論真空斷路器合閘彈跳

　　合閘彈跳對真空斷路器影響目前業內關于合閘彈跳對真空斷路器的影響存在兩種看法。

　　1、彈跳無害論

　　型式試驗中真空滅弧室觸頭熔焊分不開時就把原因歸結到合閘彈跳上是不合理的。分析中做單分試驗和動熱穩定時也出現熔焊，那又如何解釋呢?認為只要有足夠大的觸頭壓力*可以避免動靜觸頭的熔焊，與合閘彈跳并沒關系。合閘彈跳時間n ms不等于觸頭回彈了n ms，合閘彈跳時間越長，觸頭熔焊越嚴重的觀點并不一定成立。合閘彈跳時間是在空載時測得，而在負載時也會有預擊穿發生，伴隨著產生和合閘方向相反的電動力，這相當于一個緩沖器.此時有可能沒有彈跳。認為真空斷路器開斷失敗、重擊穿和觸頭熔焊等和合閘彈跳毫無關系，甚至主張將這一指標從技術條件中刪除。

　　2、彈跳有害論

　　真空斷路器合閘彈跳過程中，動觸頭在觸頭壓力的作用下回彈距離小，電弧不會熄滅，容易導致滅弧室的動、靜觸頭電弧燒損。彈跳時間過長的主要危害在于加速了真空滅弧室觸頭的電磨損，從而導致滅弧室電壽命縮短。在關合峰值電流時，真空斷路器發生合閘彈跳現象，真空滅弧室內電弧能量會迅速積累，容易產生動靜觸頭發熱熔焊現象，特別是關合容性電流時合閘涌流較大，如果彈跳時間過長就會使得真空滅弧室觸頭發生熔焊，嚴重影響真空斷路器的電壽命。

　　合閘彈跳產生的原因及抑制合閘彈跳的方法

　　真空斷路器在合閘操作時，為了保證足夠的觸頭壓力合閘機構具有較大的動能，這一能量在動靜觸頭碰撞后主要被分成了三部分：合閘碰撞損失、傳動機構的觸頭壓縮彈簧的部分儲能和觸頭彈跳時的動能。從理論上講，產生彈跳的主要原因是在動靜觸頭合閘碰撞時，合閘沖擊不能因材料變形以及操動機構上觸頭壓縮彈簧的部分儲能全部吸收掉，剩余的能量使得動觸頭發生了反彈而產生的。剩余的能量也就是觸頭彈跳時的動能，直到該能量全部消耗完畢為止，彈跳才消失。

　　真空斷路器動觸頭合閘彈跳分散性很大，影響因素也很多。主要原因有以下幾點：真空滅弧室、真空斷路器合閘速度、觸頭壓力、傳動機構動端的質量、機構的傳動間隙和真空斷路器安裝裝配質量、機構穩定性等。

　　1、真空滅弧室對彈跳的影響

　　真空滅弧室動觸頭機械強度、質量、動和靜觸頭平面度對彈跳的影響合閘的碰撞損失，也就是合閘碰撞過程中動靜觸頭產生變形而吸收的能量。這包括動、靜觸頭的材料彈性變形和塑性變形。動、靜觸頭的機械強度越高，其變形能力越差，碰撞損失越小，吸收合閘能量的能力也就越小，彈跳就會越大。因此，在保證滅弧室機械性能要求的前提下，適當的降低電極的機械強度，也可以很好地降低彈跳。

　　合閘時的動能與動觸頭、動端的質量和合閘速度成正比，動觸頭、動端的質量越大其產生的慣性沖擊越大；動端的質量過大又會引起斷路器合閘彈跳時間加長，在確保真空斷路器合閘可靠的前提下，應盡量減小動端質量避免合閘彈跳加劇。動、靜觸頭平面度越差，彈跳越大。動、靜觸頭平面度差，碰撞時的接觸面積就小，碰撞損失也就小，彈跳也就會相應加大。真空滅弧室是外購元件，其特性是外購廠成型的無法改變，但應選擇性能和口碑良好的真空滅弧室生產廠家。

