真空灭弧室的发展

真空灭弧室的发展

真空灭弧室为真空断路器的心脏，真空灭弧室的不断进步，才促使了真空断路器的不断发展。在我国，真空灭弧室的发展综观起来已经历了五代。

第一代 CuBi系合金触头，φ145 mm玻璃外壳，阿基米德螺旋槽横磁电极结构，额定电压12 kV，额定电流1 250 A，额定短路开断电流20 kA。

第二代 引进西门子的3AF 系列真空灭弧室。CuCr50合金杯状触头，陶瓷外壳，杯状横磁电极结构，额定电流2 500～3 150 A，额定短路开断电流31.5～40 kA。

第三代 自行开发的真空灭弧室。CuCr50触头材料，屏蔽罩内置，φ88～125 mm陶瓷绝缘外壳，杯状纵磁电极结构。额定电流3 150 A，额定短路开断电流40 kA。

第四代 真空灭弧室。以一次封排技术为代表，整体质量有了很大提高，开发出12 kV、24 kV和40.5 kV各种真空灭弧室。真空灭弧室工艺从排气台式工艺发展到一次封排工艺以至完全一次封排工艺，工艺过程变得简单，不仅提高了数量而且提高了质量。

第五代 固封极柱真空灭弧室。将真空灭弧室通过自动压力凝胶工艺包封在环氧树脂壳体内，形成固封极柱，避免了外力和外界环境对真空灭弧室及其他导电件的影响，增强了外绝缘强度，大大减少了装配工作量，并使之真空断路器小型化。真空灭弧室的外绝缘经历了空气绝缘→复合绝缘→固封绝缘。

由以上可见，真空灭弧室技术的进步反映在触头的材质上、纵横磁场的形成上、制造工艺的改进上以及外绝缘的改变上。

真空断路器的主要优点

1、真空断路器的灭弧室直径较小，真空度在1.33×10-3Pa 以上，绝缘强度很高，电弧容易熄灭，其灭弧能力强。

2、燃弧时间短，电气寿命高，其额定短路开断次数一般均在20~100次，甚至更高。开断额定短路开断电流后，动、静触头间仍具有较高的绝缘水平。

3、触头开距及接触行程小、操作功率小，良好的开断性能，稳定可靠的电寿命，机械寿命可高达20000次以上，且很少开断失败。

4、使用安全、维护简单，开断过程中不会因燃弧产生高气压, 因此操作危险性小，且真空灭弧室无须检修。

5、无污染、噪音低，适用于频繁操作、工作条件比较苛刻的场所。

6、操作机构的可靠性高，故障率小，具备检修周期长、维护工作量少等优点。

真空断路器的主要特性参数及作用

判断一个真空断路器是否满足要求，应对其合分闸时间、合分闸速度、燃弧时间、超行程和触头烧损厚度等其它一些参数进行确定和判定。通过优化和筛选，对真空断路器的机械、电气特性作出全面评价。

1、合闸弹跳

对真空断路器而言，动、静触头闭合时不要弹跳是最理想的情况。可是在很多情况下，减小触头的弹跳时间是为保证触头高质量地工作，但不能更换

的真空触头仍然希望消除振动。从断路器机械方面和电气方面讲，要求减小合闸弹跳时间是合理的。一方面，触头弹跳时间长则说明合闸时的冲力过大，多余的能量只能消耗于断路器框架等处，以微小的变形和振动为代价，长此以往，只能有害无益。另一方面，弹跳时间长则触头的磨损量也大。当然，抑制合闸弹跳，也并不是说完全没有弹跳便是最优，实际上，合闸电动排斥力是消除合闸弹跳的有效手段。

2、真空断路器的超行程

由于真空断路器的触头都是对接式触头，其超行程的作用主要有以下几点：

2.1 保证触头在一定的烧损厚度内仍有一定的接触压力，以保持可靠的接触，并可减少主回路的接触电阻值，以降低温升； 2.2 使动触头在断路器分闸时获得一定的初始冲击动能，提高动触头的初始分离速度，拉断动、静触头间的熔焊点； 2.3 使断路器在合闸时能够借助触头压力（既弹簧力）得到缓冲，以减少弹跳； 2.4 可以利用运行中的真空断路器超行程的数量值来确定触头压力的大小。

通常，对一些不能直接测量触头烧损厚度的真空断路器，可通过超行程的累计改变量来计算触头烧损的厚度，并以此间接地估算真空断路器的剩余电寿命。

3、燃弧时间

通过对燃弧时间的分析，可获得真空断路器性能必要的判据。燃弧时间的长短，不但体现真空灭弧室的性能，而且也体现了操作机构动作的合理性和稳定性。燃弧时间与真空断路器开断能力关系密切，它能预示开断能否达到极限。长燃弧时间对灭弧室考验意味着比短燃弧时间的作用有更大的热和机械效应。因此燃弧时间应尽可能的短，但应以建立电弧熄灭的条件为度。一般来讲，燃弧时间在10ms 以内为优，10～15 ms为主，大于15ms 为差。首开相燃弧时间以不小于3ms 为最佳，最大不超过8ms ，后开相应在电流第一次过零时熄灭。首开相的分布应以均匀分布为佳。对同一台断路器来讲，在其整个电寿命试验过程中，历次开断短路电流时燃弧时间的分布在正常情况下呈现类似“浴盆”曲线，即开始时的燃弧时间稍长，中间若干次燃弧时间较短且稳定，末了燃弧时间又变长的规律。是此规律的真空断路器则说明真空灭弧室性能稳定，断路器机械特性参数也比较稳定。反之，分散性很大、燃弧时间呈长短无序分布，则反映出整个断路器性能的不稳定或尚有缺陷。

真空断路器的主要特点

1、真空的绝缘特性

真空具有很强的绝缘特性，在真空断路器中，气体非常稀薄，气体分子的自由行程相对较大，发生相互碰撞的几率很小，因此，碰撞游离不是真空间隙击穿的主要原因，而在高强电场作用下由电极析出的金属质点才是引起绝缘破坏的主要因素。

