合閘彈跳是真空斷路器短路開(kāi)斷試驗(yàn)失敗的主要原因之一。這一點(diǎn)已經(jīng)逐漸成為真空開(kāi)關(guān)業(yè)內(nèi)的共識(shí)。本文嘗試用淺顯的物理學(xué)理論分析合閘彈跳，為實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提供理論解釋。分閘彈振對(duì)開(kāi)斷失敗的影響，一直投有引起足夠的重視，通過(guò)分析，給出分閘彈振與分閘速度的關(guān)系。

1　　合閘彈跳

1.1 合閘彈跳產(chǎn)生的原因及其影響

　　合閘彈跳是指斷路器動(dòng)觸頭與靜觸頭碰撞接觸后被反作用力推開(kāi)，然后再接觸又被推開(kāi)的現(xiàn)象。嚴(yán)重者反復(fù)4～5次，持續(xù)2～6ms。從本質(zhì)上說(shuō)，這是一種受迫阻尼振蕩，振蕩的頻率、振幅取決于動(dòng)觸頭系統(tǒng)的質(zhì)量、速度、彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)及碰撞后阻尼情況。分析說(shuō)明，觸頭材料的硬度越大，彈跳時(shí)間越長(zhǎng)；觸頭材料的硬度相同時(shí)，觸頭壓力越大，彈跳時(shí)問(wèn)越短。

　　當(dāng)斷路器帶電操作時(shí)，兩觸頭之間若存在彈跳，真空電弧的燃弧時(shí)間延長(zhǎng)…。真空電弧是一種高溫等離子體，弧體溫度可達(dá)到七、八千度。燃弧時(shí)間的增加使觸頭表面熔化的深度和廣度都增加，合閘時(shí)就會(huì)造成兩觸頭液面接觸，瞬間冷卻后兩觸頭熔焊在一起。這種熔焊，靠操作機(jī)構(gòu)幾千牛頓的分閘力是拉不開(kāi)的。有時(shí)熔焊點(diǎn)很小，分閘力能拉開(kāi)，但常常把觸頭表面拉變形，造成開(kāi)斷后恢復(fù)電壓短路。因此．熔焊的結(jié)果可能使短路開(kāi)斷失敗。

1.2 消除合閘彈跳的方法

　　合閘時(shí)，動(dòng)觸頭系統(tǒng)在操動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，相對(duì)于靜觸頭作合閘運(yùn)動(dòng)。合閘時(shí)觸頭撞擊力f是決定斷路器產(chǎn)生彈跳大小的關(guān)鍵因素。設(shè)碰撞前后的速度分別為vl，v2，作用時(shí)間為t。則由牛頓力學(xué)理論可知：

　　減小f，彈跳也減小。由上式，可有三種方法實(shí)現(xiàn)減小觸頭撞擊力f：

　　a．降低動(dòng)觸頭系統(tǒng)的質(zhì)量m。這可以通過(guò)縮短導(dǎo)電桿的長(zhǎng)度，減小導(dǎo)電夾、軟連接的尺寸，選用輕質(zhì)的絕緣子等實(shí)現(xiàn)。

b．減小碰撞前后速度差的絕對(duì)值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，這不能通過(guò)減小合閘速度v1實(shí)現(xiàn)。因?yàn)楫?dāng)v1減小到0.6 m／s以下時(shí)，會(huì)使合閘功不足，反而會(huì)加劇彈跳的幅度。那么只能設(shè)法使v2減小，甚至趨于零。方法是：在動(dòng)觸頭系統(tǒng)上加裝壓簧，在斷路器合閘時(shí)使其壓縮，產(chǎn)生一個(gè)預(yù)壓力即觸頭的初壓力，以抵消動(dòng)觸頭的回彈力。

　　c．增大動(dòng)靜觸頭的碰撞時(shí)間t，有2種方法實(shí)現(xiàn)：其一是生產(chǎn)開(kāi)關(guān)管時(shí)設(shè)法保證開(kāi)關(guān)管的動(dòng)靜導(dǎo)電桿的同軸度，在整機(jī)調(diào)整時(shí)還要把開(kāi)關(guān)管裝正，盡可能使兩觸頭為平面接觸，不要形成線(xiàn)或點(diǎn)接觸；其二是在靜端使用緩沖元件，如橡膠墊圈、油緩沖器等，以增加撞擊接觸時(shí)間。

