对真空断路器配永磁机构看法
点击数：7320 次 录入时间：03-04 11:38:04 整理：http://www.55dianzi.com 电工文摘
几点质疑
(1) 机械寿命
很多文章都谈到永磁机构零件少，可靠性高，寿命长，可轻而易举地达6～10万次。本人认为真空断路器1万次机械寿命能够满足需要，没有必要大幅度提高；其次是既然配真空断路器，而国内厂家生产的灭弧室机械寿命都是1万次，如何匹配呢？据说永磁开关在做机械寿命型式试验时至少有两家产品曾出现开裂事故，更严重的是灭弧室静端可伐在强有力合闸冲击下焊口脱落，看来整机的寿命还有待时日考证。其实从真空断路器制造出来时，其机械寿命就足够满足绝大部分工况的需要。
(2) 操作的可靠性
很多人将机械寿命和可靠性混为一谈，认为机械寿命越长，操作可靠性越高，其实两者是不同的概念。机械寿命是指在一切符合技术要求下达到的操作次数，在此期间零件不损坏，操作无故障，参数没超出额定值，并且要求试验前后温升合格。这一切是在一台精心制作、调试的样机上进行，应该说它反映了此类产品的基本属性；操作的可靠性是指成批生产的产品属性。它的涉及面很广，诸如技术管理（配套件的生产点选择、原材料检验、测试手段、人员培训、技术熟练程度、检验员责任心等)、生产管理(有无前松后紧、月底突击等)、厂家的诚信(低价竞争导致偷工减料)等。另外，设计优劣也是影响操作可靠性的重要因素之一。
国内一些人总是喜爱搞拼凑式，因为它是由独立型号的操动机构和灭弧系统拼凑而成，合闸维持不可能要求在断路器主轴上实现，因而操动机构中的合闸凸轮即完成合闸动作又必须维持合闸状态，这就使得它输出连杆必定是类似具备自由脱扣功能的电磁机构中的假的连杆，同样是弹簧机构，它的结构就复杂许多。故障率也就提高了许多。在大量实践中反映的故障情况来看。故障率与机械寿命高低并没有什么直接联系。 有的文章大力宣传永磁机构零件如何少，而弹簧机构零件如何的多，这一点对传统的电磁机构也成立，取消了自由脱扣功能的电磁机构零件也大为减少，其实传统的电磁机构用机械维持合闸状态其可靠程度并不亚于永磁，而分闸弹簧保持分闸状态应该比永磁保持更让人放心。
(3) 合闸电源
文章中说永磁机构合闸电流比传统电磁机构小得多，只有20～30A，而后者技术条件规定为70～80A，然而情况并不完全如此。永磁机构合闸过程中永磁力作用微不足道，它只省略了传统分闸簧储能有限的功。合闸电流的差异来源于它“含意”不同。永磁合闸电流I1，定义为铁芯起始动作的电流(见图1)。而传统电磁机构的合闸电流为稳态电流I2。如果同为铁芯开始运动的起始电流，两者差异并不大。
(4) 同步开合
文章谈到永磁开关可实现同步开合，而它是抑制开合过程中引进过电压的“有效的解决方案”，众所周知，真空断路器在开小电流时，所谓安全性是指切电容重击穿和切电感出现截流导致的过电压，同步开合如何解决呢?从理论上讲，同步在电流过零时触头动作开断零电流可实现无电弧开断，自然可避免上述两种过电压，做得到吗?如果能做到．那么传统断路器在千万次开断试验中就不能出现首开相燃弧时间3.3ms。而后开相一定要有5ms的记录。但遗憾的是前者大量的出现，后者绝无仅有，这说明无电弧开断目前尚不可能。
文章还指出永磁开关可实现选相开断，可避免后开相“陪烧”现象，提高电寿命。这里本人又要重申，从真空断路器制造出来时其电寿命就足够满足一切工况的需要，世界上还没有一台真空断路器由于电寿命终结而退出运行的。那么,搞选相开断有什么实际意义呢?从技术层面上讲，到目前为止还没有解决开断燃弧时间稳定性的难题,根源就在于初始分闸速度不够和稳定性不够(空载时测得的参数和开断大电流时实际分闸状况有差异)。而由电磁力作为分闸动力的永磁开关这方面更是先天不足，选相后第一个电流过零开不断(完全有可能)如何是好。
b值得注意的几个问题
(1) 安全性与可靠性
(今天真空断路器面临的不足难道仅仅是机械寿命和电寿命吗?用户殷切希望我们提供什么性能的产品呢？这实际上也就是真空断路器今后发展的方向，答案很简单，即是安全可靠、用户用起来放心的产品。这里说的安全是指开小电流的安全性，可靠是指机械操作的可靠性和开断大电流的稳定性。至于寿命，目前的水平只要没有水份就足够了。机械操作的可靠性随着市场竞争机制的确立．国内基础工业的发展和国外先进技术的引进．一些有点规模的厂家都有很大程度提高，这种趋势是喜人的。反之开大电流的稳定性和开小电流的安全性往往被人忽视，更有甚者，有一种潮流存在，牺牲上述性能来换取机械操作的可靠性，永磁机构配真空断路器就有这种倾向。
从本质上讲,真空断路器是电器产品，它通过人们对电弧微观世界的认识，要求机械完成某些特定动作，来满足电气特性的要求，因而机械特性要服从电气特性，本人一直认为要解决开断大、小电流稳定和安全性的问题，真空断路器必需具备一条理想的分闸运动特性，而不能仅仅满足平均分闸速度和初分速度，即每走一毫米都有学问，通俗的讲分闸应“快，慢，更慢”。第一步“快”，是为了将弧后高密度的金属蒸气尽快地衰减成低气压，从而使高气压电弧(集聚型)转变成低气压电弧(扩散型)，为首开相成功开断创造必要条件。第二步“慢”是为了开断大电流时后开相在近似匀速运动的动触头熄弧。在开小电流时较小空间有足够维持小电流能力的金属蒸气密度，降低了载流值。第三步“更慢”是为了推迟动触头终止时间，降低分闸到底震动幅度和强度，争取到液态金属冷却凝固的时间，保证了触头表面平整和触头空间洁净，从而消除了重击穿的外界因素。相比之下，永磁开关分闸运动特性是“慢，快，更快”其不利之处不言而喻。永磁开关为了减少零件将真空断路器中最重要的分闸缓冲器都取消了，是否可行。
(2) 分闸反弹
目前行业中对真空断路器另一机械特性—分闸反弹提出了限制要求，永磁开关可以说基本做到了分闸无反弹，永磁能吸住动导电杆系统在分闸到底不反弹，然而它能吸得住电弧溶化的液态金属反弹吗?液态金属向触头空间飞溅比整个系统的反弹对开断过程要危险的多，这又是一个机械特性必须服从电气特性的例子。
(3) 少维修
目前的真空断路器基本上都做到了少维修，只要定期检测一下灭弧真空度及清扫开关表面积土就可以了，至于各种参数都不必检测。但永磁开关大都采用VD4结构形式，触头压缩簧用碟簧，这又使它维修多了一项任务，要定期检测和调整“超行程”。因为碟簧刚度特别大，稍有变小，触头压力就会大幅度减少，而铬铜触头材料对接触压力要求是很严格的，
更不用说国内生产的碟簧质量并不稳定，这就给触头溶焊带来了潜在的危险。
结束语：一种新技术的推广要抓住主要矛盾，从辩证的观点看有得就会有失，问题是一定要得大于失，利大于弊。
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