摘要：真空断路器是我国目前10kV配电系统的主要设备，具有触头开距小、电磨损小、寿命长，分断能力高、熄弧能力强，结构简单，可频繁操作等优点。当中，合闸弹跳时间是真空断路器机械特性的一项重要参数，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。文章介绍了真空断路器的合闸弹跳的定义，分析了影响真空断路器合闸弹跳时间大小的因素，并结合多次调试真空断路器的实践经验，总结出了几种现场处理真空断路器合闸弹跳超时的方法。
关键词：真空断路器；合闸弹跳；处理方法
一、概述
高压真空断路器的触头不像SF6断路器那样采用插入式接触，而是采用对接式接触方式，合闸碰撞后必然引起触头弹跳现象，因此，触头合闸弹跳时间是检测真空断路器性能的一项重要的机械特性参数。合闸弹跳在GB标准中并无明确定义，一般理解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。
二、合闸弹跳超时的危害
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，那么在合闸弹跳过程中，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。Q/CSG114002-2011《电力设备预防性试验规程》中规定：合闸时触头的弹跳时间不应大于2ms。弹跳时间越长，动静触头电弧燃烧时间越长，从而导致灭弧室电寿命的缩短。
三、影响合闸弹跳时间的因素
3.1 真空灭弧室对弹跳的影响
真空灭弧室动触头机械强度、质量、动和静触头平面度影响合闸的碰撞损失，也就是合闸碰撞过程中动静触头产生变形而吸收的能量。这包括动、静触头的材料弹性变形和塑性变形。动、静触头的机械强度越高，其变形能力越差，碰撞损失越小，吸收合闸能量的能力也就越小，弹跳就会越大。
合闸时的动能与动触头、动端的质量和合闸速度成正比，动触头、动端的质量越大其产生的惯性冲击越大；动端的质量过大又会引起断路器合闸弹跳时间加长，在确保真空断路器合闸可靠的前提下，应尽量减小动端质量避免合闸弹跳加剧。动、静触头平面度越差，弹跳越大。动、静触头平面度差，碰撞时的接触面积就小，碰撞损失也就小，弹跳也就会相应加大。
3.2 合闸速度对弹跳的影响
合闸时，合闸速度越大所产生的合闸冲击也越大，动、静触头发生碰撞的反弹幅值越大，会出现触头反复的合、分过程，反弹幅值越大，弹跳时间就越长。所以，要合理设计并控制合闸速度。
3.3 传动机构的绝缘拉杆与真空灭弧室同轴度对弹跳的影响
当传动机构的轴心与真空灭弧室不同轴时，灭弧室被强迫适应机构，造成动导电杆发生倾斜，更严重时静端盖板也会因受弯曲力而变形，使得动静触头闭合时两触头间产生夹角，碰撞时的接触面积减小，从而使得弹跳增大。同时动导电杆倾斜，在合闸过程中导电杆与导向套运动不畅，也会使弹跳时间加长。
3.4 触头压力对弹跳的影响
弹跳与触头初压力成反比。为了保证合闸过程中动、静触头可靠接触，需要增加动、静触头间的接触压力，触头接触压力分为触头初压力和触头终压力。触头终压力的大小主要取决于触头弹簧的超程和刚度；触头初压力的大小则取决于触头弹簧的刚度和预压缩量。VS1型真空断路器甚至在绝缘拉杆的绝缘子里加装碟簧，足够的触头初压力使触头在合闸碰撞时得到缓冲，抑制触头的弹跳时间。
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3.5 机构的传动间隙对弹跳的影响
机构的传动间隙也就是俗称的虚位，虚位会影响到动静触头的同轴度，甚至会使动触头在合闸过程中产生摇摆，机构传动间隙越大，不仅合闸弹跳的可能性越大，机构的可靠性也会降低。