2 分閘彈振

2．1開(kāi)距與分閘速度

　　開(kāi)距即開(kāi)關(guān)分閘狀態(tài)兩觸頭問(wèn)的距離。召前，被多數(shù)人所接受的觀(guān)點(diǎn)是：真空開(kāi)關(guān)在小開(kāi)距時(shí)，開(kāi)斷能力強(qiáng)。隨著開(kāi)距的增加，極限開(kāi)斷電流減小。其原因，就是開(kāi)距增加后，磁場(chǎng)減弱，電弧能量損失大，不利于開(kāi)斷。

　　分閘速度是一種平均速度，即開(kāi)距與分閘時(shí)間的比值。而分?jǐn)噙^(guò)程中，真正起怍用的是剛分速度．即兩觸頭剛剛離開(kāi)的瞬間的速度。剛分速度要靠超行程提供。當(dāng)分閘傳動(dòng)連桿運(yùn)行完超行程所需要的時(shí)問(wèn)后，達(dá)到了一定的速度(剛分速度)，動(dòng)靜觸頭才開(kāi)始分離。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，在條件允許的情況下，適當(dāng)縮小觸頭開(kāi)距，增加超行程，可以提高剛分速度，提高開(kāi)斷能力。

2.2 分閘速度與分閘彈振

　　真空開(kāi)關(guān)在分閘過(guò)程中，動(dòng)觸頭不可能運(yùn)動(dòng)到預(yù)定的開(kāi)距時(shí)就完全停止運(yùn)動(dòng)。因?yàn)榇藭r(shí)動(dòng)觸頭系統(tǒng)存在著動(dòng)能mva2/2(va是觸頭分閘處于開(kāi)距點(diǎn)位置n時(shí)的速度)，此時(shí)操動(dòng)系統(tǒng)與緩沖器作用，以設(shè)定的開(kāi)距位置為中心進(jìn)行阻尼震動(dòng)，即所說(shuō)的分閘彈振。分閘彈振的動(dòng)觸頭位移一時(shí)間曲線(xiàn)如圖1所示．

　　在圖1中，分閘時(shí)動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)到設(shè)定的開(kāi)距點(diǎn)處，即a點(diǎn)處動(dòng)觸頭系統(tǒng)的勢(shì)能為零。根據(jù)能量守恒定律．有關(guān)系式

　　是動(dòng)觸頭相對(duì)開(kāi)距點(diǎn)的位移，k表示分閘彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)，wz是緩沖器轉(zhuǎn)換出去的能量。
　　由圖1可見(jiàn)，b點(diǎn)的位移就是分閘彈振的最大振幅，用a表示。因而在b點(diǎn)，觸頭瞬時(shí)速度vb=0，故在b點(diǎn)式(1)變?yōu)?/p>

　　從式(2)可以看出，因?yàn)閗，m不變，分閘彈振最大振幅a隨va及職的變化而變化。當(dāng)緩沖器性能穩(wěn)定時(shí)，可認(rèn)為wz不變，所以va越大，分閘彈振的最大振幅越大。要想成功地分?jǐn)嚯娏�，要求在分閘的最初半個(gè)周期(10ms)內(nèi)，動(dòng)觸頭至少應(yīng)走完總開(kāi)距的50％～90％，即分閘時(shí)間變化范圍不大，為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化，可以假定分閘時(shí)間不變，故由圖2可知va越大．其平均分閘速度越大。因此可得出結(jié)論，當(dāng)其它條件不變時(shí)，平均分閘速度越大，分閘彈振就越大。

　　近年來(lái)，由于觸頭新材料的采用，真空開(kāi)關(guān)的開(kāi)距趨小。分閘彈振在小開(kāi)距情況下，影響尤其顯著，常導(dǎo)致真空滅弧室由于反彈擊穿，應(yīng)引