真空斷路器因其滅弧介質(zhì)和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質(zhì)都是高真空而得名；其具有體積小、重量輕、適用于頻繁操作、滅弧不用檢修的優(yōu)點，在配電網(wǎng)中應(yīng)用較為普及。

真空斷路器主要包含三大部分：真空滅弧室、電磁或彈簧操動機(jī)構(gòu)、支架及其他部件。以下是對基本術(shù)語和各部分的具體介紹：

1.真空斷路器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)真空斷路器在我國近十年來得到了蓬勃的發(fā)展，至今方興未艾。產(chǎn)品從過去的ZN1～ZN5幾個品種發(fā)展到現(xiàn)在數(shù)十多個型號、品種，額定電流達(dá)到5000A，開斷電流達(dá)到50kA的較好水平，并已發(fā)展到電壓達(dá)35kV等級。

80年代以前，真空斷路器處于發(fā)展的起步階段，技術(shù)上在不斷摸索，還不能制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，直到1985年后才制定相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

目前國內(nèi)主要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為：

JP3855-96《3.6～40.5kV交流高壓真空斷路器通用技術(shù)條件》

DL403-91《10～35kV戶內(nèi)高壓斷路器訂貨技術(shù)條件》

這里需要說明：IEC標(biāo)準(zhǔn)中并無與我國JB3855相對應(yīng)的專用標(biāo)準(zhǔn)，只是套用《IEC56交流高壓斷路器》。因此，我國真空斷路器的標(biāo)準(zhǔn)至少在下列幾個方面高于或嚴(yán)于IEC標(biāo)準(zhǔn)：

(1) 絕緣水平： 試驗電壓IEC 中國

1min工頻耐壓(kV) 2842(極間、極對地)48(斷口間)

1.2/50沖擊耐壓(kV) 7575(極間、極對地)84(斷口間)

(2)電壽命試驗結(jié)束后真空滅弧室斷口的耐壓水平：IEC56中無規(guī)定。我國JB3855-96規(guī)定為：完成電壽命次數(shù)試驗后的真空斷路器，其斷口間絕緣能力應(yīng)不低于初始絕緣水平的80%，即工頻1min33.6kV和沖擊60kV。

(3)觸頭合閘彈跳時間：IEC無規(guī)定，而我國規(guī)定要求不大于2ms。

(4)溫升試驗的試驗電流：IEC標(biāo)準(zhǔn)中，試驗電流就等于產(chǎn)品的額定電流。我國DL403-91中規(guī)定試驗電流為產(chǎn)品額定電流的110%。  2.真空斷路器的主要技術(shù)參數(shù)     真空斷路器的參數(shù)，大致可劃分為選用參數(shù)和運行參數(shù)兩個方面。前者供用戶設(shè)計選型時使用；后者則是斷路器本身的機(jī)械特性或運動特性，為運行、調(diào)整的技術(shù)指標(biāo)。

下表是選用參數(shù)的列項說明，并以三種真空斷路器數(shù)據(jù)為例。

表中所列各項參數(shù)，均須按JB3855和DL403標(biāo)準(zhǔn)的要求，在產(chǎn)品的型式試驗中逐項加以驗證，*終數(shù)據(jù)以型式試驗報告為準(zhǔn)。

2.真空斷路器的主要技術(shù)參數(shù): 　 參數(shù)名稱 單位 型號

ZN28-12/1250-20ZN27-12/1250-31.5 ZN27A-12/3150-40

電壓參數(shù)

額定電壓kV10

*高電壓11.5

絕緣水平：

工頻耐壓 極間、極對地42 斷口間48

沖擊耐壓 極間、極對地75 斷口間84

電流參數(shù) 額定電流A 12501250 3150

額定短路開斷kA 2031.5 40

額定峰值耐受電流kA50 80 100

4S短時耐受電流kA 2031.5 40

額定短時關(guān)合電流(峰值) kA 50 80100

額定單個電容器組開斷電流A 630 800  

額定背對背電容器組開斷電流A 400 400  

壽命 額定短路開斷電流次數(shù) 次50 5030

機(jī)械壽命 次10000

其它：

額定操作順序   分-0.5s-合分-180s-合分，分-180s-合分-180-合分

全開斷次數(shù)   不大于60

配用操動機(jī)構(gòu)   CD或CT機(jī)構(gòu)

