[摘 要]随着电力系统的迅猛发展，10KV真空断路器已广泛应用于我国的中低压电网，已经大批量地生产和使用，对于一线技术人员来说，掌握真空断路器的操作要点，分析处理真空断路器的常见故障，加强真空断路器的保养与维护，使其安全运行，成为一个迫在眉睫的问题。
　　[关键词]真空断路器 安装技术 检修中应注意的事项
　　中图分类号：D162 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）07-0302-01
　　目前，我国已经成批生产ZN系列真空断路器。真空断路器所采用的绝缘介质和灭弧介质是高真空。所谓真空是相对而言的，它指的是绝对压力低于1标准大气压的气体稀薄空间。气体稀薄的程度用“真空度”表示。真空度就是气体的绝对压力与大气压的差值。气体的绝对压力值愈低，也就是真空度愈高。电极材料对击穿电压的影响主要表现在材料的机械强度（抗拉强度）与熔点上。电极的机械强度与熔点越高，则真空间隙的击穿电压也越高。高熔点、高强度的金属材料如钨、铝、钢等触头材料，其冷态的绝缘强度比较高。但是这种材料做成的触头在开断大电流之后，因温度较高，容易继续产生热电子发射，所以弧后间隙的绝缘性能并不好。电极表面是经过精加工的，间隙为1mm。实际的真空断路器触头表面不可避免地存在着加工毛刺，残留的金属或绝缘材料屑片，触头间隙的绝缘强度达不到理想的数值要求。尤其是经过电弧烧损，触头表面的光洁度受到严重的破坏，绝缘强度更要降低。而在开断电弧后，还会下降30%～50%。真空间隙绝缘的可靠性是与保证真空度密切相关的，即真空度应不低于10-4torr，出厂产品一般保证在lO-6torr或10-7torr以上。为保证在长期运行中的真空度，灭弧室材料的纯度（气体杂质的含量）、致灭性和焊接工艺、密封工艺等都有严格的要求。国外有的厂家提出的标准是：材料含气体杂质的数量按原子数目之比应低于1O-7，即l000万个材料原子中最多只有1个气体分子：结构的气体渗透率应低于10-4mmHg/s。
　　真空间隙长度对击穿电压的影响：在均匀电场条件下，真空间隙的击穿电压与间隙长度的关系为：
　　U1=KLα
　　式中L——真空间隙距离；
　　k——与电极材料及表面状况有关的常数；
　　α——系数（与间隙长度有关，变化范围为0.4～1。对于几毫米的短间隙，α=l；对于长间隙，α=O.4～O.7）。真空断路器以燃弧时间短、电气寿命长、绝缘强度高、触头开距与行程小、操作能量小、机械寿命长、无油、不宜爆炸、适用于频繁操作等特点，深受电力部门青睐。随着电网建设的不断发展，电网中电器更新也日新月异，电网开关的更新也同样随着整个电网的发展而不断更新。
　　一、真空灭弧的特点和绝缘性能
　　真空开关是以在真空中熄弧为特点，但不是在任何真空度情况下都可以，而是在某一定真空度范围内才具有良好的绝缘和灭弧性能。真空是良好的绝缘体。气体力越低，绝缘性能越好。气体压力在O.01MPa以上时，气体间隙的绝缘强度还不高。此时有许多气体分子通过开断电弧，会产生大量的载流子。当压力低于O.OlPa时，气体分子不再足以形成开断电弧。但是当压力低于1O-8Pa时，电子很容易从金属电极中逸出。因此，真空开关的真空度应保持在10-2～10-8Pa范围内。因为此时真空中存在的载流子很小，故电极开距虽只有几毫米，但也能熄灭电弧。在大多数情况下，电极的开距约10mm左右，此时电弧载流子由触头的金属类子组成。
　　二、灭弧室的触头材料
　　真空开关灭弧室内的真空触头目前有以下二种互不相同的合金和组合材料：一种为铜铋材料（Cu/Bi）；另一种为铜铬材料（Cu/Cr）。由铜铋触头发展到铜铬触头，不仅提高了开断能力，而且大大减少了截流值。铜铬合金是目前使用最广泛且综合性能优异的触头材料，具有开断能力强、电磨损速率小、截流水平低等优点。东芝公司原来采用铜铋合金材料，近年来又改用铜铬材料，将真空灭弧室向高压大容量方向发展。同时许多制造厂改变组分和工艺。其趋势是采用更细的颗粒结构和增加Cu的含量。现在普遍使用的是60%Cu、40%Cr（均为成分的质量分数）。含Cr量高使用性能更好。最新的发展是给Cu/Cr中添加5V（钒），此举降低了绝缘击穿数据的分散性，故这种材料对于真空灭弧室向高压方向发展很有效用。
