重庆市电力公司綦南供电局：刘佳宾 席世友 杨晒 张晓勇 杨滔
          北京华东森源电气有限责任公司：聂崇志 黄创国 史书轩

      据统计，在大量的真空断路器大电流开断试验中尚存在12～15%的失败率，其中以异相接地试验居多。在合成回路试验里，长燃弧开断往往容易出现麻烦，将燃弧时间延长一个周波才解决问题。在上世纪七十年代末我们行业曾成立500MVA真空开关全国联合设计组，以不同触头材料，不同触头结构在北京电科院的震荡回路上做了几百次的单相开断试验。发现不论是方式2、3、4开断均出现30%的重燃率，即使使用已试制成功的ZN4做开断试验也是如此。重燃现象这么频繁在当时的技术条件下是可以理解的，但出现概率有规律性就值得研究和思考了。
      以上提到的现象都是单相开断试验，而三相开断试验重燃现象很少发生(切电容除外)，那么单相和三相开断对开断性能(尤其是重燃发生率)有什么影响呢?
众所周知，开断高压交流电是在电流自然过零时熄灭的，三相交流电零点之间为3.3ms，而单相交流电为10ms。于是开断单相交流电断路器触头分离在什么电流相位的随机性要比开断三相电流大三倍。那么动触头在不同电流相位分离对开断效果有何利弊呢？见下图：将电流正弦波分为三个区:Ⅰ区，Ⅱ区，Ⅲ区。
 
      电极在Ⅰ区分离:有利条件是该区初始电流幅值不大。不利条件是电流处于上升阶段，燃弧时间长，还有一隐形不利条件是和断路器整机设计有关(下文再谈)。
电极在Ⅱ区分离:有利条件是燃弧时间短一些。不利条件是初始开断电流幅值大。不利于高气压电弧向低气压电弧的转变。
      电极在Ⅲ区分离:有利条件是此刻电流正处在下降阶段，如果电流在头一个零点开断，那它开断的实际电流要大大小于额定值。不利条件是它离电流零点太近，一旦开不断，电流就会延续到下一个零，Ⅰ区的隐形不利条件就会出现。
      上文提到的和整机设计有关的隐形不利条件就是断路器的分闸运动特性，即分闸缓冲器的设计。我们第一代真空开关采用的是胶皮缓冲器，缓冲效果差，分闸震动强烈，震动区域大致在8-12ms之间。因此当时的真空开关在做单相开断试验时就可能有约30%随机率的熄弧点落入此区，就当时的触头材料技术水平，在这样恶劣的灭弧环境下，发生重燃也不足为怪了。
      开断三相电流，触头分离在电流什么相位，对开断性能的影响较单相开断要小得多。尽管后开相熄弧时间也可能落入“震区”，但我国中压系统中性点不接地，后开相由双断口组成，击穿它实属不易(后开相开断失败也发生过，尤其是开断特大电流开关)。然而做异相接地单相试验就不同了，目前真空开关分闸缓冲大多采用油缓冲器，它比胶皮缓冲器性能有所改善，但震动仍很强烈，据测试其震区还在10ms左右，在做单相开断试验中，就可能有20%的概率出现燃弧时间与震区重合，在这种恶劣灭弧环境下，重燃也就难以避免了。
      某单位设计的ZN□-40.5型真空开关在做合成回路开断试验中，短燃弧(约5ms)开断一般都很顺利，而长燃弧很多单位都反映开不断，不得不将燃弧时间延长一个周波(标准允许)才通过。这说明该断路器在整机设计时忽略了“震区”影响，正好和长燃弧时间重合，而合成回路试验长燃弧时间是定死的，无随机可乘，开不断也就在情理之中。
      目前一些单位在设计电气化铁道27.5kV真空断路器时，往往将40.5kV三相真空开关简单的取消两相演变过来，这样做是有欠妥之处。现今我们拥有的触头材料，触头结构和真空工艺技术已非当年可比，通过型式试验并非难事，但试验不是万能的，通过一次试验并不说明该产品设计已完美无缺。认识和消除隐患，使设计不断完善，为用户提供性能更优异的产品才是我们不可推卸的责任。