摘要：在电力系统中，高压真空断路器是一个比较关键的开关设备，它不仅控制着电网的运转还对电网的安全性起到了重要的保护作用。保证高压断路器的良好性能、稳定可靠是电力系统关系到整个系统的安全稳定运行，十分重要。本文对真空断路器性能分析与故障优化进行阐述。
关键词：高压真空断路器；主要特性；故障优化
1 真空断路器性能分析及作用
判断一个真空断路器是否满足要求，应对其合分闸时间、合分闸速度、燃弧时间、超行程和触头烧损厚度等其它一些参数进行确定和判定。通过优化和筛选，对真空断路器的机械、电气特性作出全面评价。
1.1 合闸弹跳
对真空断路器而言，动、静触头闭合时不要弹跳是最理想的情况。可是在很多情况下，减小触头的弹跳时间是为保证触头高质量地工作，但不能更换的真空触头仍然希望消除振动。从断路器机械方面和电气方面讲，要求减小合闸弹跳时间是合理的。一方面，触头弹跳时间长则说明合闸时的冲力过大，多余的能量只能消耗于断路器框架等处，以微小的变形和振动为代价，长此以往，只能有害无益。另一方面，弹跳时间长则触头的磨损量也大。当然，抑制合闸弹跳，也并不是说完全没有弹跳便是最优，实际上，合闸电动排斥力是消除合闸弹跳的有效手段。
1.2 真空断路器的超行程
由于真空断路器的触头都是对接式触头，其超行程的作用主要有以下几点：
1.2.1 保证触头在一定的烧损厚度内仍有一定的接触压力，以保持可靠的接触，并可减少主回路的接触电阻值，以降低温升；
1.2.2 使动触头在断路器分闸时获得一定的初始冲击动能，提高动触头的初始分离速度，拉断动、静触头间的熔焊点；
1.2.3 使断路器在合闸时能够借助触头压力（既弹簧力）得到缓冲，以减少弹跳；
1.2.4 可以利用运行中的真空断路器超行程的数量值来确定触头压力的大小。
通常，对一些不能直接测量触头烧损厚度的真空断路器，可通过超行程的累计改变量来计算触头烧损的厚度，并以此间接地估算真空断路器的剩余电寿命。
1.3 燃弧时间
通过对燃弧时间的分析，可获得真空断路器性能必要的判据。燃弧时间的长短，不但体现真空灭弧室的性能，而且也体现了操作机构动作的合理性和稳定性。燃弧时间与真空断路器开断能力关系密切，它能预示开断能否达到极限。长燃弧时间对灭弧室考验意味着比短燃弧时间的作用有更大的热和机械效应。因此燃弧时间应尽可能的短，但应以建立电弧熄灭的条件为度。一般来讲，燃弧时间在10ms以内为优，10～15 ms为主，大于15ms为差。首开相燃弧时间以不小于3ms为最佳，最大不超过8ms，后开相应在电流第一次过零时熄灭。首开相的分布应以均匀分布为佳。对同一台断路器来讲，在其整个电寿命试验过程中，历次开断短路电流时燃弧时间的分布在正常情况下呈现类似“浴盆”曲线，即开始时的燃弧时间稍长，中间若干次燃弧时间较短且稳定，末了燃弧时间又变长的规律。是此规律的真空断路器则说明真空灭弧室性能稳定，断路器机械特性参数也比较稳定。反之，分散性很大、燃弧时间呈长短无序分布，则反映出整个断路器性能的不稳定或尚有缺陷。
2真空断路器的主要优点
2.1 真空断路器的灭弧室直径较小，真空度在1.33×10-3Pa以上，绝缘强度很高，电弧容易熄灭，其灭弧能力强。
2.2 燃弧时间短，电气寿命高，其额定短路开断次数一般均在20~100次，甚至更高。开断额定短路开断电流后，动、静触头间仍具有较高的绝缘水平。
2.3 触头开距及接触行程小、操作功率小，良好的开断性能，稳定可靠的电寿命，机械寿命可高达20000次以上，且很少开断失败。