真空间隙中的绝缘强度不仅与间隙的大小、电场的均匀程度有关，而且受电极材料的性质及表面状况的影响较大。真空间隙在较小的距离间隙（2～3mm ）情况下，有比空气与SF6气体高的绝缘特性，这就是真空断路器的触头开距一般不大的原因。电极材料对击穿电压的影响主要表现在材料的机械强度（抗拉强度）和金属材料的熔点上。抗拉强度和熔点越高，电极在真空下的绝缘强度越高。实验表明，真空度越高，气体间隙的击穿电压越高，所以，要保证真空灭弧室的绝缘强度。

2、真空中电弧的形成与熄灭

真空电弧和我们以前学习的气体电弧放电现象有很大的差别，气体的游离现象不是产生电弧的主要因素，真空电弧放电是在触头电极蒸发出来的金属蒸汽中形成的。同时，开断电流的大小不同，电弧表现的特点也不同，所以，我们一般把它分为小电流真空电弧和大电流真空电弧。

3、小电流真空电弧

触头在真空中开断时，产生的电流和能量集聚在阴极斑点，从阴极斑点上大量的蒸发金属蒸汽，其中的金属原子和带电质点的密度都很高，电弧就在其中燃烧。同时，弧柱内的金属蒸汽和带电质点不断的向外

扩散，电极也不断的蒸发新的质点来补充。在电流过零时，电弧的能量减小，电极的温度下降，蒸发作用减小，弧柱内的质点密度降低，最后，在过零时阴极斑消失，电弧熄灭。有时，蒸发作用不能维持弧柱的扩散速度，电弧将突然熄灭，发生截流现象。

4、大电流真空电弧

在触头断开大的电流时，电弧的能量增大，阳极也严重发热，形成很强的集聚型弧柱。同时，电动力的作用也更加明显了，因此，对于大电流真空电弧，触头间的磁场分布就对电弧的稳定性和熄弧性能有决定性的影响。如果电流太大，超过了极限开断电流，就会造成开断失败。此时，触头发热严重，电流过零以后仍然蒸发，介质恢复困难，不能断开电流。

高压真空断路器的操动机构

高压真空断路器的操动机构主要有三种类型：电磁操动机构、弹簧操动机构及永磁操动机构。

电磁操动机构由一个电磁线圈和铁心，加上分闸弹簧和必要的机械锁扣系统组成，结构简单、零件数少、工作可靠、制造成本低。同时螺管电磁铁的出力特性容易满足真空断路器合闸反力特性的要求。其缺点是合闸线圈消耗的功率太大，因而要求配用昂贵的蓄电池，加上电磁机构的结构笨重，动作时间较长。电磁操动机构出现最早，但目前用量趋于减少。

弹簧操动机构由弹簧贮存分合闸所需的所有能量，并通过凸轮机构和四连杆机构推动真空灭弧室触头动作。其分合闸速度不受电源电压波动的影响，相当稳定，通过调整弹簧的压力能够获得满足要求的分合闸速度。其缺点是机械零件多（达160多个），零件的材质、加工精度和装配精度都直接影响机构的可靠性。弹簧机构的出力特性，基本上就是储能弹簧的释能下降特性，为改善匹配，设计中采用四连杆机构和凸轮机构来进行特性改变。目前弹簧操动机构技术已经成熟，因此用量较大。

永磁机构是一种全新的操动机构，它利用永磁保持、电子控制、电容器储能。其优势是结构简单、零件数目少，工作时的主要运动部件只有一个，无需机械脱扣、锁扣装置。永磁机构分为两种类型：单稳态永磁机构和双稳态永磁机构。永磁机构尚需经受考验，需解决好电容器的寿命问题、永久磁铁的保持力问题及电子器件的可靠性等问题。目前其用量还不大。

专用型和多功能型高压断路器

高压断路器一般为通用型，现转向专用型和多功能型。原先的通用型力求用一台断路器满足各方面的性能要求，但由于断路器面对的开断任务不同，故新的专用型和多功能型应运而生。

专用型指按不同的开断任务，将真空断路器划分为高电压型、大电流型、频繁操作型、低过电压型等。对于高电压型，现已开发出72/84 kV和126/145 kV单断口真空断路器；对于大电流型，如用于发电机保护的真空断路器，现参数已做到额定电压12～28 kV，额定电流6 300～12 000 A，额定短路开断电流80～160 kA；对频繁操作型，如电炉炼钢，需要频繁操作型真空断路器，操作次数可达6万次、10万次，甚而15万次；对低过电压型，一般加过电压吸收装置，如SiC ，RC 回路，InO 避雷器等，最新的做法是开发出低过电压触头材料，不用加装过电压吸收装置，即可降低过电压。

多功能型是指真空断路器不仅执行合-分任务，且又赋予更多的功能，如合-分-隔离-接地。这就省去了隔离开关和接地开关，简化了开关柜结构，缩小了柜体尺寸。综合国内外情况，现有两种做法：一是使断路器的相柱在开断后移动或旋转，形成隔离和接地；二是真空灭弧室开断后通过触头旋转完成隔离和接地。