　　2、真空斷路器合閘速度對彈跳的影響

　　合閘時，合閘速度越大所產生的合閘沖擊也越大，動、靜觸頭發生碰撞的反彈幅值越大，會出現觸頭反復的合、分過程，反彈幅值越大，彈跳時間就越長。所以，要合理設計并控制合閘速度。不能過高追求高合閘速度，導致合閘彈跳過大。

　　3、傳動機構的推桿與真空滅弧室同心度配合對彈跳的影響

　　傳動機構的推桿與真空滅弧室同心度幾何公差越大，彈跳越大。當傳動機構的軸心與真空滅弧室不同軸時，滅弧室被強迫適應機構，造成動導電桿發生傾斜，更嚴重時靜端蓋板也會因受彎曲力而變形，使得動靜觸頭閉合時兩觸頭間產生夾角，碰撞時的接觸面積減小，碰撞損失也就小，從而使得彈跳增大。同時動導電桿傾斜，在合閘過程中導電桿與導向套運動不暢，也會使彈跳時間加長。

　　4 、觸頭壓力對彈跳的影響

　　彈跳與觸頭初壓力成反比。為了保證關合過程中動、靜觸頭可靠接觸，需要增加動、靜觸頭間的接觸壓力，觸頭接觸壓力分為觸頭初壓力和觸頭終壓力。觸頭終壓力的大小主要取決于觸頭彈簧的超程和剛度；觸頭初壓力的大小則取決于觸頭彈簧的剛度和觸頭彈簧的預壓縮量。足夠的觸頭初壓力使觸頭在閉合碰撞時得到緩沖， 將碰撞的動能轉為彈性勢能，抑制觸頭的彈跳時間。在適應合閘機構的合閘功情況下盡可能提高觸頭初壓力。

　　5、機構的傳動間隙對彈跳的影響

　　機構的傳動間隙越大所造成的彈跳也越大的，對機構傳動間隙進行控制，通常控制在0.03～0.05 mm內，減小空程間隙；機構傳動間隙越大，帶來合閘彈跳的可能性就越大，同時機構的可靠性降低。

　　6、真空斷路器安裝裝配質量對彈跳的影響

　　開關安裝裝配質量是造成彈跳過大重要因素。提高真空斷路器的裝配工藝質量。裝配合理，真空滅弧室不受到額外的力。調整導向裝置的位置，使真空滅弧室動觸頭的運動軌跡與弧室的軸心在一條直線上，真空滅弧室動觸頭活動自如，無卡澀現象，確保真空斷路器的各支撐部件的強度及相關緊固件不松動等。

　　7、機構穩定性對彈跳的影響

　　真空滅弧室的動、靜導電桿材料是由無氧銅，起導通電流的作用，真空滅弧室觸頭材料大量使用的是銅鉻合金。無氧銅材料導電性能優良但剛性較差，超程在前200次合閘過程中會變小導致觸頭壓力變小。為確保機械特性穩定，真空斷路器在出廠檢測前進行300次的合分操作，使其動、靜導電桿冷作硬化達到機械磨合的效果，這樣就能確保出廠后的真空斷路器特性穩定，超程穩定并不會再發生大的變化，通過機械磨合試驗后觸頭材料平面度提高，這些都能降低合閘彈跳。

　　結束語

　　如果彈跳時間控制在5 ms以下，對電壽命的影響是很小的。但是GB 50150 -2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》中第12.0.5條測量合閘過程中觸頭接觸后的彈跳時間，應符合下列規定：合閘過程中觸頭接觸后的彈跳時間，40.5 kV以下斷路器不應大于2 ms；40.5 kV及以上斷路器不應大于3 ms。雖然不是強制性標準，但真空斷路器制造廠在交接或驗收時是否會受到驗收人員的質問或在招投標中受到排斥?有些制造廠家為了體現其高參數甚至技術要求合閘彈跳小于1 ms。為了避免在供貨驗收或招投標時引起不必要的麻煩，依靠目前成熟技術和制造工藝通過調整真空斷路器的合閘彈跳*能達到GB 50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》的要求。