产生高压力，形成压差，通过高压力的SF6 气体在喷口形成高速气流来熄灭电弧.这样不需要操动机构提供很大的压缩功，大

24、大减小机构的负担.这种方式可选用轻型、高可靠的弹簧机构来代替大容量液压 机构（在同等可靠性的前提下，弹簧操动机构因结构简单、零部件少、体积小而被 更多使用），同时也简化灭弧室的结构，缩小了尺寸.采用2种或2种以上灭弧原理可 组合成混合式断路器以提高灭弧效能.新出现的自能灭弧式高压 SF6断路器灭弧 室多采用混合式灭弧，如用"膨胀+助吹”的方式来解决开断大电流和小电流的问 题，其分闸过程如图所示.1）台赭住 bl升厮版跳电ad升第小电工 d）】-静弧触头-绝缘喷口：3-静上触头动弧触头：5-动主触头;6-热膨胀里;7-主触头:8单向阀;9f辅助压力室；10-汽缸；II-释压阳图4热膨胀

25、+助吹SF6断路器分闸过程示意图断路器分闸时，动主触头、动弧触头和拉杆等组成的刚性运行部件在分闸弹 簧的作用下向下运动.在运动过程中，动主触头先与静主触头分离，电流转移到仍 闭合的动静弧触头上，随后两弧触头分离形成电弧.在开断短路电流时，由于开断 电流较大，弧触头间的电弧能量也大，被电弧加热的SF6气体流入热膨胀室，在热 膨胀室内与原有的冷气体进行热交换，形成低温高压气体.由于热膨胀室压力大于 辅助压力室，单向阀关闭，当喷口打开时，高压气体吹至喷口并在电流过零时熄灭 电弧.在分闸过程中，辅助压力室内的气压开始时是被压缩的，但达到一定的气压 值后,底部的弹性释压阀打开放气，使机构不必克服更多的压

26、气反力，从而大大 降低操作功，如图的b）图.在开断小电流时，由于电弧能量小，热膨胀室内产生的压 力小,不能满足灭弧的需求，需要利用辅助压力室的气体.分闸过程中，动触头系统 向下移动,在辅助压力室内建立起压力；当电流过零时，辅助压力室内的压力大于 热膨胀室压力，单向阀打开，被压缩的气体向喷口吹去，形成熄灭小电流电弧的助 吹，增强了开断小电流的能力，如图的c）图.4.3真空断路器4.3.1 真空电弧的形成不管触头表面如何平整，微观上看总是凹凸不平的。两触头接触时只有少数 表面突起部分接触，通过电流。接触点的多少和接触面积的大小与接触压力有关。 当触头在真空中开断电流时，随着触头分开，接触压力减小，

27、接触点的数量和接 触面积也随之减少。电流集中在愈来愈少的少数接触点上，损耗增加，接触点温度急剧上升，出现熔化。随着触头继续分开，熔化的金属桥被拉长变细并最终断 裂产生金属蒸气。金属蒸气的温度很高，部分原子可能产生热电离，加上触头刚 分离时，间隙距离很短，电场强度很高，阴极表面在高温强电场的作用下又会发 射出大量电子，这样触头间的放电将变为自持的真空电弧子。由此可见，维持真空电弧的是金属蒸气而不是气体分子，真空电弧实为金属蒸气电弧。电弧中金属蒸气的压力可达到 0.01MPa0.1MPa。4.3.2 真空断路器的主要特点4.3.2.1 真空的绝缘特性真空具有很强的绝缘特性，在真空断路器中，气体非常

28、稀薄，气体分子的自 由行程相对较大，发生相互碰撞的几率很小，因此，碰撞游离不是真空间隙击穿 的主要原因，而在高强电场作用下由电极析出的金属质点才是引起绝缘破坏的主 要因素。真空间隙中的绝缘强度不仅与间隙的大小、电场的均匀程度有关，而且 受电极材料的性质及表面状况的影响较大。真空间隙在较小的距离间隙（23mm）情况下，有比空气与SF6气体高的绝缘特性，这就是真空断路器的触头 开距一般不大的原因。电极材料对击穿电压的影响主要表现在材料的机械强度（抗拉强度）和金属材料的熔点上。抗拉强度和熔点越高，电极在真空下的绝缘 强度越高。实验表明，真空度越高，气体间隙的击穿电压越高，所以，要保证真 空灭弧室的绝

