真空断路器合闸弹跳的危害性及其对策探讨

　　《35kV户内高压真空断路器通用技术条件》(ZBK97004—89)将合闸弹跳定义为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，真正对真空开关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。供电部门在工程安装时，一般都按《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB50150—91)对设备进行验收，GB50150—91第　11.0.7　条规定：真空断路器合闸过程中，触头接触后弹跳时间不应大于2ms，这也与实际工作有差异。真空断路器分合电路的工作是由真空灭弧室来完成的，开关的参数必须满足灭弧室的性能要求，如灭弧室要求合闸速度为0.4～1.0m/s，开关的速度能够在0.3～0.7m/s之间，那么配该型号灭弧室的真空断路器其合闸速度必须调整在0.4～0.7m/s之间，同样，如果真空灭弧室合闸弹跳要求不大于5ms，那么配该型号灭弧室的断路器其合闸弹跳的允许范围也是不大于5ms。是不是应将合闸弹跳一律定为不大于 <是值得探讨的。技术不断地在更新，在发展，标准也应不断地完善，新型触头材料抗熔焊性能极好，在发生熔焊时，熔焊点呈脆性，熔焊层机械强度小，破坏熔焊所需的力小于真空断路器的分闸力。目前许多国外同类产品如日本东芝公司10kv断路器只要求弹跳小于10ms，新型触头材料的应用为合闸弹跳时间突破2ms创造了条件。目前许多真空灭弧室规定的合闸弹跳时间都大于2ms，仅要求小于3ms，甚至5ms。
　　合闸弹跳是真空断路器机械特性的一种重要参数，由于合闸弹跳过程中，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，远小于合闸过程中电弧燃烧时间，所以一般认为，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磨损，从而导致灭弧室电寿命的缩短。在弹跳过程中，电流电弧没有熄灭，不会产生操作过电压，通过型式试验的情况看，断路器在经过老炼后，或者在进行开断试验后，弹跳会有明显的改善。大量的运行实践也表明，真空断路器在经过一段时间运行之后，由于切合负荷电流，其灭弧室触头表面金属结构有了细微变化，其合闸弹跳时间显著减小，甚至消失，真空度、工频耐压水平也有所提高。
　　弹跳对真空灭弧室电寿命的危害到底有多大?曾有1台ZN23-35真空断路器，是1台电容器开关，运行时间约1年，切合电容器524次，因外绝缘被破坏而报废。在分析故障原因时我们打开了灭弧室，发现灭弧室动静触头均光洁如新，只在动触头接触面外围有一约3mm2的熔融点，分析结果认为可能是真空断路器在开断故障电流时所留。查阅此台断路器档案，投运前断路器该相弹跳为3ms，弹跳波形为振荡式，测量该波形，得到断路器在合闸弹跳过程中动静触头分开时间为1.5ms。由于真空断路器与油断路器不同，在合闸状态没有插入行程，而是2个平面依靠一定的压力结合在一起，所以合闸过程中，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、开距以及真空开关的触头材料等，安装、调试质量，零部件如铝支座、灭弧室、轴销、换向器的加工精度也同样影响真空断路器合闸弹跳时间的长短。