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《35kV戶內(nèi)高壓真空斷路器通用技術(shù)條件》(ZBK97004—89)將合閘彈跳定義為斷路器在合閘時(shí)觸頭剛接觸直至觸頭穩(wěn)定接觸瞬間為止的時(shí)間。所有直讀數(shù)據(jù)的開關(guān)特性測(cè)試儀都是按照這個(gè)定義來設(shè)計(jì)制造的。影響滅弧室電壽命的是電弧，而電弧只有在動(dòng)靜觸頭不接觸時(shí)才會(huì)產(chǎn)生，在動(dòng)靜觸頭接觸時(shí)不會(huì)產(chǎn)生。大量實(shí)踐及理論分析均表明，真正對(duì)真空開關(guān)的電壽命有影響的因素是：合閘過程中，觸頭剛接觸直至觸頭穩(wěn)定接觸瞬間為止，這期間的觸頭斷開時(shí)間。供電部門在工程安裝時(shí)，一般都按《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50150—91)對(duì)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收，GB50150—91第11.0.7條規(guī)定：真空斷路器合閘過程中，觸頭接觸后彈跳時(shí)間不應(yīng)大于2ms，這也與實(shí)際工作有差異。真空斷路器分合電路的工作是由真空滅弧室來完成的，開關(guān)的參數(shù)必須滿足滅弧室的性能要求，如滅弧室要求合閘速度為0.4～1.0m/s，開關(guān)的速度能夠在0.3～0.7m/s之間，那么配該型號(hào)滅弧室的真空斷路器其合閘速度必須調(diào)整在0.4～0.7m/s之間，同樣，如果真空滅弧室合閘彈跳要求不大于5ms，那么配該型號(hào)滅弧室的斷路器其合閘彈跳的允許范圍也是不大于5ms。是不是應(yīng)將合閘彈跳一律定為不大于2ms是值得探討的。技術(shù)不斷地在更新，在發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)不斷地完善，新型觸頭材料抗熔焊性能極好，在發(fā)生熔焊時(shí)，熔焊點(diǎn)呈脆性，熔焊層機(jī)械強(qiáng)度小，破壞熔焊所需的力小于真空斷路器的分閘力。目前許多國(guó)外同類產(chǎn)品如日本東芝公司10kV斷路器只要求彈跳小于10ms，新型觸頭材料的應(yīng)用為合閘彈跳時(shí)間突破2ms創(chuàng)造了條件。目前許多真空滅弧室規(guī)定的合閘彈跳時(shí)間都大于2ms，僅要求小于3ms，甚至5ms。
合閘彈跳是真空斷路器機(jī)械特性的一種重要參數(shù)，由于合閘彈跳過程中，觸頭斷開距離小，電弧不會(huì)熄滅，導(dǎo)致觸頭電磨損加重，從而影響滅弧室的電壽命，但由于其存在時(shí)間較短，遠(yuǎn)小于合閘過程中電弧燃燒時(shí)間，所以一般認(rèn)為，在一定范圍內(nèi)的彈跳最主要的危害在于加速了滅弧室觸頭的磨損，從而導(dǎo)致滅弧室電壽命的縮短。在彈跳過程中，電流電弧沒有熄滅，不會(huì)產(chǎn)生操作過電壓，通過型式試驗(yàn)的情況看，斷路器在經(jīng)過老煉后，或者在進(jìn)行開斷試驗(yàn)后，彈跳會(huì)有明顯的改善。大量的運(yùn)行實(shí)踐也表明，真空斷路器在經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行之后，由于切合負(fù)荷電流，其滅弧室觸頭表面金屬結(jié)構(gòu)有了細(xì)微變化，其合閘彈跳時(shí)間顯著減小，甚至消失，真空度、工頻耐壓水平也有所提高。
彈跳對(duì)真空滅弧室電壽命的危害到底有多大?曾有1臺(tái)ZN23-35真空斷路器，是1臺(tái)電容器開關(guān)，運(yùn)行時(shí)間約1年，切合電容器524次，因外絕緣被破壞而報(bào)廢。在分析故障原因時(shí)我們打開了滅弧室，發(fā)現(xiàn)滅弧室動(dòng)靜觸頭均光潔如新，只在動(dòng)觸頭接觸面外圍有一約3mm2的熔融點(diǎn)，分析結(jié)果認(rèn)為可能是真空斷路器在開斷故障電流時(shí)所留。查閱此臺(tái)斷路器檔案，投運(yùn)前斷路器該相彈跳為3ms，彈跳波形為振蕩式，測(cè)量該波形，得到斷路器在合閘彈跳過程中動(dòng)靜觸頭分開時(shí)間為1.5ms。由于真空斷路器與油斷路器不同，在合閘狀態(tài)沒有插入行程，而是2個(gè)平面依靠一定的壓力結(jié)合在一起，所以合閘過程中，由于動(dòng)靜觸頭的非彈性碰撞引起彈跳。彈跳值大小與諸多因素有關(guān)，如觸頭彈簧的彈力、合閘速度、開距以及真空開關(guān)的觸頭材料等，安裝、調(diào)試質(zhì)量，零部件如鋁支座、滅弧室、軸銷、換向器的加工精度也同樣影響真空斷路器合閘彈跳時(shí)間的長(zhǎng)短。為了把斷路器的合閘彈跳時(shí)間減小到規(guī)定范圍內(nèi)，通常采取以下措施：
