摘要：真空断路器具有体积小、重量轻、寿命长、不用检修等优点，真空断路器的科研、生产带动了试验。基于此，文章就真空断路器断流容量试验问题进行简要的分析，希望可以提供一个有效的借鉴。
关键词：真空断路器；断流容量；试验问题
1高压真空断路器的结构与工作原理
在电力系统中，户内高压真空断路器有多种类型，无论哪种类型主要由开断元件、支撑元件、传动元件、基座及操动机构等组成，主要零件为主触头、导电部分与灭弧室。开断元件固定在基础支座上，为固定密封，并用其他元件辅助固定。在运行中，断路器以0.13Pa真空度作为灭弧的主要媒介并起到绝缘作用，电弧在进行首次过零时就会造成电流弧熄灭，之后需要及时针对问题做出反应，并进行操作处理。这样，断路器可以有效隔离问题部分，保护其他元件设备不受损害，防止影响整个电力系统，可减少损失。
2真空断路器真空度现场测试方法
2.1观察法
运行人员通过观察涂在真空玻璃泡内表面的吸气剂薄膜的颜色变化，对运行中的真空断路器真空度进行简单判别。若真空度良好，则吸气剂的薄膜非常亮，像镜面；若真空度降低，则吸气剂薄膜将变成乳白色。这种判断方法只有在真空度降到很低时才有效，且无法用于陶瓷外壳的真空灭弧室。
2.2交流耐压法
采用工频耐压法检查真空灭弧室真空度，是以前的预防性试验中测试真空断路器真空度的主要方法。将真空断路器置于分闸状态，在真空灭弧室的动静触头之间加70%额定工频耐受电压，稳定1min；然后，在1min内升至额定工频耐受电压，保持1min，无仪表指针突变及跳闸现象即为合格。试验时，允许管内有少量火星及其他轻微发光现象。这种方法只能对灭弧室的真空状况做出粗略判定，不能得出真空度的具体数据。
2.3电磁法
采用电磁法对真空断路器的灭弧室进行试验的方法为：先在灭弧室分开的触头间施加磁场，再施加一个最长持续时间为100ms的脉冲电压，根据流过电流的大小估算出真空灭弧室内的气体压力。从目前现场试验的情况来看，采用这种方法获得的数据最为准确、有效，它可以推算出真空断路器真空度的准确数值，试验可靠性较高。
3.真空断路器断流容量试验问题
3.1工频电压下的击穿
真空断路器开断电流之后在工频恢复电压下触头间隙有时会发生击穿。大致有以下几种情况：击穿之后只有高频电流通过，这种高频电流是附近母线的杂散电容对触头间隙的放电电流，这种现象被称为间隙的非自持破坏性放电。由于真空断路器熄灭高频电流的能力强，间隙很快恢复到绝缘状态。另一种情况是间隙击穿流过一个工频半波电流之后即恢复到绝缘状态。有时发生多次击穿，每次只流过一个工频半波电流。
工频恢复电压下击穿的高频电流如果很大，且负载中性点不接地，易引起三相电流截流，开断感性负荷时可能产生截流电压。开断容性负荷时，由于真空断路器开断高频电流的能力强，再重燃高频电流的第一个半波就可能将其开断，因而重燃过电压高，多次重燃产生的过电压更高，触头间隙击穿还可能引起继电保护的误动。
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3.2三相试验和单相试验
对 10kV 真空断路器按中性点不接地条件进行三相直接试验时，首开相开断后，经过5ms二、三相同时开断。首开相承受 1.5 倍相电压的时间只有 5ms，以后只承受相电压。二、三相在首开相灭弧后短路电流减少为首开相的 87％。
合成试验恢复电压开始时为1.5倍相电压，由于衰减逐渐减少，最好的情况只能做到每个工频半波减少5％。由于衰减，点火球将在电压较低时熄弧，因而工频恢复电压只能维持 0.1s 左右。
可见三相直接试验、单相直接试验、单相合成试验，在机械特性、短路电流、工频恢复电压、燃弧时间方面都有差异。同一产品用以上三种不同的方法作试验可能产生不同的结果。相对而言，以三相直接试验为准，单相直接试验较严，电相合成试验如果不计电流零区等价性，其严酷程度处在三相直接试验和电相直接试验之间。
在分—0.3s—合分试验中，第一次分后的工频恢复电压是电流源电压，此电压大大低于试验电压，如果在直接试验第一次分后触头间隙发生工频电压下的击穿（这是时有发生的），则在合成试验时就可能不会出现。
在真空灭弧室的国家标准中规定开断额定短路电流的电寿命，分与合分（包括自动重合闸）的次数相同。如果用单相合成试验作电寿命，则全部的合都是在电流源电压下（即大大低于试验电压）进行的。由于关合电压低，触头与击穿距离小，预燃弧时间也短，电弧能量小，产生的电侵蚀轻。
综上所述，考虑到三相直接试验、单相直接试验和单相合成试验在机械特性、短路电流、工频恢复电压和燃弧时间等方面的差异，这些差异又是真空断路器敏感的地方，致用额定短路开断电流开断次数而不考虑试验方法来考核电寿命是不够的。解决的方法是改进试验方法，使其更符合关实际运行条件；或在现有试验条件的基础上提出更详细的电寿命试验要求.
3.3开关柜的电寿命试验
对开关柜而言，机构对开断性能的影响比柜体大得多，更换机构（当空载机械特性相同时）不用做电寿命试验，换了柜体必须做电寿命试验。进行短路试验之前，开关柜必须先做机械调整和空载特性测量，使其机械特性处在技术条件规定的范围之内，只要做到这点，不同厂生产的柜体对开断性影响的差别就不存在了，从而对电寿命影响的差别也不复存在。
我国目前生产真空断路器的厂多于生产灭弧室的厂，生产真空开关柜的厂多于生产真空的厂，因而多数真空开关柜配用的真空断路器不是由本厂生产的。大量真空开关柜电寿命试验使用少数真空断路器厂生产的真空和更少量的真空灭弧室，结果是少量的真空和更少量的真空灭弧室被重复用来做电寿命试验。
综上所述，真空开断短路电流的电寿命试验是考核真空断路器新产品性能的手段，已经通过电寿命试验的真空断路器，不管装在哪一厂家生产的柜体中，只要装在柜中的断路器空载机械特性除在技术条件规定范围内，可以只作短路方式的试验而不作电寿命试验。
参考文献：
[1]刘晓明，黄翀阳，邹积岩.多断口直流真空断路器介质恢复强度研究[J].中国电机工程学报，2016，36（19）：5357-5364+5418.
[2]丁先良.真空断路器性能分析与优化[D].南京理工大学，2016.
[3]黄冰.真空断路器投切并联电抗器的过电压限制[D].东南大学，2016.
论文作者:刘振峰,王志淮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/31
标签：真空断路器论文; 电压论文; 电流论文; 真空论文; 寿命论文; 单相论文; 开关柜论文; 《电力设备》2018年第1期论文;