高压电器标准用语和名词解释

在高压电器产品样本、图样、技术文件、出厂检验报告、型式试验报告、使用说明书及产品名牌中，常采用各种专业名词术语，它们表示产品的结

构特征、技术性能和使用环境。了解和掌握这些名词术语可为工作带来许多便利，现将高压电器常用的名语术语作一介绍。

高压开关设备术语

1、高压开关——额定电压1kV 及以上主要用于开断和关合导电回路的电器。

2、高压开关设备——高压开关与控制、测量、保护、调节装置以及辅件、外壳和支持件等部件及其电气和机械的联结组成的总称。

3、户内高压开关设备——不具有防风、雨、雪、冰和浓霜等性能，适于安装在建筑场所内使用的高压开关设备。

4、户外高压开关设备——能承受风、雨、雪、污秽、凝露、冰和浓霜等作用，适于安装在露天使用的高压开关设备。

5、金属封闭开关设备；开关柜——除进出线外，其余完全被接地金属外壳封闭的开关设备。

6、铠装式金属封闭开关设备——主要组成部件(例如断路器、互感器、母线等) 分别装在接地的金属隔板隔开的隔室中的金属封闭开关设备。

7、间隔或金属封闭开关设备——与铠装式金属封闭开关设备一样，其某些元件也分装于单独的隔室内，但具有一个或多个符合一定防护等级的非金属隔板。

8、箱式金属封闭开关设备——除铠装式、间隔式金属封闭开关设备以外的金属封闭开关设备。

9、充气式金属封闭开关设备——金属封闭开关设备的隔室内具有下列压力系统之一用来保护气体压力的一种金属封闭开关设备。

a.可控压力系统；b. 封闭压力系统；c. 密封压力系统。

10、绝缘封闭开关设备——除进出线外，其余完全被绝缘外壳封闭的开关设备。

11、组合电器——将两种或两种以上的高压电器，按电力系统主接线要求组成一个有机的整体而名电器仍保持原规定功能的装置。

12、气体绝缘金属封闭开关设备——封闭式组合电器，至少有一部分采用高于大气压的气体作为绝缘介质的金属封闭开关设备。

13、断路器——能关合、承载、开断运行回路正常电流、也能在规定时间内关合、承载及开断规定的过载电流(包括短路电流) 的开关设备。

14、六氟化硫断路器——触头在六氟化硫气体中关合、开断的断路器。

15、真空断路器——触头在真空中关合、断的断路器。

16、高压隔离开关——在分位置时，触头间符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及规定时间内异常条件(例如短路) 下的电流开关设备。

17、接地开关——用于将回路接地的一种机械式开关装置。在异常条件（如短路下，可在规定时间内承载规定的异常电流；在正常回路条件下，不要求承载电流。

18、负荷开关——能在正常回路条件下关合、承载和开断电流以及在规定的异常回路条件（如短路条件）下，在规定的时间内承载电流的开关装置。

高压真空接触器及其组合电器

高压真空接触器具有寿命长、频繁操作、体积小、重量轻、不爆炸、不污染环境、价格低、检修方便及开断性能良好等一系列优点，因而受到用户的青

睐，也是制造商开发的重点。

高压真空接触器按电压等级分为3.6，7.2，12 kV；按高压部分相对位置，分为上下布置和前后布置；按合闸是否带锁扣，分为带锁扣（机构保持）和不带锁扣。

高压真空接触器-熔断器组合电器是由能够开断大范围故障电流的高压熔断器和可频繁操作的真空接触器组成（FC 回路）。在不降低要求的情况下，采用FC 回路比使用真空断路器或SF6断路器可节约一次性投资30%以上，节约长期性投资更可观，具有明显的经济效益。因此，在适用FC 回路的地方和场合，应尽量不使用断路器。高压真空接触器已在冶金、化工、煤炭、港口等需要频繁操作的场合大量使用。它特别适用于电动机的频繁起动和变压器、电容器的频繁投切。当前，真空接触器的发展主要表现在提高技术参数，如额定电压从3.6，7.2，12 kV提高到24 kV和40.5 kV，额定电流从400 A提高到630～800 A。同时，真空接触器的极柱绝缘从空气绝缘发展到有的采用固封绝缘，真空接触器的驱动也有的从电磁操动改为永磁操动。总之，真空接触器在不断地发展之中。我国生产真空接触器的厂家还不够多，产量也不够大，但增长势头强劲。据统计，我国2004年12kV 真空接触器为2928台，而2006年猛增到23055台，增长约为8倍。在国外生产真空断路器的厂家也有相应的真空接触器产品。

户外跌落式高压熔断器原理

户外跌落式高压熔断器35kV 及以下的户外式高压熔断器主要是跌落式高压熔断器．主要用于保护输电线路和配电变压器。

这种熔断器由固定的支架和活动的熔断管组成．熔断管(熔体管) 由树脂层卷纸板制成，中间衬以石棉。焙丝两端各压接一段连接用的编织铜绞线，它穿过熔断管，用螺丝固定上下两端的动触头上，可动的上触头被熔丝拉紧固定，并被上静触头上的“鸭嘴”中的凸撑卡住，熔断器处于“通路”位置，熔丝熔新时。熔管内产生电弧．焙管内壁在电弧作用下产生大量气体，气体高连向外喷出，产生强烈的去游离作用，在电流过等时将电弧熄灭。同时，熔丝熔断以后，熔断管上的上触头松脱，由于熔管的自重而从上静触头的“鸭嘴“中滑脱，迅速趺落。这熔断器的熔管在熔丝熔断后．自动跌落，一方面作熔断标示，另一方面造成一个明显前断开距离，起到f 隔离开关的作用。又由于它可以利用高压绝缘拉杆(操作杆，拉合空载线路或560kVA 以下的配电空载变压器（拉闸时，只用高压绝缘操作杆顶动“鸭嘴”，熔断管即能自行趺落，切断空载电路；台闸时，只要用绝缘杆逐个将熔断管推台上去．即接通空载电路) ，田此，在配电系统中趺落式熔断器应用很广。

跌落式熔断器还可制成一次重台闸的，它具有两套熔断管．正常时，只有～套熔断管接通当它熔断跌落后，问隔一定时同(约o3～o ．5s) ，另一套借自动重台闸机构而自动重合上对小容量的35kV 变压器也推广采用趺落式熔断器保护，即Rw535型，用于代替老产品_Rwl35型高压断器．它与10kV 跌落式熔断器类同，

只是熔管长些．外形尺寸大些(两个静触头采用两个支座绝缘子固定) 。

高压负荷开关与复合开关的区别

负荷开关是 能在正常的导电回路条件或规定的过载条件下关合、承载和开断电流，也能在异常的导电回路条件(例如短路) 下按规定的时间承载电流

的开关设备。按照需要，也可具有关合短路电流的能力

复合开关是用于控制电容器投切的器件。既使用了电力电子器件又使用了机械接点

从功能上说 差不多 但是负荷开关主要作用类似保险装置 而复合开关可以电容器无涌流投入与电流过零切除

断路器又称为开关，高压、低压都要用的电气设备。 断路器的主要作用是：

1) 能切断或闭合线路的空载电流。 2)能切断与闭合线路的负荷电流。

3)

