真空開關的機械參數決定了電氣性能。本文總結了真空滅弧室和真空開關的機械參數及其關系，并論述了相關機械參數的來源、確定依據以及相關關系，以此推導出相對最佳的保證開關電氣性能的機械參數。

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

　　1、開關機械參數

　　1.1、滅弧室和開關的機械參數

　　真空滅弧室以及實現滅弧室開閉的開關涉及機械機構的動作，其電氣性能除了受結構本身制約外，還受到機械動作相關參數的影響，滅弧室自身及其對開關機構所要求的機械參數分別如表1和表2所示。

表1　滅弧室自身機械參數

　　1.2、開關合閘過程及相關參數

　　真空開關合閘過程中相關參數間的順序如圖1所示，各參數之間的時間關系構成合閘曲線如圖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  開關合閘過程參數出現順序

圖2　開關合閘曲線

　　1.3、開關分閘過程及相關參數

　　與開關合閘過程相似，開關分閘過程中相關參數的出現也有一定的順序，圖3為開關分閘過程中的參數關系。各參數之間的時間關系構成分閘曲線，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　開關分閘過程參數出現順序

圖4　開關理想的分閘曲線

圖5　開關不好的分閘曲線

　　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，參數優于圖5中參數。

　　2、開關合閘相關參數確定原則

　　配用彈簧儲能機構的斷路器，在合閘時觸頭往往處于加速運動的狀態，在閉合時達到最高速度。合理的傳動比設計，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。

　　配用永磁機構的斷路器，采用對合閘電流的控制，從而實現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，希望合閘速度尤其是剛合速度要低。但從減小預擊穿時間，降低合閘涌流危害，減小觸頭磨損量，降低預擊穿期間不穩定的火花放電造成重復脈沖電壓發生的可能性考慮，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擊穿的距離內。如果速度低導致預擊穿時間較長，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，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，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壓力

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

　　3、結論

　　從真空滅弧室需求出發分析討論真空滅弧室和真空開關機械參數及其關系，總結了相關機械參數的來源及其對開關性能的影響，分析給出了相關參數的確定依據，為提高真空開關性能提供了一定的參考。