　　三、截断电流和过电压
　　真空开关具有硬的开断特性。它在开断小的感性电流时，由于熄弧能力强，而在电流过零前截断电流（简称截流），必然引起截流过电压。特别是当电动机堵转和起动时开断，会引起击穿绕组，其后果不堪设想。因此，在某些情况下，限制过电压值困扰着真空开关，也是开发真空开关的一个重要方面。总的来说，由于采用Cu/Cr触头材料，已将截流值限制到3～5A，故一般不需采取限制过电压的措施。但在一些小的电感电路中，要采取限制过电压的措施。目前，限制过电压的措施主要有二种办法：一是加装过电压吸收装置；另一是采用低过电压触头材料。
　　综上所述，真空开关具有一定的优越性，在10～35kV的电压等级上普遍使用：在实现设备无油化改造，減少火灾隐患方面都起到了积极作用。但同时也存在一定的缺点，由于目前生产真空开关的厂家较多，各厂家的技术力量参差不齐，技术把关不够严密，有些厂家的出厂试验调试也不尽合理，造成系统中有些真空开关设备处于不良运行状态。
　　四、检修过程中的应注意事项
　　要实现真空开关由原来的定期检修向状态检修转变，不能简单地依靠进口开关来提高设备的性能。对高压真空开关进行状态检修，必须把好三关，即设备熟悉关、设备交接关、设备运行监视关。
　　4.1 设备熟悉关
　　真空开关由于在我国投入使用时间较长，人们对设备的出厂数据不像第一次引用的新设备那么重视，加上目前一般的生产厂家都偏向强调设备的免维护功能，不用检修。因此检修人员容易麻痹大意忽视对设备的熟悉。要真正达到对新设备的熟悉程度，必须做好以下几点：
　　（1）设备进场时，特别是新型开关到场时，第一手的资料包括开关的说明书、机构说明书、开关柜说明书除给档案窒留档外，作为检修单位必须具备新设备的第一手技术资料，这是非常关键的。
　　（2）设备改造中，厂家的选择也相当重要。技术力量强、信誉高的厂家的技术人员对设备性能掌握得较好，在改造过程中，开关检修人员也要到现场，尽量多参与调试工作。在改造过程中加深对设备性能的熟悉程度，为进一步做好以后的检修工作奠定基础。
　　4.2 把好设备交接关
　　把好设备交接关，是实现设备状态检修之关键。所谓设备交接关，就是在开关设备投产交接试验及投产调试中，如何使开关达到最佳的性能匹配的工作把关。正确把握设备交接关可从以下几方面入手：
　　（1）在调试中尽量把开关的特性参数调整至最佳位置，如开关的断开距离、接触行程，在投产时调整到标准上限为好。因为开关在运行中将不可避免地发生由于操作、材质的问题，会使一些机械参数向标准的下限趋势发生变化。
　　（2）在交接时不能有缺陷存在，交接时必须严格按照交接验收规范执行。如遇到不能理解的问题，应及时向厂家询问，必须做到设备投产，技术业务同时跟上，不能滞后。
　　4.3 把好设备运行监测关
　　设备运行监测是保证设备实现状态检修的重要手段，既然是状态检修，如果连设备运行的状态都不清楚，那就根本谈不上什么是状态检修了。在系统发展中，对高压设备在线监测是电网发展的趋势，也是未来超高压电器发展的必经途径。但是在较低的电压等级下，开关设备要实现在线监测就显得不很经济了。我们可通过检修预试掌握真空开关的运行情况和参数，并提示检修人员对真空开关在运行中潜伏着的危险点要有一个清醒的认识。
　　五、结语
　　文章阐述了真空开关的灭弧特点和绝缘性能，提出真空开关在开断电路中存在着截流过电压的现象，并分析进行状态检修过程中必须把握好“设备熟悉关、设备交接关、设备运行监测关”和运行过程中真空开关开距、压缩行程、分、合闸速度变化趋势，并指出控制危险点的措施和方法。