(1)提高配件的加工精度，使鋁支座與軸、換向器與鋼銷、軸等緊密配合，減小空程間隙。
(2)加強(qiáng)裝配工藝質(zhì)量控制，提高裝配工藝質(zhì)量。在真空斷路器裝配過程中，注意安裝合理，不使真空滅弧室受到額外的力。調(diào)整導(dǎo)向管的位置，使滅弧室動(dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)軌跡通過滅弧室的軸心，真空滅弧室動(dòng)觸頭活動(dòng)自如，無任何卡澀現(xiàn)象。
(3)適度加大觸頭超程彈簧預(yù)壓力。
通過采取以上措施，可以有效地控制真空斷路器合閘彈跳時(shí)間。
ZN23-35真空斷路器由于觸頭面積大、行程長(zhǎng)，合閘速度快、沖量大，尤其是在配CT10型彈簧操作機(jī)構(gòu)時(shí)，彈跳大而且不易穩(wěn)定。為了減小彈跳值，在真空斷路器滅弧室靜端如加設(shè)蝶形簧等，能形成合閘緩沖，使合閘彈跳時(shí)間減小，但卻帶來斷路器工作不可靠的問題。在江蘇鹽城供電部門，調(diào)試人員反映某大型開關(guān)廠生產(chǎn)的ZN23-35真空斷路器在安裝前測(cè)試彈跳值非常小，三相均只有1ms，但一連上母排，彈跳就變得非常大，達(dá)10ms以上，這是因?yàn)椴捎昧遂o支座合閘緩沖的緣故。在安裝前，緩沖效果明顯，所以彈跳較小，但連接上母排以后，靜端被固定，失去了緩沖效果，導(dǎo)致彈跳加劇。一般情況下，進(jìn)行機(jī)械特性試驗(yàn)都拆除了母線，所以這種情況較隱蔽，不易被察覺。在加了合閘緩沖裝置以后，合閘過程中靜觸頭不再是剛性的，靜觸頭隨動(dòng)觸頭運(yùn)行距離加大，滅弧室抖動(dòng)幅度隨之增大，這樣極有可能造成滅弧室外殼破裂，而且在開斷故障電流時(shí)，故障電流所產(chǎn)生的巨大電動(dòng)力，會(huì)造成滅弧室橫向擺動(dòng)，導(dǎo)致滅弧室損壞，從而引發(fā)斷路器爆炸事故。靠降低斷路器的可靠性來保證合閘彈跳參數(shù)，延長(zhǎng)本已足夠長(zhǎng)的真空斷路器的電壽命，是得不償失的。
我國(guó)已有20多年的真空斷路器運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，從國(guó)內(nèi)真空斷路器運(yùn)行情況來看，由于真空斷路器壽命終結(jié)而發(fā)生故障的并不多見。從運(yùn)行情況來看，國(guó)產(chǎn)真空斷路器最大的問題是可靠性差，尤其是機(jī)械故障率高。大量資料表明，國(guó)產(chǎn)真空斷路器各項(xiàng)參數(shù)如電壽命等均已達(dá)到甚至超過國(guó)外同類產(chǎn)品，唯有可靠性與外觀與國(guó)外產(chǎn)品仍有相當(dāng)大的差距。斷路器的高可靠性是國(guó)產(chǎn)斷路器必須奮起直追的首要目標(biāo)，在斷路器的可靠性問題解決之前，過長(zhǎng)的電壽命是一種不必要的浪費(fèi)，因而彈跳問題要解決，但首先必須設(shè)法提高國(guó)產(chǎn)真空斷路器的可靠性。目前國(guó)產(chǎn)的10kV系列真空斷路器和配電磁機(jī)構(gòu)的35kV真空斷路器，由于采取了一系列技術(shù)措施，經(jīng)過不斷地完善和發(fā)展，其可靠性極高，各項(xiàng)性能指標(biāo)包括合閘彈跳時(shí)間在內(nèi)，都十分穩(wěn)定。配CT10型彈簧操作機(jī)構(gòu)的35kV真空斷路器，由于操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的質(zhì)量問題，機(jī)械故障率高，可靠性低，尤其合閘彈跳時(shí)間長(zhǎng)，難以調(diào)整，且不穩(wěn)定，是所有斷路器生產(chǎn)廠在生產(chǎn)該型斷路器時(shí)所遇到的共同問題。目前研制的ZN23-35配彈簧操作機(jī)構(gòu)的改進(jìn)型真空斷路器，操作機(jī)構(gòu)與真空斷路器反力特性能很好地匹配，消除了配CT10型彈簧操作機(jī)械的ZN23-35真空斷路器存在的機(jī)構(gòu)振動(dòng)大，彈跳不穩(wěn)定，機(jī)械故障率高等現(xiàn)象，有效提高了真空斷路器的可靠性。
