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真空断路器机械特性的探讨
摘要：通过使用先进仪器对真空断路器机械特性进行测试分析，探讨了目前真空断路器机械特性参 数存在的一些问题。
关键词：真空断路器；机械特性；参数
1引言
真空断路器的主要特点在于利用真空作为触头间的绝缘与灭弧介质，由于触头为对接式结构，使得其 机械特性参数与其它结构（如插入式）不同。真空断路器的机械特性表现为动触头相对于静触头的运动特 性。笔者通过对真空断路器机械参数的试验和分析，对传统分析、测试方法进行探讨，对机械参数在设计、 使用、测试等方面存在的问题提出看法。
2测试系统简图
以12kv真空断路器为例分析真空断路器的机械特性，图1为系统简图。测试是针对动导电杆下端点A 相对于灭弧室静端面的运动特性。传感器是基于霍耳效应的线性传感器，采用XBT型进口测试仪。
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3触头开距
触头开距是指分闸位置时，开关一极的各触头间或其连接的任何导电部分之间的总间隙［1 ］。
真空断路器的触头开距取决于额定电压、分断性质、耐压水平及寿命要求。为提高绝缘水平，应适当 增大触头开距；为适应频繁操作，提高真空断路器的寿命，应减小触头开距。真空灭弧室的机械寿命主要 取决于波纹管，波纹管是真空灭弧室中最薄弱的元件。理论分析表明，波纹管的疲劳寿命与压缩行程的35 次幕成正比［2］。显然，减小压缩行程对提高波纹管的机械寿命非常有效。因此，调试时应防止波纹管受 到过量的压缩，操作时，还应注意过冲行程不宜过大。又由于真空断路器分闸时有重击穿现象发生，所以 对于减小触头开距应慎重。
为便于探讨触头开距，将分闸状态的触头开距称为静态开距，而将分闸操作屮的触头开距称为动态开 距。
3. 1静态开距
通过仪器对真空断路器进行合闸操作测试，其C相时间行程特性曲线如图2所示。图中，纵坐标0点 位置对应断路器分闸为证，触头开距为7. 70mm（动触头由分闸位置到动、静触头刚接触点的行程），即动、 静触头导电部分间的间隙。
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测量触头开距的传统方法是：分别测量动导电杆上一点在分、合闸位置时相对于同一基准的距离，二 者之差则为触头开距，对应于图2中，分闸位置到合闸位置的行程10. 28mm,与真实间隙相差2. 58 mm。
分析两种方法所测值出现误差的原因：①加工制造产生的误差：动、静触头表面微观不平；触头表面 相互不平行，对接不理想；②零件设计产生的误差：动、静触头材料、结构及导电杆刚度较小；基体支撑 部分刚度较小等。触头接触后，在触头弹簧压力及冲击力作用下，产生弹、塑性变形而导致。
由于传感器是机械固定在动导电杆端及上支架上，而且传感器的质量很小，所以对于该测量系统可认 为是刚性的，同时，该例中对于测量基准也采用的相同基准，分析也基于同一曲线，所以由测量方法产生 的误差可忽略。根据统计，误差值因断路器及灭弧室的不同而有所不同，约为0〜3nm,分散性很大。
为使测量结果准确、稳定，可使断路器空载合、分操作一定次数，拍平触头毛刺，增加接触面积，尽 可能消除可能出现的塑性变形，