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2.4 使用安全、维护简单，开断过程中不会因燃弧产生高气压,因此操作危险性小，且真空灭弧室无须检修。
2.5 无污染、噪音低，适用于频繁操作、工作条件比较苛刻的场所。
2.6 操作机构的可靠性高，故障率小，具备检修周期长、维护工作量少等优点。
目前，国外产品已大多采用整体式结构，与国产断路器相比少了断路器本体与操作机构之间的传动轴，使操作机构与断路器浑然一体。断路器位置配合精度、刚度大为提高，既提高了机构功率，使机构输出功少了许多，又增加了可靠性。由于真空断路器具有以上很多独特的优点，所以，越来越得到人们的重视，应用的也越来越广泛。
3. 真空断路器故障优化
3.1拒合、拒分、误分问题的处理
对于高压真空断路器拒合、拒分或者误分问题的处理，应该首先检查操动机构中所有的部件的连接，对间隙过大或者不合格的零部件进行更换处理，以保证操动机构的稳定性。同时，还要检查机构箱的防雨措施，针对出现漏雨的部位进行处理，在输出拐臂连杆上进行密封处理；对机构箱进行干燥和防潮处理。
3.2断路器合闸弹跳时间增加时的故障处理
发现此类问题，需增加触头弹簧的弹性能量的压力，观察弹簧是否已经发生弹性形变且无法恢复，也可视情况严重与否对触头进行整套更换；当销轴和拐臂之间间隙较大时，应及时更换或调整；传动机构的调整，可利用断路器在合闸位置时机构超过主臂死点的传动较小这一特点将机构调校到靠近死点的位置，就能解决合闸后弹跳时间的问题。
3.3高压真空断路器的直流电阻增加时的处理
定期对灭弧室的接触头进行检查，对开路和超行程进行调整。根据规定方法对接触电阻进行测量。如果接触电阻增加值过大，在调整的基础上检查真空灭弧室的真空度，必要时更换。
3.4断路器灭弧室不能断开时的故障处理
对于达不到真空度要求值的真空灭弧室的处理，若通过检测真空灭弧室真空度确已降至要求值以下，应更换真空灭弧室。具体步骤：
①对将换上的真空灭弧室须经真空度检测合格。
②拆下原真空灭弧室并换上新真空灭弧室。安装时要垂直.注意动导电杆和灭弧室同轴度，操作时不应受到扭力。
③安装好新真空灭弧室后，应测量开距和超程（接触行程）。若不满足要求应作相应调整：调整绝缘拉杆的螺栓可调整超程；调整动导电杆的长度可调整灭弧室开距。
④采用电力开关综合测试仪测量分合闸速度、三相同期性、合闸弹跳等机械特性，若不合格应作调整。
3.5断路器真空泡真空度降低的处理
真空泡的材质要是出现了故障常常说明真空泡本身也出现的细小的漏点。真空泡内波形管的材质或制作装配工艺出现故障的时候，由于真空灭弧室使用时期不断的加长和开断的次数增加真空度就会慢慢的减少，当真空度下降到无法维持规定的度数的时候就会使得它自身的开断能力减弱和耐压水平降低。使用分体式真空断路器也存在一定的不利因素。要是在操作的过程中采取电磁式操作机构的真空断路器的话会导致真空度降低的速度增加，因为操作连杆的传动距离通常都会很大，从而给开关的同期、弹跳、超行程等机械特性带来不利的影响。
4结束语
综上所述，真空断路器在电网中的应用比较广泛，还应该重视高压真空器断路器的性能特性，保证真空断路器的质量符合要求，定期维护、发现问题及时处理，避免重大事故的发生。
参考文献：
[1]刘松成，何正旭.高压断路器常见故障原因的分析与处理[J].中国新技术新产品.2012（20）
论文作者:李和臣
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/2
标签：断路器论文; 真空断路器论文; 触头论文; 时间论文; 真空论文; 机构论文; 操作论文; 《电力设备》2019年第15期论文;