真空断路器的现状与发展

摘要：20世纪70年代初，世界上掀起了中压开关无油化的浪潮，到1977年已确立了中压无油开关的主导地位。文中简单介绍了无油开关两大支柱之一的真空断路器的发展历程以及国内真空断路器的生产现状，提出了目前我国真空断路器行业存在的主要问题，指出了真空断路器的发展方向。

1.国外真空断路器的发展

1.1.国外真空断路器的发展简况

真空断路器是指触头在真空中关合、开断的断路器。真空断路器由于具有无油、性能优异、电寿命长、少维护等诸多优点，在20世纪末期发展很快。

1895年英国Ritten Hause首先制造出真空灭弧室模型，进行了开断电弧的研究。以后30多年，英国和美国等国家不断研究真空开关，并取得成果。20世纪60年代真空开关才发展成为实用产品。GE公司在1961年成功研制出第一台商用三相真空断路器，电压15 kV，额定电流600 A，额定开断电流12 kA。

德国和日本虽然起步较晚，但在吸收别国经验的基础上不断研究和创新，因此发展很快。日本于20世纪70年代末开始大力发展真空断路器，在中压领域很快就取代了油断路器，到90年代初，市场占有率就达到80%，并成为世界上真空断路器的生产大国，在21世纪初还成功研制出123 kV单断口户外真空断路器。德国西门子公司和ABB Calor Emag公司在世界上已销售真空断路器总计30万台，取得200万运行年经验。

1.2.国外主要公司的发展及水平

a. 伊顿电气集团研制真空断路器已有40余年的历史和经验。由于在真空技术、真空工艺、触头材料、真空电弧控制及设计方面有很大发展，目前其12～15 kV真空灭弧室的直径已从1967年的180 mm减小到50 mm。新一代TVAC型抽出式真空断路器的主要特点是：比同类断路器体积小60%，质量小50%；三位抽出式结构（断开、测试、连接），适用于抽屉柜；机构与一次导体之间具有接地金属安全挡板和接地的一次金属安全活门；弹簧压紧式多触指一次隔离触头，镀银的一次静隔离触头；数字式脱扣器单元（微处理器、RMS传感器），无需外部电源、可现场检测等。

b. 西门子公司生产真空断路器已有30余年的历史和经验，是世界上较大的真空断路器和真空灭弧室制造公司之一。其生产的3AH系列真空断路器的铜触头材料、纵磁场触头结构、中封式外壳及独特的铜触头材料电弧熔炼技术，使其后来者居上，已占中压开关产量的90%。世界上有30多个国家引进了西门子公司的技术。3AH系列是将3AF和3AG系列的经验与本身的传动技术和制造技术的最新成就融合为一体，主要特点是采用了组合式结构方案及新型免维护电动弹簧储能机构，使其更加小型化和可靠。西门子公司在21世纪初推出的全新NXACT开关组件是具有隔离功能的真空断路器组件，无支柱绝缘子，真空灭弧室和电流端子的机械强度承载器件是用玻璃纤维加强聚脂材料制成的半壳型器件，操作和信息柜按最佳人机控制方式布局，是一种智能型的新一代真空断路器。 

c. ABB公司接收的Calor Emag公司专业生产真空断路器，其产品有VBL和VD4型，额定电压12～24 kV、额定电流630～3 150 A，额定开断电流最高达50 kA。产品主要特点：结构紧骤，尤其适合安装在抽屉柜上；三相灭弧室均装在环氧树脂绝缘筒内，可防损伤和污染，且缩小了相间距离；配小型弹簧操动机构。新型VMI型真空断路器配免维护的永磁操动机构，零件数量比弹簧操动机构少60%左右。

d. 东芝公司1965年就开始生产真空灭弧室，已累计生产了250万只。其真空断路器主要有VG、VK、VA、VL等系列，额定电压7.2～84 kV、最高额定开断电流达100 kA（13.8 kV）。新型的7.2 kV、40 kA大容量低过电压的VL型真空断路器是世界上首先实现不用过电压抑制装置的低过电压型真空断路器，主要采用了改进的AgWC合金触头材料等有效的技术措施。新开发的24 kV超小型VG型真空断路器比原来产品的体积减少了60%，质量减小了38%，采用了真空灭弧室浇注模块和新型的以盘簧为动力源的凸轮驱动方式的弹簧操动机构（合闸直线运动）。