能切断与闭合线路的故障电流。

4)

与继电保护配合，可快速切除故障，保证系统安全运行。

根据所采用灭弧介质的不同，断路器包括空气断路器（俗称空气开关）、真空断路器、 SF6

断路器、少油断路器、油断路器等。民用建筑电气设计由于电压

多为

220~380V

，断路器灭弧介质为空气，故称空气开关或断路器都对。但对于电力系统来说，就要具体对待识别了。

3) 能切断与闭合线路的故障电流。

4) 与继电保护配合，可快速切除故障，保证系统安全运行。

根据所采用灭弧介质的不同，断路器包括空气断路器（俗称空气开关）、真空断路器、SF6断路器、少油断路器、油断路器等。民用建筑电气设计由于电压多为220~380V，断路器灭弧介质为空气，故称空气开关或断路器都对。但对于电力系统来说，就要具体对待识别了。

真空开关的发展与应用概况

一、国外真空开关的发展概况

人类从事将真空作为灭弧和绝缘介质的应用研究，到现在已有一百多年的历史。早在1893 年，美

国人里顿豪斯(Rittenhause)就设计出世界上第1 只真空灭弧室并以专利的形式发表；1920年，瑞典佛加（Birka ）公司研制出世界上第一台真空开关；1926年，加里福尼亚工学院的索伦森(Sornsen)教授发表了真空开关的试验结果，并预言应用真空开关的时代不久就会到来。由于当时的真空技术还很落后，使得真空开关在工业上的实际应用被大大推迟了。

到1950年前后，随着真空技术以及相关技术如冶金技术等的发展，真空灭弧室的制造技术得到了提高，又重新开始了真空开关在工业上应用的研究。1956年，罗斯(H．Cross) 对杰宁无线电制造公司(Jenning)生产的用于高频回路的真空开关进行了改造，试制出了15kV 、200A 的真空开关。 1961年美国通用电气公司在总结前人经验的基础上首先研制成功额定电压15kV 、12.5kA 的真空断路器，1966年相继研制成功额定电压为15kV 、开断电流为25kA 和31.5kA 的真空断路器，从此真空开关正式进入电力开关的行列，美国也因此成为世界上最早批量生产和使用真空开关的国家，在其影响和推动下，欧洲和亚洲的部分国家也相继开始了研制工作，真空开关从此在全球范围内得到认同和发展。 二十世纪70年代初，全球范围掀起的中压开关无油化浪潮给真空开关带来了前所未有的发展机遇。凭借自身巨大的技术优势，真空开关仅用了不到20年的时间就取代少油开关而成为中压领域的主导产品。目前单断口真空断路器已达到145kV 电压等级，短路开断电流已达到200kA 。 二、我国真空开关的发展概况

我国真空开关的研制工作始于二十世纪50年代末，基本与美国同步，略早于日本。 1958 年，由西安交通大学电器教研室和当时的西安高压开关整流器厂合作成立了一个厂校联合研制小组，由王季梅副教授和童永潮总工程师负责，正式开展真空开关的研制工作。小组成立后不到半年就成功研制出我国第一只真空灭弧室，并在西安交通大学电器实验室的合成回路上通过了50Hz 、4kV 、5kA 的电流开断试验。

此后，西安高压电器研究所于1960 年研制成功了电压为6.7kV 、500A 的单相真空开关，西安交通大学于1964年开发成功10kV ，1500A 的三相真空开关，当同年这台三相真空开关在北京全国高教展览会上展出时，受到来自全国各地专家的好评，并引起全国各省市开关制造厂的极大兴趣，是为推动我国真空开关生产和发展的起始点。

1968年9月5日，国家重点国防工程(6895工程) 在华光电子管厂实施，同年诞生了我国第一只商用真空灭弧室，从此华光电子管厂成为国内首家生产真空灭弧室的企业。 此后由于受到“文革”的影响，我国在真空电弧理论研究和真空开关开发方面的工作暂时停顿，一直到1976年才开始恢复。当时国内从事真空电弧理论研究的主要单位有西安交通大学、西安高压电器研究所和上海电器科学研究所三家。1978年以后，国内有10多家工厂正式投入真空开关的生产，所需的真空灭弧室主要由宝光电工总厂和华光电子管厂生产。

1984年，西安高压电器研究所、桂林电器科学研究所、宝光电工总厂和北京开关厂等四家联合引进了德国西门子公司3AF 系列真空断路器的全套制造技术（含CuCr 触头材料、真空灭弧室和真空断路器三大部分）。1986年，华光电子管厂引进了美国西屋公司全套真空灭弧室的制造技术（含CuCr 触头材料）。这两次引进使我国真空开关行业的制造和设计水平均得到了极大的提高，为此后我国真空开关行业的发展和繁荣奠定了技术基础3) 能切断与闭合线路的故障电流。

4) 与继电保护配合，可快速切除故障，保证系统安全运行。

根据所采用灭弧介质的不同，断路器包括空气断路器（俗称空气开关）、真空断路器、SF6断路器、少油断路器、油断路器等。民用建筑电气设计由于电压多为220~380V，断路器灭弧介质为空气，故称空气开关或断路器都对。但对于电力系统来说，就要具体对待识别了。 真空开关的发展与应用概况

