探讨真空开关的维修与使用

[摘 要]在真空环境下来灭弧的开关，我们将其称之为真空开关。它与一般开关的不同之处就在于，它可以凭借真空这种特殊环境来来灭弧，从而使电路闭合，使电流分断。在此种环境下，进行灭弧时产生的电火花失去外泄条件，可以减少相关电气设备的爆炸率。由于真空开关所具有的这种优势，近几年，国家越来越强调对真空开关的使用与推广，这对电气设备的安全维护工作有很大作用。

[关键词]真空开关 使用 维修

中图分类号：TM121.1.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）25-0020-01

真空开关在煤矿工作中可以很好地发挥其作用，如下主要结合其特点，探讨地具体使用与相关维修。

一、真空断路器的外形特点与材料特点

（一）外形特点：首先，要具备一个相对稳定的真空环境，能满足这个条件的是波纹管这一构件。它的外形要经过一些调整来保持其真空度的稳定。这个真空波纹管要减小它的体积，简化其内部结构。为了达到这个目的，可以在其内部装置动、静触头。动、静触头的外形改变会影响到其灭弧的能力。

（二）材料特点：一般用来制作触头的材料有如下两类：一是比较难被熔化的纯金属，以钨金属为代表；一是一些含大量银、铜之类的合金材料，以无氧铜为代表。

二、断路器的灭弧规律

在进行大量试验后，我们发现，当处于真空条件下，击穿电压和真空度始终保持着正方向的相关关系。一般来说，真空度越高，击穿电压也会越大。直到真空度达到10-4托时，击穿电压才开始保持稳定不变。所以我们说，至少真空度得达到10-4托时，真空管才能保持正常运行。当真空度未达到这一数值时，真空管就不再具有原有的灭弧作用，也就是说，这个真空管不能再继续使用了。同时，电弧的特性还受金属蒸气所具有的性质的影响。在真空条件下，电流数值的变化也会导致电弧具有不同的特性。通常情况下，我们认为电流值小于数千安的属于小电流范围。而煤矿工作基本都处于小电流的状态，从而导致截流现象的频繁发生。

三、仔细检查相关设备

使用前，要认真查阅那些可供参考的数值，仔细阅读相关说明书，要注意设备的相关设置与其使用环境是否相符合。由于真空开关具有有多种设置，我们应充分考虑其负荷的性质、位置等方面，在此基础上，选择合适的开关。在大量实践的基础上，我们总结了一下经验：

（一）使用低压开关时，之主要的是要注意检查其控制开关有没有处于恰当的位置。这是最基础的一步，如果低压开关的近控或者远控开关没有设置好，开关的正常工作就会受到影响。

（二）一般来说，在低压开关中，通常会置有一个含有不同电压等级的变压器。所以，对变压器的抽头与电压等级的检查显得异常重要，要尽量使它们的数值保持相同。同时，也要注意对变压器接线的检查，要保持接线的准确，这样才能正常进行输送电流。

（三）检查真空开关所具有的绝缘性能：对于真空开关来说，绝缘性是一个很具有价值的参数。一般情况下，真空开关在对电流进行分断时，会产生过电压，虽然这些开关都具有吸收过电压的设备，但它们只是吸收一部分过电压，并限制其产生的数量，而不是将其彻底消除。在这种情况下，开关的绝缘性能是否完好便显得十分重要。

（四）检查保护装置：通常情况下，真空开关内部都会装置一些保护装置，用于漏电、过压、短路以及过载保护等。一般来说，用于漏电保护和用于过压保护的装置，在其出厂时已经被调试好，在未发生损坏等特殊情况时，不要求自己进行调试。与之相反的是，用于短路保护和过载保护的装置则需要我们依照当时的实际状况来进行调试。在调试时，要适当考虑开关的用途。通常情况下，用于配电的开关，调试时取其下限值，主要发挥启动作用开关，调试时要尽可能取其上限值。在一些特殊情况下，要灵活调整其整定值，以充分发挥装置的保护功能。

