真空开关的发展与应用概况(3)

　　四、真空灭弧室的发展趋势

　　真空灭弧室自从问世以来，一直在不断的向小型化、高可靠性、低成本方面发展，随着真空开关应用范围的扩大，真空灭弧室也有了新的发展方向。

　　1、小型化

　　真空电弧理论的发展和内部电场优化使真空灭弧室体积更小；

　　复合绝缘技术的应用使真空灭弧室结构尺寸大大减小；

　　真空断路器机械特性的改进、同步开断技术和高性能触头材料的应用使真空灭弧室“升级”，使用成为可能。

 　　真空灭弧室的小型化工作不论在国内还是在国外已经进行了很多年，并已取得了一定的成效。德国Calor-Emag公司新研制成的VC2型真空断路器，其12kV、20kA的真空灭弧室的触头直径仅为40mm，12kV、50kA真空灭弧室的触头直径为80mm。

 　　德国AEG公司最新推出的第三代真空灭弧室，其体积比缩小到原来产品的1／3。

 　　日本东芝公司研制成功SADE技术，使用该技术的真空灭弧室体积只有采用线圈式触头结构的产品的一半。

　　2、低成本

 　　真空灭弧室的小型化保证了低成本实现的可能。在近20年的时间里，国产真空灭弧室的体积减小了50%，价格降低了70%左右，其中有生产厂家提高工艺水平（如一次封排工艺的普遍采用），提高生产效率和降低生产成本的努力，也与触头、波纹管、陶瓷壳等零件成本的降低密切相关。

　　3、高电压

　　随着真空开关制造技术和理论研究水平的不断提高，真空开关的发展已在尝试着向高电压大容量方向发展。美国通用电气公司1980年后生产出了168kV/40kA的双断口真空断路器，日本明电舍公司1980年开始生产145kV/31.5kA单断口真空断路器，日本东芝公司1987年研制成功了145kV/31.5kA单断口真空灭弧室及168kV双断口真空断路器。此外，日本三菱公司已研制成功270kV单断口真空灭弧室，并且准备发展500kV双断口真空断路器，一旦研制成功，估计其造价比同电压等级的六氟化硫断路器低。国内目前已有北京开关厂和西安高压开关厂研制的126kV真空断路器(均采用日本明电舍真空灭弧室)一次通过了全部型式试验并完成鉴定。

　　4、大电流

　　发电机保护用断路器由于额定工作电流较大，对真空断路器来说温升要求较难达到，同时，由于其短路电流开断后瞬态恢复电压上升速率高，要求有更高的介质恢复速度，因此，这方面的使用一直受到限制。但近几年在发电机保护用的真空断路器、真空灭弧室方面都有了长足发展，目前国内已经可以生产6300A/80kA的真空型发电机保护用断路器。

　　5、低电压

　　低压开关电器产品是量大面广的电器基础元件，由于真空开关具有防爆和寿命长的特点，只要价格限制在一定水平，是有十分巨大的市场前景的。德国西门子公司1994年推出了额定电压380V～1140V、额定电流630A～2500A、额定短路开断电流为20kA～65kA的真空断路器产品。目前国内已研制出了380V～1140V、额定电流1600A～3200A、额定短路开断电流30kA～80kA的低压真空断路器及其真空灭弧室。

　　6、固封极柱（固封式真空灭弧室）

　　采用APG技术，将真空灭弧室及其它的连接组件固封成极柱，极大的提高了真空断路器的耐候性，减少了相间距，使真空断路器的结构更加紧凑，体积更小；固封技术的应用，使真空灭弧室的外绝缘水平得到了强化，真空灭弧室的高度尺寸尤其是绝缘外壳的尺寸可以尽量缩短，在内部绝缘优化的基础上，真空灭弧室的体积也相应减少。但固封技术要求在真空灭弧室与缓冲层、缓冲层与环氧树脂之间形成良好的结合，不能有空气隙，否则很容易产生绝缘击穿。

　　7、长寿命

　　车载开关及电弧炉用频繁操作的断路器要求机械寿命长达10万次甚至25万次。随着新型的操动机构如永磁机构的研制开发、波纹管制造技术的改进、真空灭弧室装配工艺的优化，长寿命的机构和真空灭弧室相继开发出来，虽然l0万次机械寿命的真空灭弧室已经通过了型式试验，但在长寿命真空灭弧室方面还有许多工作要做，首先要保证一致性，其次要向更高的寿命要求进军，满足市场需求。

　　8、专用化

　　在市场日益细分的今天，一些专用的开关应运而生。鉴于开合电容器组时真空开关重燃引起的过电压会对电力系统造成严重危害，有必要研制开合电容器组专用的真空开关。同样，在铁合金厂，用于电弧冶炼炉的开关由于操作过电压比较高、使用环境恶劣，要求真空开关极间和对地的绝缘水平要高、过电压要低、使用寿命要长，因此有必要研制针对铁合金厂的新型真空开关及真空灭弧室。