29、缘强度。4.3.2.2 真空中电弧的形成与熄灭真空电弧和我们以前学习的气体电弧放电现象有很大的差别，气体的游离现象不是产生电弧的主要因素，真空电弧放电是在触头电极蒸发出来的金属蒸汽中形成 的。同时，开断电流的大小不同，电弧表现的特点也不同，所以，我们一般把它 分为小电流真空电弧和大电流真空电弧。4.3.2.3 小电流真空电弧触头在真空中开断时，产生的电流和能量集聚在阴极斑点， 从阴极斑点上大量的 蒸发金属蒸汽，其中的金属原子和带电质点的密度都很高，电弧就在其中燃烧。同时，弧柱内的金属蒸汽和带电质点不断的向外扩散， 电极也不断的蒸发新的质 点来补充。在电流过零时，电弧的能量减小，电极的温度下降，

30、蒸发作用减小， 弧柱内的质点密度降低，最后，在过零时阴极斑消失，电弧熄灭。有时，蒸发作 用不能维持弧柱的扩散速度，电弧将突然熄灭，发生截流现象。4.3.2.4 大电流真空电弧在触头断开大的电流时，电弧的能量增大，阳极也严重发热，形成很强的集聚型 弧柱。同时，电动力的作用也更加明显了，因此，对于大电流真空电弧，触头问 的磁场分布就对电弧的稳定性和熄弧性能有决定性的影响。如果电流太大，超过了极限开断电流，就会造成开断失败。此时，触头发热严重，电流过零以后仍然 蒸发，介质恢复困难，不能断开电流。4.3.3 高压真空断路器的结构简介高压断路器由以下五个部分组成：通断元件，中间传动机构，操 动机构，绝缘

31、支撑件和基座。通断元件是断路器的核心部分，主电路的 接通和断开由它来完成。主电路的通断，由操动机构接到操作指令后， 经中间传动机构传送到通断元件，通断元件执行命令，使主电路接通或 断开。通断元件包括有触头、导电部分、灭弧介质和灭弧室等，一般安 放在绝缘支撑件上，使带电部分与地绝缘，而绝缘支撑件则安装在基座 上。如图6所示：I-上比税金口 L支*；*一氐空印制建摘卡 AM蝶 用* 节支皆九地至坨“博，特端州列;学，守内鼻胃；2 样 沏青板；H 一支潴稗功怪胃：必 分M4冷子工14一匿女对41卜 I怩m：i5F武仆陆两方J*一步加指玩背注肝图5高压真空断路器的结构图4.3.4 真空断路器机械特性4

32、.3.4.1 .分、合闸速度真空断路器对分闸速度是有一定要求的，因为它影响燃弧时间和弧后介质强 度的恢复速度。不同型号的真空断路器速度特性曲线形状有差别，但变化大致相 同，而且其曲线是唯一的。由于加工质量和装配中的差异，同种真空断路器合闸前段和分闸后段会有不同，但合闸后段和分闸前段应当差异很小。凸轮被空转储能 簧拉动直至与滚子接触前的一段，这一段是空转。理论上如无空转则真空灭弧室 运动端速度从零开始（实际中为保证机构出力特性都有空转角度）。按照动量守恒 定律,空转角度变大初速度提高。如 CT19空转角度在8.396 0 -17.135 0之间。 尽管对初速度影响不大，但对全行程所用时间影响却不

33、小。因为走过前12 mm空程所用时间占全行程时间的 30%-40%。对于分闸后段的速度差异则视缓冲特性而定。其中分闸弹簧在全部分闸过程中都起作用，不仅影响断路器的刚分速度，而且还影响最大分闸速度分闸弹簧的力 越大,释放能量越多，则刚分速度和最大速度越大。触头弹簧只在超行程阶段起作 用，因此对刚分速度有直接影响。而且，触头本身的弹性及静触头系统的支撑部分 的刚性也对分闸速度尤其是刚分速度有很大影响。通常，具体速度的大小是通过试验进行测定的。4.3.4.2 合闸弹跳目前，真空断路器均采用对接式触头，且合闸速度较高，触头在合闸时就可能产生弹跳。由于弹跳不但会使触头熔焊，产生过电压，而且还会使波纹管受