3.6 真空断路器安装装配质量对弹跳的影响
开关安装装配质量也会影响到合闸弹跳，装配合理的情况下，真空灭弧室不应受到明显的拉应力和横向应力，触头活动自如，无卡涩现象，确保真空断路器的各支撑部件的强度及相关紧固件不松动。
四、现场处理合闸弹跳超时的方法
在现场需要做真空断路器的机械特性试验前在转动部位喷润滑剂，然后先分合几次开关，防止开关因长时间不动作造成卡涩，影响分合闸时间和弹跳时间。当机械特性测试出真空断路器的合闸弹跳时间超标时，可以再多做几次合闸测试，检查弹跳时间是否维持在这个数值。下面以我局数量居多的VS1型真空断路器为例总结合闸弹跳超时的现场处理方法。
4.1相关固件的检查
检查绝缘筒与整个开关、绝缘筒与真空灭弧室的螺丝是否松动，绝缘筒外壁有无破裂。当检查所有紧固螺丝均无松动，可将断路器置于分闸位置，将导向杆的螺丝松开几圈，然后用扳手反复转动主轴，让灭弧室自然找正，之后对螺丝进行全面的紧固，使真空灭弧室不受到应力，绝缘筒与开关机构连接位没有间隙。
4.2调整开关动静触头的同轴度
根据试验数据，检查弹跳超标的相传动拐臂与绝缘拉杆连接的位置有无间隙，如果有虚位，需要拆开连接部位的轴销，加入适当厚度的垫片，垫片应加在没有间隙的一端，使动导电杆与传动拐臂无虚位，保证动端合闸时在一个垂直轴线上运动。
绝缘筒是跟静端和静触头连接在一起，故绝缘筒的垂直度会影响到动静触头的同轴度。在进行了传动拐臂与绝缘拉杆的调整之后，如试验数据仍然超标，可进行绝缘筒的调整。首先需要将小车底座调整至水平，用水平尺检查绝缘筒与底座的垂直度，然后松开绝缘筒底部、背部与底座、支架相连的五颗螺丝，垫入适当厚度的垫片，使四颗螺丝上紧时，绝缘筒与底座垂直。
经过调整可以使动静触头在同一运动轴心上，在设备触头良好的情况下可保证动静触头平面接触，很大程度地减少合闸弹跳。
4.1调整合闸初压力
合闸的初压力是由触头弹簧决定的，VS1小车式断路器的触头弹簧与绝缘拉杆集成在一起，需把整个极柱拆下，使真空灭弧室与绝缘筒分离后才能调整触头弹簧的预压缩量。此时换个思维，由于合闸时，触头弹簧不仅要带动动触头运动，传动机构还同时拉伸分闸弹簧使之储能，所以增加分闸弹簧的预拉伸量可以加大合闸的初压力。分闸弹簧一端连接在传动拐臂，另一端扣在金属板然后连接在断路器机构壳体上，将连接在外壳的金属板松开螺丝稍稍向上移动，便可实现增加分闸弹簧的预拉伸量。加大合闸初压力后能一定程度抑制弹跳，但是分闸弹簧的预拉伸量有限，当调整完仍不满足要求则还是需要调整触头弹簧的预压缩量。
经过上述的调整后，还需要进行开关特性试验，检查弹跳时间是否恢复到2ms以内。
五、结束语
由于真空断路器是分合闸弹簧与一系列的机械联动的，所以对其中一个元件的调整会引起其他因素的变化，例如增加分闸弹簧的预拉伸量可能会影响分、合闸速度，从而影响分合闸时间。投运前还需进行一系列的电气试验，如绝缘电阻、回路电阻、交流耐压试验。进行真空断路器调整后，不仅要满足规程对合闸弹跳时间的要求，还要使分合闸时间、同期、开距等规程有要求的项目符合标准，并不能顾此失彼。现场调整工作应遵循由外至内、先易后难的原则，在多项参数要求中找到平衡。
参考文献：
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[2]李建基.高中压开关设备实用技术［M］.北京：机械工业出版社，2001.
[3]陈化钢.高低压开关电器故障诊断与处理［M］.北京：中国水利水电出版社，2000.
论文作者:巫耀发
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/20
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