一、国外真空开关的发展概况

人类从事将真空作为灭弧和绝缘介质的应用研究，到现在已有一百多年的历史。早在1893 年，美

国人里顿豪斯(Rittenhause)就设计出世界上第1 只真空灭弧室并以专利的形式发表；1920年，瑞典佛加（Birka ）公司研制出世界上第一台真空开关；1926年，加里福尼亚工学院的索伦森(Sornsen)教授发表了真空开关的试验结果，并预言应用真空开关的时代不久就会到来。由于当时的真空技术还很落后，使得真空开关在工业上的实际应用被大大推迟了。 到1950年前后，随着真空技术以及相关技术如冶金技术等的发展，真空灭弧室的制造技术得到了提高，又重新开始了真空开关在工业上应用的研究。1956年，罗斯(H．Cross) 对杰宁无线电制造公司(Jenning)生产的用于高频回路的真空开关进行了改造，试制出了15kV 、200A 的真空开关。 1961年美国通用电气公司在总结前人经验的基础上首先研制成功额定电压15kV 、12.5kA 的真空断路器，1966年相继研制成功额定电压为15kV 、开断电流为25kA 和31.5kA 的真空断路器，从此真空开关正式进入电力开关的行列，美国也因此成为世界上最早批量生产和使用真空开关的国家，在其影响和推动下，欧洲和亚洲的部分国家也相继开始了研制工作，真空开关从此在全球范围内得到认同和发展。 二十世纪70年代初，全球范围掀起的中压开关无油化浪潮给真空开关带来了前所未有的发展机遇。凭借自身巨大的技术优势，真空开关仅用了不到20年的时间就取代少油开关而成为中压领域的主导产品。目前单断口真空断路器已达到145kV 电压等级，短路开断电流已达到200kA 。 二、我国真空开关的发展概况

我国真空开关的研制工作始于二十世纪50年代末，基本与美国同步，略早于日本。 1958 年，由西安交通大学电器教研室和当时的西安高压开关整流器厂合作成立了一个厂校联合研制小组，由王季梅副教授和童永潮总工程师负责，正式开展真空开关的研制工作。小组成立后不到半年就成功研制出我国第一只真空灭弧室，并在西安交通大学电器实验室的合成回路上通过了50Hz 、4kV 、5kA 的电流开断试验。

此后，西安高压电器研究所于1960 年研制成功了电压为6.7kV 、500A 的单相真空开关，西安交通大学于1964年开发成功10kV ，1500A 的三相真空开关，当同年这台三相真空开关在北京全国高教展览会上展出时，受到来自全国各地专家的好评，并引起全国各省市开关制造厂的极大兴趣，是为推动我国真空开关生产和发展的起始点。

1968年9月5日，国家重点国防工程(6895工程) 在华光电子管厂实施，同年诞生了我国

第一只商用真空灭弧室，从此华光电子管厂成为国内首家生产真空灭弧室的企业。

此后由于受到“文革”的影响，我国在真空电弧理论研究和真空开关开发方面的工作暂时停顿，一直到1976年才开始恢复。当时国内从事真空电弧理论研究的主要单位有西安交通大学、西安高压电器研究所和上海电器科学研究所三家。1978年以后，国内有10多家工厂正式投入真空开关的生产，所需的真空灭弧室主要由宝光电工总厂和华光电子管厂生产。 1984年，西安高压电器研究所、桂林电器科学研究所、宝光电工总厂和北京开关厂等四家联合引进了德国西门子公司3AF 系列真空断路器的全套制造技术（含CuCr 触头材料、真空灭弧室和真空断路器三大部分）。1986年，华光电子管厂引进了美国西屋公司全套真空灭弧室的制造技术（含CuCr 触头材料）。这两次引进使我国真空开关行业的制造和设计水平均得到了极大的提高，为此后我国真空开关行业的发展和繁荣奠定了技术基础．

Cross)

对杰宁无线电制造公司

(Jenning)

生产的用于高频回路的真空开关进行了改造，试制出了

15kV

、

200A

的真空开关。

1961

年美国通用电气公司在总结前人经验的基础上首先研制成功额定电压

15kV

、

12.5kA

的真空断路

器，

1966

年相继研制成功额定电压为

15kV

、开断电流为

25kA

和

31.5kA

的真空断路器，从此真空开关正

式进入电力开关的行列，美国也因此成为世界上最早批量生产和使用真空开关的国家，在其影响和推动 下，欧洲和亚洲的部分国家也相继开始了研制工作，真空开关从此在全球范围内得到认同和发展。

二十世纪

70

年代初，全球范围掀起的中压开关无油化浪潮给真空开关带来了前所未有的发展机遇。

凭借自身巨大的技术优势，

真空开关仅用了不到

20

年的时间就取代少油开关而成为中压领域的主导产品。

目前单断口真空断路器已达到

145kV

电压等级，短路开断电流已达到

200kA

。

二、我国真空开关的发展概况

我国真空开关的研制工作始于二十世纪

50

年代末，基本与美国同步，略早于日本。

1958

年，由西安交通大学电器教研室和当时的西安高压开关整流器厂合作成立了一个厂校联合研制

小组，由王季梅副教授和童永潮总工程师负责，正式开展真空开关的研制工作。小组成立后不到半年就 成功研制出我国第一只真空灭弧室，并在西安交通大学电器实验室的合成回路上通过了

50Hz

、

4kV

、

5kA

的电流开断试验。

此后，西安高压电器研究所于

1960

年研制成功了电压为

6.7kV

、

500A

的单相真空开关，西安交通

大学于

1964

年开发成功

10kV

，

1500A

的三相真空开关，

当同年这台三相真空开关在北京全国高教展览会

上展出时，受到来自全国各地专家的好评，并引起全国各省市开关制造厂的极大兴趣，是为推动我国真 空开关生产和发展的起始点。

1968

年

9

月

5

日，国家重点国防工程

(6895

工程

)