34、强迫振 动而出现裂纹，导致灭弧室漏气，所以合闸弹跳越小越好。(1)合闸弹跳定义断路器在合闸时触头刚接触直至触头稳定接触瞬间为止的时间。所有直读数据的开关特性测试仪都是按照这个定义来设计制造的。影响灭弧室电寿命的是电弧，而电弧只有在动静触头不接触时才会产生，在动静触头接触时不会产生。大量 实践及理论分析均表明，真正对真空的电寿命有影响的因素是：合闸过程中，触头 刚接触直至触头稳定接触瞬间为止，这期间的触头断开时间。(2)合闸弹跳的危害合闸弹跳是真空断路器机械特性的一种重要参数，在合闸弹跳过程中，触头断 开距离小，电弧不会熄灭，导致触头电磨损加重，从而影响灭弧室的电寿命，但由于 其存在时间较短，远

35、小于合闸过程中电弧燃烧时间。在一定范围内的弹跳最主要 的危害在于加速了灭弧室触头的摩损，从而导致灭弧室电寿命的缩短。解决合闸弹跳的对策弹跳对真空灭弧室电寿命的危害到底有多大 ？在合闸过程中，由于动静触头 的非弹性碰撞引起弹跳，弹跳值大小与诸多因素有关，如触头弹簧的弹力、合闸速 度、开距以及真空断路器的触头材料等等，安装、调试质量、零部件如铝支座、 灭弧室、轴销、换向器的加工精度都影响真空断路器合闸弹跳时间的长短。为了把合闸弹跳减小到规定范围内，通常采取以下措施：(a)提高配件的加工精度，使铝支座与轴、换向器与钢销、轴等紧密配合，减小 间隙。(b)加强装配工艺质量控制，提高装配工艺质量，在真空断

36、路器装配过程中，注 意安装合理，不使真空灭弧室受到额外应力，调整导向管的位置，使灭弧室动触头 运动轨迹，在灭弧室的轴心上，真空灭弧室动触头活动自如，无任何卡涩现象。适当加大触头超程弹簧预压力。通过采取以上措施 ，可以基本上有效地控 制弹跳时间。4.3.4.3 .合、分闸时间从定义来看，合闸时间是指从接到合闸指令瞬间起到所有极触头都接触瞬间 的时间问隔定义为高压断路器合闸时间。而分闸时间则定义为从开关分闸操作(即接到分闸指令瞬间)起到所有极触头分离瞬间的时间问隔。这对系统的继电保护的设置提供了可*的保证。这在的产品中基本上都能够 达到产品的技术条件标准。但也有例外，一般是机构装配中产生的问题如：

37、 大轴 卡涩、合闸辅助开关行程过长或角度调整在死点等。总的来说时间问题这块相对 稳定些。4.3.4.4 .同期同期；定义为三相动触头与静触头最先合与最后合或最先分与后分之间的时 问问隔。如果不同期大，会严重影响真空断路器开断过电流的能力，影响断路器的寿 命，严重时能引起断路器爆炸。不同型号的开关的不同期尽不相同，在常见的产 品的不同期 0 2ms其具体的处理方法有：(1)在保证行程、超行程的前提下，通过调整三相绝缘拉杆的长度使同期、弹 跳测试数据在合格范围内；(2)如果通过调整无法实现，则必须更换数据不合格相的真空泡， 并重新调整 到数据合格。4.3.4.5 .反弹真空断路器反弹对灭弧室的影响。真空断路器的触头多为对接式结构， 在分 合操作中可能产生不同程度的反弹现象。 不论分闸反弹还是合闸反弹都会给运行 带来危害。反弹可能导致：(1)触头烧损严重，甚至熔焊。(2)波纹管经受强迫振动可能产生