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　　真空開關(guān)的機械參數(shù)決定了電氣性能。本文總結(jié)了真空滅弧室和真空開關(guān)的機械參數(shù)及其關(guān)系，并論述了相關(guān)機械參數(shù)的來源、確定依據(jù)以及相關(guān)關(guān)系，以此推導(dǎo)出相對最佳的保證開關(guān)電氣性能的機械參數(shù)。

　　真空滅弧室作為真空開關(guān)絕緣和滅弧的關(guān)鍵器件，其電氣性能靠真空開關(guān)的機械參數(shù)保證。滅弧室電氣性能和開關(guān)機械性能之間的關(guān)系，以及什么樣的機械參數(shù)可以保證真空滅弧室實現(xiàn)最佳性能，認為都是需要探討的問題。本文對真空滅弧室和真空開關(guān)的機械參數(shù)及其相互關(guān)系進行分析總結(jié)，并論述相關(guān)機械參數(shù)的來源和確定依據(jù)，進而推導(dǎo)出相對最佳的保證開關(guān)電氣性能的機械參數(shù)。

　　1、開關(guān)機械參數(shù)

　　1.1、滅弧室和開關(guān)的機械參數(shù)

　　真空滅弧室以及實現(xiàn)滅弧室開閉的開關(guān)涉及機械機構(gòu)的動作，其電氣性能除了受結(jié)構(gòu)本身制約外，還受到機械動作相關(guān)參數(shù)的影響，滅弧室自身及其對開關(guān)機構(gòu)所要求的機械參數(shù)分別如表1和表2所示。

表1　滅弧室自身機械參數(shù)

　　1.2、開關(guān)合閘過程及相關(guān)參數(shù)

　　真空開關(guān)合閘過程中相關(guān)參數(shù)間的順序如圖1所示，各參數(shù)之間的時間關(guān)系構(gòu)成合閘曲線如圖2所示，合閘曲線的特性直接影響到真空滅弧室的關(guān)合以及分斷性能。

合閘→平均合閘速度→剛合速度→觸頭合閘不同期性→觸頭初壓力→觸頭合閘彈跳時間→額定觸頭壓力

圖1  開關(guān)合閘過程參數(shù)出現(xiàn)順序

圖2　開關(guān)合閘曲線

　　1.3、開關(guān)分閘過程及相關(guān)參數(shù)

　　與開關(guān)合閘過程相似，開關(guān)分閘過程中相關(guān)參數(shù)的出現(xiàn)也有一定的順序，圖3為開關(guān)分閘過程中的參數(shù)關(guān)系。各參數(shù)之間的時間關(guān)系構(gòu)成分閘曲線，圖4和圖5分別給出了一種理想的分閘曲線和不好的分閘曲線。

分閘→剛力速度→觸頭分閘不同期性→平均分閘速度→觸頭分閘超程→分閘觸頭反彈幅值→觸頭開距→額定開距下觸頭反力

圖3　開關(guān)分閘過程參數(shù)出現(xiàn)順序

圖4　開關(guān)理想的分閘曲線

圖5　開關(guān)不好的分閘曲線

　　可以看出，圖4中剛分速度較大，而觸頭分閘超程和分閘觸頭反彈幅值均控制較小，參數(shù)優(yōu)于圖5中參數(shù)。

　　2、開關(guān)合閘相關(guān)參數(shù)確定原則

　　配用彈簧儲能機構(gòu)的斷路器，在合閘時觸頭往往處于加速運動的狀態(tài)，在閉合時達到最高速度。合理的傳動比設(shè)計，可以降低這一速度，但勢必影響分閘速度，因此有一定的局限性。

　　配用永磁機構(gòu)的斷路器，采用對合閘電流的控制，從而實現(xiàn)對合閘速度的即時可控，并使觸頭剛合速度降到接近0m/s，最大限度地降低合閘對滅弧室的機械沖擊，并大大提升滅弧室的機械壽命(圖6所示)。

圖6　開關(guān)理想的合閘曲線

　　2.1、平均合閘速度和剛合速度

　　從降低機械沖擊，從而降低合閘彈跳，增加機械壽命，減小滅弧室機械損傷的角度出發(fā)，希望合閘速度尤其是剛合速度要低。但從減小預(yù)擊穿時間，降低合閘涌流危害，減小觸頭磨損量，降低預(yù)擊穿期間不穩(wěn)定的火花放電造成重復(fù)脈沖電壓發(fā)生的可能性考慮，又希望較高的剛合速度，對于剛合速度的距離定義希望是在合閘電壓預(yù)擊穿的距離內(nèi)。如果速度低導(dǎo)致預(yù)擊穿時間較長，就需要適當提高合閘速度，之所以要適當是因為合閘彈跳時間也會隨著剛合速度的提高而增加，所以就需要考慮預(yù)擊穿的觸頭燒損與合閘彈跳造成的熔焊相比哪方面的影響更大。一般認為對于高電壓開斷短路電流小的參數(shù)，剛合速度需要高一些，合閘彈跳標準可適當放寬。而對于低電壓(24kV以下)開斷短路電流較大的參數(shù)，剛合速度要低，主要控制合閘彈跳。

　　2.2、額定觸頭壓力和觸頭預(yù)壓力

　　在關(guān)合過程觸頭剛剛接觸時，壓緊觸頭的力量是觸頭預(yù)壓力，這時候超行程還沒有開始，當超行程運動結(jié)束后，施加在觸頭上的力稱作額定觸頭壓力。

　　3、結(jié)論

　　從真空滅弧室需求出發(fā)分析討論真空滅弧室和真空開關(guān)機械參數(shù)及其關(guān)系，總結(jié)了相關(guān)機械參數(shù)的來源及其對開關(guān)性能的影響，分析給出了相關(guān)參數(shù)的確定依據(jù)，為提高真空開關(guān)性能提供了一定的參考。