在华光电子管厂实施，同年诞生了我国第一只商用

真空灭弧室，从此华光电子管厂成为国内首家生产真空灭弧室的企业。

此后由于受到“文革”的影响，我国在真空电弧理论研究和真空开关开发方面的工作暂时停顿，一 直到

1976

年才开始恢复。当时国内从事真空电弧理论研究的主要单位有西安交通大学、西安高压电器研

究所和上海电器科学研究所三家。

1978

年以后，国内有

10

多家工厂正式投入真空开关的生产，所需的真

空灭弧室主要由宝光电工总厂和华光电子管厂生产。

1984

年，西安高压电器研究所、桂林电器科学研究所、宝光电工总厂和北京开关厂等四家联合引进 了德国西门子公司

3AF

系列真空断路器的全套制造技术（含

CuCr

触头材料、真空灭弧室和真空断路器三

大部分）

。

1986

年，

华光电子管厂引进了美国西屋公司全套真空灭弧室的制造技术

（含

CuCr

触头材料）

。

这两次引进使我国真空开关行业的制造和设计水平均得到了极大的提高，为此后我国真空开关行业的发 展和繁荣奠定了技术基础。

1992年，两部（即当时机械电子工业部与能源部）召开了关于在电力系统广泛推广应用真空开关的“天津会议”，从此我国真空开关进入快速发展期，市场上先后出现了多种由我国自主开发、技术指标达到当时国外先进水平的真空断路器，其代表产品有ZN23、ZN28和ZN63A 等。在此阶段，我国己能生产额定电压为35kV ，开断能力为31.5kA 及10kV ，50kA 、63kA 的真空断路器。到2003年，我国已研制出72.5kV 、110kV/31.5kA和18 kV/80kA的单断口真空断路器，全行业年产各类真空开关20万余台，在世界上真空开关从业厂家最多、产销量最大和品种系列最多，成为名符其实的“真空开关王国”。 三、国内外真空灭弧室产业状况 1、 美国

美国是世界上最早开始生产和使用真空开关的国家，目前生产真空灭弧室的厂家主要有通用电气(GE)、西屋(WH)、库柏（Cooper ）和杰宁(Jenning)公司，其中GE 是全球最早开始系统研究真空开关和真空电弧理论的公司。

二十世纪60年代初，GE 公司的李天河等人提出横向磁场熄弧原理，并据此研制出基于螺旋槽横磁触头结构和CuBi 触头材料的真空灭弧室，将真空开关的短路开断能力提高到了15kV 、12.5kA ，从而使真空 开关真正具有了商业实用意义，李天河因此被称为“真空开关之父”。在此后的二十余年里，GE 公司在灭弧机理、触头材料、试验方法和试验设备方面都做了大量的工作，其技术在二十世纪80年代中期及以前一直在全球处于领先地位，并曾出口到德国、日本等国的公司。 目前该公司主要生产额定电压4.16kV ～45kV ，额定电流630A ～3000A ，额定短路开断电流18kA ～60kA 的真空灭弧室，仍然以螺旋槽横磁触头结构为主。 值得一提的是，该公司将14个真空灭弧室串联，研制出了额定电压高达765kV 、短路开断能力40kA 的真空断路器。

WH公司从1960年开始研制真空灭弧室，是美国另一主要的真空灭弧室和真空开关制造商，目前该公司无论是技术水平、制造工艺，还是产量均已超过GE 公司，是目前全球最大的真空灭弧室制造商之一。该公司的24kV 及以下产品普遍采用螺旋槽横磁触头结构，36kV 及以上产品采用线圈式纵磁结构，年生产 能力超过25万只，其产品除部分自配套使用以外，还大量出口到亚洲和欧洲。

目前该公司主要产品为额定电压0.4kV ～38kV ，额定电流200A ～3150A ，额定短路开断电流12.5kA ～

63kA 的真空灭弧室，除部分自配套使用以外，还大量出口到亚洲和欧洲。 1994年，WH 公司的控配电分部并入伊顿（Eaton ）公司，后者于2000年在我国苏州成立伊顿电气（苏州）有限公司，主要生产真空开关和真空灭弧室。

2、英国

英国在真空开关方面的研制工作几乎与美国同步，其主要生产厂家是GEC 公司（后并入法国Alsthom 公司、AREVA 公司），该公司于1965年制成世界上第一台实用性真空接触器，1969年制成25kV 单相电气化铁路用真空断路器。GEC 公司于在二十世纪60年代在螺旋槽横磁触头结构的基础上研制出杯状横磁触头，并最早开始在真空灭弧室上使用CuCr 触头材料。目前该公司主要生产12kV ～38kV ，额定电流1250A ～2000A ，额定短路开断电流13.1kA ～40kA 的产品，触头结构以杯状横磁触头为主。 3、德国

德国的主要生产厂家有Seimens 、AEG （后并入法国Alsthom 公司、AREVA 公司）和Calor —Emag 公司（后并入ABB 公司），其技术来源为美国和英国。

Seimens公司于二十世纪70年代从英国VIL 公司（隶属于GEC 公司）引进技术，二十世纪80年代对该公司的触头结构CuCr 触头材料的制造工艺进行了改进，发明了杯状纵磁场触头结构和熔渗法（生产CuCr 触头材料）。经过30余年的发展，Seimens 公司现已成为全球最大的真空开关制造商之一。Seimens 公司目前主要生产1kV ～38kV ，额定电流400A ～4000A ，额定短路开断电流12.5kA ～63kA 的真空灭弧室，年产量约18万只，除部分自配套使用以外，还大量出口到亚洲和欧洲。

Seimens公司的真空灭弧室以杯状横磁触头结构为主，但在12KV 、24kV/31.5kA以上和36kV 的真空灭弧室采用杯状纵磁场触头结构

3、德国

德国的主要生产厂家有Seimens 、AEG （后并入法国Alsthom 公司、AREVA 公司）和Calor —Emag 公司（后并入ABB 公司），其技术来源为美国和英国。

Seimens公司于二十世纪70年代从英国VIL 公司（隶属于GEC 公司）引进技术，二十世纪80年代对该公司的触头结构CuCr 触头材料的制造工艺进行了改进，发明了杯状纵磁场触头结构和熔渗法（生产CuCr 触头材料）。经过30余年的发展，Seimens 公司现已成为全球最大的真空开关制造商之一。Seimens 公

Seimens 公司目前主要生产1kV ～38kV ，额定电流400A ～4000A ，额定短路开断电流12.5kA ～63kA 的真空灭弧室，年产量约18万只，除部分自配套使用以外，还大量出口到亚洲和欧洲。