3.真空斷路器的機(jī)械特性（運行參數(shù)）

序號 機(jī)械特性參數(shù) 單位ZN28-12/1250-20 ZN27-12/1250-31.5ZN27A-12/3150-40

1觸頭開距 mm        11±1.010±1.0       11±1.0

2接觸行程mm        4±1.0  3±0.5

3觸頭接觸壓力N1500±2003000±2005000±300

4平均合閘速度m/s0.6±0.2

5平均分閘速度m/s1.1±0.21.1±0.31.1±0.3

6合閘彈跳時間ms<2

7分、合不同期性ms<2

8分閘時間ms<100

9分閘時間ms<60

10 主回路直流電阻 μΩ ≤60 ≤60 ≤20

11 動靜觸頭累積允許磨損厚度mm 3.0

為滿足真空滅弧室對機(jī)械參量的要求，保證真空斷路器電氣機(jī)械性能，確保運行可靠性，真空斷路器須具有穩(wěn)定、良好的機(jī)械特性。主要機(jī)械特性列于上表，亦以三種斷路器技術(shù)指標(biāo)為例。

4.各機(jī)械特性對產(chǎn)品性能的影響

產(chǎn)品機(jī)械特性的優(yōu)劣，對產(chǎn)品各項電氣性能有重要的關(guān)系，而且影響產(chǎn)品運行可靠性。衡量真空斷路器的性能，真空滅孤室本身的性能固然重要，然而機(jī)械特性同樣具有舉足輕重的作用。下面對各機(jī)械特性參數(shù)與產(chǎn)品性能的關(guān)系分述如下：

4.1開距

觸頭的開距主要取決于真空斷路器的額定電壓和耐壓要求，一般額定電壓低時觸頭開距選得小些。但開距太小會影響分?jǐn)嗄芰湍蛪核健ｉ_距太大，雖然可以提高耐壓水平，但會使真空滅弧室的波紋管壽命下降。設(shè)計時一般在滿足運行的耐壓要求下盡量把開距選得小一些。10kV真空斷路器的開距通常在8～12mm之間，35kV的則在30～40mm之間。

4.2觸頭接觸壓力

在無外力作用時，動觸頭在大氣壓作用下，對內(nèi)腔產(chǎn)生一個閉合力使其與靜觸頭閉合，稱之為自閉力，其大小取決于波紋管的端口直徑。滅弧室在工作狀態(tài)時，這個力太小不能保證動靜觸頭間良好的電接觸，必須施加一個外加壓力。這個外加壓力和自閉力之和稱為觸頭的接觸壓力。這個接觸壓力有如下幾個作用：

(1)保證動、靜觸頭的良好接觸，并使其接觸電阻少于規(guī)定值。

(2)滿足額定短路狀態(tài)時的動穩(wěn)定要求。應(yīng)使觸頭壓力大于額定短路狀態(tài)時的觸頭間的斥力，以保證在該狀態(tài)下的完全閉合和不受損壞。

(3)抑制合閘彈跳。使觸頭在閉合碰撞時得以緩沖，把碰撞的動能轉(zhuǎn)為彈性的勢能，抑制觸頭的彈跳。

(4)為分閘提供一個加速力。當(dāng)接觸壓力大時，動觸頭得到較大的分閘力，容易拉斷合閘熔焊點，提高分閘初始的加速度，減少燃弧時間，提高分?jǐn)嗄芰Α?/span>

觸頭接觸壓力是一個很重要的參數(shù)，在產(chǎn)品的初始設(shè)計中要經(jīng)過多次驗證、試驗才選取得比較合適。如觸頭壓力選得太小，滿足不了上述各方面的要求；但觸頭壓力太大，一方面需要增大合閘操作功，另外滅弧室和整機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度要求也需要提高，技術(shù)上不經(jīng)濟(jì)。

4.3接觸行程(或稱壓縮行程)

目前，真空斷路器毫無例外地采用對接式接觸方式。動觸頭碰上靜觸頭之后就不能再前進(jìn)了，觸頭接觸壓力是由每極觸頭壓縮彈簧(有時稱作合閘彈簧)提供的。所謂接觸行程，就是開關(guān)觸頭碰觸開始，觸頭壓簧施力端繼續(xù)運動至合閘終結(jié)的距離，亦即觸頭彈簧的壓縮距離，故又稱壓縮行程。

接觸行程有兩方面作用，一是令觸頭彈簧受壓而向?qū)佑|頭提供接觸壓力；二是保證在運行磨蝕后仍然保持一定接觸壓力，使之可靠接觸。一般接觸行程可取開距的20%～30%左右，10kV的真空斷路器約為3～4mm。

真空斷路器的實際結(jié)構(gòu)中，觸頭合閘彈簧設(shè)計成即使處于分閘位置，也有相當(dāng)?shù)念A(yù)壓縮量，有預(yù)壓力。這是為使合閘過程中，當(dāng)動觸頭尚未碰到靜觸頭而發(fā)生預(yù)擊穿時，動觸頭有相當(dāng)力量抵抗電動力，而不致于向后退縮；當(dāng)觸頭碰接瞬間，接觸壓力陡然躍增至預(yù)壓力數(shù)值，防止合閘彈跳，足以抵抗電動斥力，并使接觸初始就有良好狀態(tài)；隨著接觸行程的前進(jìn)，觸頭間的接觸壓力逐步增大，接觸行程終結(jié)時，接觸壓力達(dá)到設(shè)計值。接觸行程不包括合閘彈簧的預(yù)壓縮量程，它實際上是合閘彈簧的**次受壓行程。

