浅谈真空断路器优越性
1 真空断路器的主要特点
1.1 真空的绝缘特性
真空具有很强的绝缘特性，在真空断路器中，气体非常稀薄，气体分子的自由行程相对较大，发生相互碰撞的几率很小，因此，碰撞游离不是真空间隙击穿的主要原因，而在高强电场作用下由电极析出的金属质点才是引起绝缘破坏的主要因素。
真空间隙中的绝缘强度不仅与间隙的大小、电场的均匀程度有关，而且受电极材料的性质及表面状况的影响较大。真空间隙在较小的距离间隙（2～3mm）情况下，有比空气与SF6气体高的绝缘特性，这就是真空断路器的触头开距一般不大的原因。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）和金属材料的熔点上。抗拉强度和熔点越高，电极在真空下的绝缘强度越高。实验表明，真空度越高，气体间隙的击穿电压越高，所以，要保证真空灭弧室的绝缘强度。
1.2 真空中电弧的形成与熄灭
真空电弧和我们以前学习的气体电弧放电现象有很大的差别，气体的游离现象不是产生电弧的主要因素，真空电弧放电是在触头电极蒸发出来的金属蒸汽中形成的。同时，开断电流的大小不同，电弧表现的特点也不同，所以，我们一般把它分为小电流真空电弧和大电流真空电弧。
1.2.1 小电流真空电弧
触头在真空中开断时，产生的电流和能量集聚在阴极斑点，从阴极斑点上大量的蒸发金属蒸汽，其中的金属原子和带电质点的密度都很高，电弧就在其中燃烧。同时，弧柱内的金属蒸汽和带电质点不断的向外扩散，电极也不断的蒸发新的质点来补充。在电流过零时，电弧的能量减小，电极的温度下降，蒸发作用减小，弧柱内的质点密度降低，最后，在过零时阴极斑消失，电弧熄灭。有时，蒸发作用不能维持弧柱的扩散速度，电弧将突然熄灭，发生截流现象。
1.2.2 大电流真空电弧
在触头断开大的电流时，电弧的能量增大，阳极也严重发热，形成很强的集聚型弧柱。同时，电动力的作用也更加明显了，因此，对于大电流真空电弧，触头间的磁场分布就对电弧的稳定性和熄弧性能有决定性的影响。如果电流太大，超过了极限开断电流，就会造成开断失败。此时，触头发热严重，电流过零以后仍然蒸发，介质恢复困难，不能断开电流。
2 真空断路器的主要特性参数及作用
判断一个真空断路器是否满足要求，应对其合分闸时间、合分闸速度、燃弧时间、超行程和触头烧损厚度等其它一些参数进行确定和判定。通过优化和筛选，对真空断路器的机械、电气特性作出全面评价。
2.1 合闸弹跳
对真空断路器而言，动、静触头闭合时不要弹跳是最理想的情况。可是在很多情况下，减小触头的弹跳时间是为保证触头高质量地工作，但不能更换的真空触头仍然希望消除振动。从断路器机械方面和电气方面讲，要求减小合闸弹跳时间是合理的。一方面，触头弹跳时间长则说明合闸时的冲力过大，多余的能量只能消耗于断路器框架等处，以微小的变形和振动为代价，长此以往，只能有害无益。另一方面，弹跳时间长则触头的磨损量也大。当然，抑制合闸弹跳，也并不是说完全没有弹跳便是最优，实际上，合闸电动排斥力是消除合闸弹跳的有效手段。
2.2 真空断路器的超行程
由于真空断路器的触头都是对接式触头，其超行程的作用主要有以下几点：
2.2.1 保证触头在一定的烧损厚度内仍有一定的接触压力，以保持可靠的接触，并可减少主回路的接触电阻值，以降低温升；
2.2.2 使动触头在断路器分闸时获得一定的初始冲击动能，提高动触头的初始分离速度，拉断动、静触头间的熔焊点；
2.2.3 使断路器在合闸时能够借助触头压力（既弹簧力）得到缓冲，以减少弹跳；
2.2.4 可以利用运行中的真空断路器超行程的数量值来确定触头压力的大小。
通常，对一些不能直接测量触头烧损厚度的真空断路器，可通过超行程的累计改变量来计算触头烧损的厚度，并以此间接地估算真空断路器的剩余电寿命。
2.3 燃弧时间
通过对燃弧时间的分析，可获得真空断路器性能必要的判据。燃弧时间的长短，不但体现真空灭弧室的性能，而且也体现了操作机构动作的合理性和稳定性。燃弧时间与真空断路器开断能力关系密切，它能预示开断能否达到极限。长燃弧时间对灭弧室考验意味着比短燃弧时间的作用有更大的热和机械效应。因此燃弧时间应尽可能的短，但应以建立电弧熄灭的条件为度。一般来讲，燃弧时间在10ms以内为优，10～15 ms为主，大于15ms为差。首开相燃弧时间以不小于3ms为最佳，最大不超过8ms，后开相应在电流第一次过零时熄灭。首开相的分布应以均匀分布为佳。对同一台断路器来讲，在其整个电寿命试验过程中，历次开断短路电流时燃弧时间的分布在正常情况下呈现类似“浴盆”曲线，即开始时的燃弧时间稍长，中间若干次燃弧时间较短且稳定，末了燃弧时间又变长的规律。是此规律的真空断路器则说明真空灭弧室性能稳定，断路器机械特性参数也比较稳定。反之，分散性很大、燃弧时间呈长短无序分布，则反映出整个断路器性能的不稳定或尚有缺陷。
3 真空断路器的主要优点
3.1 真空断路器的灭弧室直径较小，真空度在1.33×10-3Pa以上，绝缘强度很高，电弧容易熄灭，其灭弧能力强。
3.2 燃弧时间短，电气寿命高，其额定短路开断次数一般均在20~100次，甚至更高。开断额定短路开断电流后，动、静触头间仍具有较高的绝缘水平。
3.3 触头开距及接触行程小、操作功率小，良好的开断性能，稳定可靠的电寿命，机械寿命可高达20000次以上，且很少开断失败。
3.4 使用安全、维护简单，开断过程中不会因燃弧产生高气压,因此操作危险性小，且真空灭弧室无须检修。
3.5 无污染、噪音低，适用于频繁操作、工作条件比较苛刻的场所。
3.6 操作机构的可靠性高，故障率小，具备检修周期长、维护工作量少等优点。
目前，国外产品已大多采用整体式结构，与国产断路器相比少了断路器本体与操作机构之间的传动轴，使操作机构与断路器浑然一体。断路器位置配合精度、刚度大为提高，既提高了机构功率，使机构输出功少了许多，又增加了可靠性。由于真空断路器具有以上很多独特的优点，所以，越来越得到人们的重视，应用的也越来越广泛。
结束语
通过以上的叙述，我们对真空断路器的性能及应用都有了一定的了解和认识，判断真空断路器性能的优劣，除了要看它的型式和试验结果外，还要看其机械可靠性。选用那些值得信赖的设备，使真空断路器能在系统内全面推广和应用。总之，经过实践证明，真空断路器其性能完全能满足安全生产及运行的要求。