Seimens公司的真空灭弧室以杯状横磁触头结构为主，但在12KV 、24kV/31.5kA以上和36kV 的真空灭弧室采用杯状纵磁场触头结构。

AEG 公司从1979年开始系列化生产真空灭弧室，其技术源制自英国GEC 公司。该公司目前主要生产额定电压为12kV ～36kV ，额定短路开断电流8kA ～50kA 的产品，以杯状横磁触头为主，但12KV/63kA、24kV ，36kV/40kA的产品采用纵磁触头结构。

Calor—Emag 公司从二十世纪80年代从美国WH 公司引进技术，其真空灭弧室产品一般采用螺旋槽横磁触头结构(和WH 公司有一定区别) ，主要生产7.2kV ～40.5kV ，额定电流400A ～4000A ，额定短路开断电流12.5kA ～63kA 的产品，年产量约20万只，以自配套使用为主。

Calor—Emag 公司并入ABB 公司后，在真空灭弧室电极结构和外绝缘方面进行了大量的研究工作，于1997年在全球率先推出固封式真空灭弧室（固封极柱），大大改善了真空断路器的绝缘特性并简化了装

1992年，两部（即当时机械电子工业部与能源部）召开了关于在电力系统广泛推广应用真空开关的“天津会议”，从此我国真空开关进入快速发展期，市场上先后出现了多种由我国自主开发、技术指标达到当时国外先进水平的真空断路器，其代表产品有ZN23、ZN28和ZN63A 等。在此阶段，我国己能生产额定电压

为35kV ，开断能力为31.5kA 及10kV ，50kA 、63kA 的真空断路器。到2003年，我国已研制出72.5kV 、110kV/31.5kA和18 kV/80kA的单断口真空断路器，全行业年产各类真空开关20万余台，在世界上真空开关从业厂家最多、产销量最大和品种系列最多，成为名符其实的“真空开关王国”。 三、国内外真空灭弧室产业状况 1、 美国

美国是世界上最早开始生产和使用真空开关的国家，目前生产真空灭弧室的厂家主要有通用电气(GE)、西屋(WH)、库柏（Cooper ）和杰宁(Jenning)公司，其中GE 是全球最早开始系统研究真空开关和真空电弧理论的公司。

二十世纪60年代初，GE 公司的李天河等人提出横向磁场熄弧原理，并据此研制出基于螺旋槽横磁触头结构和CuBi 触头材料的真空灭弧室，将真空开关的短路开断能力提高到了15kV 、12.5kA ，从而使真空开关真正具有了商业实用意义，李天河因此被称为“真空开关之父”。在此后的二十余年里，GE 公司在灭弧机理、触头材料、试验方法和试验设备方面都做了大量的工作，其技术在二十世纪80年代中期及以前一直在全球处于领先地位，并曾出口到德国、日本等国的公司。 目前该公司主要生产额定电压4.16kV ～45kV ，额定电流630A ～3000A ，额定短路开断电流18kA ～60kA 的真空灭弧室，仍然以螺旋槽横磁触头结构为主。 值得一提的是，该公司将14个真空灭弧室串联，研制出了额定电压高达765kV 、短路开断能力40kA 的真空断路器。

WH公司从1960年开始研制真空灭弧室，是美国另一主要的真空灭弧室和真空开关制造商，目前该公司无论是技术水平、制造工艺，还是产量均已超过GE 公司，是目前全球最大的真空灭弧室制造商之一。该公司的24kV 及以下产品普遍采用螺旋槽横磁触头结构，36kV 及以上产品采用线圈式纵磁结构，年生产能力超过25万只，其产品除部分自配套使用以外，还大量出口到亚洲和欧洲。

目前该公司主要产品为额定电压0.4kV ～38kV ，额定电流200A ～3150A ，额定短路开断电流12.5kA ～63kA 的真空灭弧室，除部分自配套使用以外，还大量出口到亚洲和欧洲。 1994年，WH 公司的控配电分部并入伊顿（Eaton ）公司，后者于2000年在我国苏州成立伊顿电气（苏州）有限公司，主要生产真空开关和真空灭弧室。 2、英国

英国在真空开关方面的研制工作几乎与美国同步，其主要生产厂家是GEC 公司（后并入法国Alsthom 公司、AREVA 公司），该公司于1965年制成世界上第一台实用性真空接触器，1969年制成25kV 单相电气化铁路用真空断路器。GEC 公司于在二十世纪60年代在螺旋槽横磁触头结构的基础上研制出杯状横磁触头，并最早开始在真空灭弧室上使用CuCr 触头材料。目前该公司主要生产12kV ～38kV ，额定电流1250A ～2000A ，额定短路开断电流13.1kA ～40kA 的产品，触头结构以杯状横磁触头为主。 3、德国

德国的主要生产厂家有Seimens 、AEG （后并入法国Alsthom 公司、AREVA 公司）和Calor —Emag 公司（后并入ABB 公司），其技术来源为美国和英国。

Seimens公司于二十世纪70年代从英国VIL 公司（隶属于GEC 公司）引进技术，二十世纪80年代对该公司的触头结构CuCr 触头材料的制造工艺进行了改进，发明了杯状纵磁场触头结构和熔渗法（生产CuCr 触头材料）。经过30余年的发展，Seimens 公司现已成为全球最大的真空开关制造商之一。Seimens 公司目前主要生产1kV ～38kV ，额定电流400A ～4000A ，额定短路开断电流12.5kA ～63kA 的真空灭弧室，年产量约18万只，除部分自配套使用以外，还大量出口到亚洲和欧洲。

Seimens公司的真空灭弧室以杯状横磁触头结构为主，但在12KV 、24kV/31.5kA以上和36kV 的真空灭弧室采用杯状纵磁场触头结构。

AEG公司从1979年开始系列化生产真空灭弧室，其技术源制自英国GEC 公司。该公司目前主要生产额定电压为12kV ～36kV ，额定短路开断电流8kA ～50kA 的产品，以杯状横磁触头为主，但12KV/63kA、24kV ，

