真空断路器合闸弹跳的危害性及其对策

电力18讯：    作者：张文渊

1　合闸弹跳

　　《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。

　　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小于等于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小于等于5ms。是不是应将合闸弹跳一律定为不大于2ms是值得探讨的。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。

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。

3　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：

　　(1)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。

　　(2)加强装配工艺质量控制，提高装配工艺质量，在真空断路器装配过程中，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。

　　(3)适当加大触头超程弹簧预压力。

　　通过采取以上措施，可以有效地控制弹跳时间。

　　ZN23-35真空断路器由于触头面积大、行程长，合闸速度快、冲量大，尤其是在配CT10型弹簧操作机构时，弹跳大而且不易稳定，为了减小弹跳值，在真空断路器灭弧室静端如加设蝶形簧等措施，形成合闸缓冲，这样合闸弹跳是小了，却带来断路器工作不可靠的问题，在江苏盐城供电部门，调试人员反映某大型开关厂生产的ZN23-35真空断路器在安装前测试弹跳值非常小，三相均只有1ms，但一旦连上母排，弹跳就变得非常大，就是因为采用了静支座合闸缓冲。在安装前，缓冲效果明显，所以弹跳较小，但连接上母排以后，静端被固定，失去了缓冲效果，导致弹跳加剧。一般情况下，进行机械特性试验都拆除了母线，所以这种情况较隐蔽，不易被察觉。在加了合闸缓冲装置以后，合闸过程中静触头不再是刚性的，静触头随动触头运动距离加大，灭弧室抖动幅度随之增大，这样极有可能造成灭弧室外壳破裂，而且在开断故障电流时，故障电流所产生的巨大电动力，会造成灭弧室横向摆动，导致灭弧室损坏，从而引发断路器爆炸事故。靠降低断路器的可靠性来保证合闸弹跳参数，延长本已足够长的真空断路器的电寿命，是得不偿失的。

4　结束语

　　我国已有20多年的真空断路器运行经验，从国内真空断路器运行情况来看，由于真空断路器寿命终结而发生故障的并不多见，从运行的情况来看，国产真空断路器最大的问题是可靠性差，尤其是机械故障率高，大量资料表明，国产真空断路器各项参数如电寿命等均已达到甚至超过国外同类产品，唯有可靠性和外观与国外产品仍有相当的差距。断路器的高可靠性是国产断路器必须奋起直追的首要目标，在断路器的可靠性问题解决之前，过长的电寿命是一种不必要的浪费，因而弹跳问题要解决，但首先必须设法提高国产真空断路器的可靠性。