4.4平均合閘速度

平均合閘速度主要影響觸頭的電磨蝕。如合閘速度太低，則預(yù)擊穿時間長，電弧存在的時間長，觸頭表面電磨損大，甚至使觸頭熔焊而粘住，降低滅弧室的電壽命。但速度太高，容易產(chǎn)生合閘彈跳，操動機(jī)構(gòu)輸出功也要增大，對滅弧室和整機(jī)機(jī)械沖擊大，影響產(chǎn)品的使用可靠性與機(jī)械壽命。平均合閘速度通常取0.6m/s左右為宜。

4.5平均分閘速度

斷路器的分閘速度一般而言速度越快越好，這樣可以使首開相在電流趨近于0前2～3ms時能開斷故障電流；否則首開相不能開斷而延續(xù)至下一相，原來首開相變?yōu)楹箝_相，燃弧時間加長了，增加了開斷的難度，甚至使開斷失敗。但分閘速度太快，分閘的反彈也大，反彈太大震動過劇亦容易產(chǎn)生重燃，所以分間速度亦應(yīng)考慮這方面同素。分閘速度的快慢，主要取決于合閘時動觸頭彈簧和分閘彈簧的貯能大小。為了提高分閘速度，可以增加分閘彈簧的貯能量，也可以增加合閘彈簧的壓縮量，這都必然需要提高操動機(jī)構(gòu)的輸出功和整機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度，降低了技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。經(jīng)過多年試驗認(rèn)為，10kV的真空斷路器，平均分閘速度能保證在0.95～1.2m/s比較合適。

4.6合閘彈跳時間

合閘彈跳時間是斷路器在合閘時，觸頭剛接觸開始計起，隨后產(chǎn)生分離，可能又觸又離，到其穩(wěn)定接觸之間的時間。

這一參數(shù)國外的標(biāo)準(zhǔn)中都沒有明確規(guī)定，1989年底能源部電力司提出真空斷路器合閘彈跳時間必須小于2ms。為什么合閘彈跳時間要小于2ms呢？主要是合閘彈跳的瞬間會引起電力系統(tǒng)或設(shè)備產(chǎn)生L.C高頻振蕩，振蕩產(chǎn)生的過電壓對電氣設(shè)備的絕緣可能造成傷害甚至損壞。當(dāng)合閘彈跳時；同小于2ms時，不會產(chǎn)生較大的過電壓，設(shè)備絕緣不會受損，在關(guān)合時動靜觸頭之間也不會產(chǎn)生熔焊。

4.7合、分閘不同期性

合閘的不同期性太大容易引起合閘的彈跳，因為機(jī)構(gòu)輸出的運動沖量僅由首合閘相觸頭承受。分閘的不同期性太大可能使后開相管子燃弧時間加長，降低開斷能力。

合閘與分閘的不同期性一般是同時存在的，所以調(diào)好了合閘的不同期性，分閘的不同期性也就有了保證。產(chǎn)品中要求合分閘不同期性小于2ms。

4.8合、分閘時間

分、合閘時間是指從操動線圈的端子得電時刻計起，至三極觸頭全部合上或分離止的一段時間間隔。

合、分閘線圈是按短時工作制作設(shè)計的，合閘線圈的通電時間不到100ms，分閘線圈的不到60ms。分、合閘時間一般在斷路器出廠時已調(diào)好，無須再動。

當(dāng)斷路器用在發(fā)電系統(tǒng)并在電源近端短路時，故障電流衰減較慢，若分閘時間很短，這時斷路器分?jǐn)嗟墓收想娏骶涂赡芎休^大的直流分量，開斷條件更為惡劣，這對斷路器的開斷是很不利的。所以用于發(fā)電系統(tǒng)的真空斷路器，其分閘時間盡可能設(shè)計長些為宜。

4.9回路電阻

回路電阻值是表征導(dǎo)電回路的聯(lián)接是否良好的一個參數(shù)，各類型產(chǎn)品都規(guī)定了一定范圍內(nèi)的值。若回路電阻超過規(guī)定值時，很可能是導(dǎo)電回路某一連接處接觸**。在大電流運行時接觸**處的局部溫升增高，嚴(yán)重時甚至引起惡性循環(huán)造成氧化燒損，對用于大電流運行的斷路器尤需加倍注意。回路電阻測量，不允許采用電橋法測量，須采用GB763規(guī)定的直流壓降法