36kV/40kA的产品采用纵磁触头结构。

Calor—Emag 公司从二十世纪80年代从美国WH 公司引进技术，其真空灭弧室产品一般采用螺旋槽横磁触头结构(和WH 公司有一定区别) ，主要生产7.2kV ～40.5kV ，额定电流400A ～4000A ，额定短路开断电流12.5kA ～63kA 的产品，年产量约20万只，以自配套使用为主。

Calor—Emag 公司并入ABB 公司后，在真空灭弧室电极结构和外绝缘方面进行了大量的研究工作，于1997年在全球率先推出固封式真空灭弧室（固封极柱），大大改善了真空断路器的绝缘特性并简化了装配，目前已达到10万只左右的产量。 4、日本

日本从二十世纪60年代初开始研制真空开关，其生产厂家有东芝、明电舍、富士、日立和三菱等公司，产品均以纵磁场结构为主，但又各有特点，其中东芝公司最具有代表性。

东芝公司是日本最早开始研制的真空开关的厂家，该公司于1965年研制出日本第一只商用真空灭弧室，1968年引进美国GE 公司的技术后，发展迅速，到目前为止已累计生产了250多万只真空灭弧室，是日本生产规模最大的厂家，其产品除自配套使用以外，还大量出口到亚洲和欧洲的国家。

东芝公司于1976年率先在世界上开始使用纵磁场触头（线圈式结构），并将原来采用的CuBi 触头材料改为CuCr 触头材料，从而使真空开关的开断能力大幅度提高，在12kV 下达到了200kA （试验室水平）。此外，东芝公司还在高电压和低电涌方面开展了大量的工作。 东芝公司主要生产7.2kV ～84kV ，额定电流400A ～4000A ，额定短路开断电流12.5kA ～100kA 的产品，年产量约5~10万只。

近年来，由于日本国内电力投资的减少而导致输配电产品市场萎缩，为提高市场竞争能力，各大公司之间开始了战略重组。2001年7月，明电舍、富士和日立公司在各自原有输配电产业的基础上联合组建了AE 帕瓦株式会社，新公司将逐渐取代原来三家企业的输配电业务。2002年3月，东芝和三菱公司又宣布联合成立输变电合资公司（TMT&D)，并由新公司取代原来两家企业在输变电销售、设计、开发和制造方面的功能，成为日本最大的输变电公司。 5、中国

我国从1968年开始真空灭弧室的实用化研制，第一只商用真空灭弧室于同年诞生在国营华光电子管厂(777)。1975年，由原国营宝光电工厂(4401)研制的ZKBD-1000／10-20型真空灭弧室在苏州通过了原第一机械工业部（国家机械工业部）、原第四机械工业部（电子工业部）组织的两部鉴定，标志着我国的真空灭弧室已经进入到实用化阶段。

二十世纪80年代中期，原国营宝光电工厂和华光电子管厂分别从德国和美国引进了真空灭弧室和触头材料的制造技术，大大缩短了我国真空灭弧室产业和国外企业的差距，为此后我国真空灭弧室和真空开关行业的腾飞奠定了坚实的基础。目前，我国已形成了以原国有军工企业4401、779、771和777厂为龙头的真空灭弧室产业体系，2004年全行业共生产80余万只（未统计低压），成为全球最大的真空灭弧室生产基地。 目前我国已能生产额定电压0.38kV ～40.5kV ，额定短路开断电流12.5kA ～80kA 的各种真空灭弧室，其中断路器用真空灭弧室除了在40.5kV 部分采用线圈式触头结构以外，均采用杯状纵磁场触头结构。 30余年来，我国真空灭弧室的设计理论、制造工艺、质量水平都有了质的飞跃。粗略的划分，可以认为国内灭弧室的发展已经经历了五代。国产的第一代真空灭弧室，以额定电压12kV 由φ145mm 玻璃绝缘外壳，电极结构为阿基米德螺旋槽横磁、使用CuBi 系合金触头，开断能力达到20kA ，额定电流1250A 的ZKBDl250／10-20型真空灭弧室为代表；第二代真空灭弧室就是引进西门子的3AF 系列真空灭弧室，其特点是屏蔽筒外露、陶瓷绝缘外壳、电极结构为杯状横磁、使用CuCr50合金环状触头，开断能力达到31.5kA ，额定电流达 2500A，后经开发额定电流可达3150A 、开断能力可达到40kA ；在消化吸收引进技术的基础上开发了第三代真空灭弧室，其特点是屏蔽筒内臵、φ88～125mm 陶瓷绝缘外壳、电极结构为杯

状纵磁、CuCr50触头材料，开断能力达到40kA ，额定电流可达3150A ，这期间也研制了一些线圈式纵磁场电极的灭弧室，主要提高了开断能力，但仍以杯状纵磁为主；以一次封排技术为代表的第四代真空灭弧室的整体质量有了很大的提高，此时各种成熟技术的综合应用开发出大量的12kV 、 24kV、40.5kV ，低压0.38kV ～

1.14kV 各种参数的真空灭弧室批量供应市场，产品覆盖了整个中压领域。小型化、有外绝缘保护的真空灭弧室可称为第五代产品，目前已开始批量供应市场。 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。

采用纵向磁场提高真空开关的分断能力与采用横向磁场的情况截然不同，纵向磁场的加入可以提高由扩散性电弧转变到收缩型电弧的转换电流值。实验表明，在足够的纵向磁场下，大电流真空电弧仍具有扩散性真空电弧的基本特征，电弧斑点在电极触头表面均匀分布，触头表面不会产生局部严重熔化，并具有电弧电压低，电弧能量小的优良特征，这对于弧后强度恢复，提高分断能力是十分有益的。目前，大容量的真空灭弧室多采用纵磁场触头，这是因为纵磁场触头具有电磨损小，使用寿命长和分断能力大等优点。 带斜槽的杯状触头兼有横向磁场和和纵向磁场的特性，可以较好地灭弧。同时为了保证杯状触头具有抗熔焊能力，在触头端部焊有一定抗熔焊能力的铜铬合金材料，也可装置不熔融或截流水平低的电极触头。以达到更好的灭弧效果。