四、一些常见故障的产生原因和解决办法

（一）开关同步性差

1、原因：一般来说，开关同步性差主要是由以下三方面因素造成的：首先是真空度是否合适，其次是弹簧是否有良好的弹力，最后是电磁力的变化。它们之间的相互关系可以用这个公式来概括表示：终压力= 真空吸力-弹力+电磁力。如果要保持终压力数值相等，那么真空吸力与电磁力的和应与弹力的值相等。然而，这三者在实际情况中都会经常发生变化，难以控制。随着真空度逐渐减小，真空吸力也会随之减弱，电磁力会因为时间的长短而改变，弹簧容易受环境影响而发生变质。

2、办法：通常情况下，我们会采用比较法来解决这个问题。所谓比较法，就是选一根新的完好的真空管作为参照物。先检查弹簧，将新管子与发生故障的管子的弹簧拆卸下来，仔细检查对比它们的外观，以判断其好坏。然后检查电磁力，一般来说，在同一个电磁系统中，电磁力是相同的。最后检查真空吸力，可以记录挤压触头的力来对发生故障的管子进行检查。

（二）过电压保护装置不再具有保护作用

1、原因：导致这种情况发生的原因可以分两个方面进行讨论：从高压开关这一方面来看，电路在电压过大时，会发生被击穿的后果，从而失去了原有的保护作用。从低压电路这一方面来看，更易发生电路中的电容被击穿以及电路脱焊这些状况。

2、办法：这种情况下，选用高质量，高效能的保护设备显得尤为重要。同时，也要注意对电阻进行经常性的检查，防止电阻损坏以及电路脱焊等突发状况。

（三）触头不能灵活地进行分断

1、原因：通常情况下，真空开关所具有的电磁系统都是采用直流系统来运行的，它使用双衔铁来进行吸合，使用单衔铁来进行维持，从而达到用强力来进行吸合，用弱力来进行维持的稳定效果。但它也存在着一个严重的问题，即长时间的直流吸合会导致剩磁的产生，如果剩磁过多，衔铁便不能灵活地进行分断了。

2、办法：这种情况主要靠经常性的检查衔铁来杜绝。如果发现衔铁不能进行分断时，要及时采取相应的办法来解决。常用的办法有以下几个：1.使衔铁的接触面变得粗糙一些，这样可以减少接触面对衔铁的磁化作用。2.给衔铁通上反向直流电，适当消除衔铁的磁力。3.可以适当调整弹簧来达到分断灵活的目的。

（四）综合保护装置失去保护作用

1、原因：综合装置的内部构件多为一些电子部件。当强磁场和振动以及过电流、潮湿等现象发生时，综合装置内部的电子部件会受到很大影响，从而导致保护装置失去保护作用。

2、办法：一般来说，综合保护装置都有其固定装置，我们要注意做好固定工作，以防发生松动。针对长时间不用的开关发生的潮湿现象，我们也应采取办法避免。首先是要对其进行全面的检查，其次是要将其置于干燥且通风的地方进行保存。总之，在使用保护装置前，要仔细检查装置各部件并通电检查其各种保护功能是否能正常发挥。

（五）电磁铁的吸合不好

1、原因：当电磁铁中的变压器被损坏或者电容损坏以及整流二极管发生故障时，电磁铁失去吸合能力。如果整流二极管和变压器同时发生损坏，电磁铁处于没有反应的状态，如果电容损坏了，则会出现吸合不稳定的现象。

2、方法：当变压器被损坏时，我们不能只是简单的以换个变压器来解决问题，而是应该要深入探求其被损坏的原因，以免新换的变压器再被损坏。通过仔细观察，可以发现，变压器损坏的原因主要是由于短路现象的发生，这样我们在解决这个问题的时候就应该做到防微杜渐，全面检查线路，在解决线路短路的问题后再更换。发生故障的整流二极管也应被仔细检查，确定其电容器是不是存在问题。

五、结语

作为机电工作者，学习并认识真空开关的工作原理，了解其结构特点和主要作用，并对常见的一些故障进行判断和修理是其基本工作能力，当机电工作者充分发挥其作用时，真空开关也将被更好的利用，更好的服务于煤矿生产工作。

参考文献

[1] 陈明帆；真空开关操动智能自适应控制的研究[D]；大连理工大学；2010年.

[2] 董文亮；短间隙大电流真空开关电弧形态特性量化研究[D]；大连交通大学；2013年.