5 真空灭弧室技术的进步

　　真空灭弧室制造技术有了很大的发展，主要表现在四个方面：触头材料、电弧控制系统、灭弧室结构及灭弧室制造工艺。

　　在触头材料方面。目前用于真空开关的触头材料大概有三种：半难熔金属+良导体，如铜铬合金；熔融金属+良导体，如铜钨合金；铜合金，如铜铋。在铜铬材料之前，大部分真空开关仍大量使用铜铋合金作触头材料。1980年以后，铜铬合金的优点得到了广泛认可。1992年以后，这种新材料大量应用于中压大容量真空开关中，并全面淘汰了第一代真空开关触头材料铜铋合金。在中压真空开关中，铜铬合金被认为是最佳的触头材料，因为它结合了触头材料中最关键的电性能于一身，即具有优良的导电性、高的开断电流能力、良好的抗电弧熔蚀性和很好的抗表面熔焊能力以及截流值小等特点。

　　在电弧控制方面。通过对真空灭弧室内触头结构的合理设计，使高压大电流下的聚集型电弧转化为扩散型电弧，以避免触头局部过度熔化，达到提高开断能力的目的。目前使用的触头结构有四种，包括平板对接式触头、螺旋型横磁触头、线圈式纵磁触头、环状纵向磁场触头。目前纵向触头结构已成为大电流真空灭弧室触头的主导结构。纵向触头主要有线圈式和杯状结构形式，在我国，杯状纵磁真空灭弧室触头应用最广。

　　在灭弧室结构方面。真空灭弧室主要由绝缘外壳、屏蔽罩、波纹管和动静触头等组成，按绝缘外壳的材料不同，可分为玻璃外壳和陶瓷外壳，这两种技术已经成熟。真空灭弧室内的屏蔽罩有主屏蔽罩、波纹管屏蔽罩和均压屏蔽罩。合理地布置灭弧室屏蔽罩，可优化内部电场结构，使电场分布均匀。最新提出的一种真空灭弧室设计方法，是利用有限元法和最优化理论，得到灭弧室内各屏蔽罩间最佳的电场配置。波纹管能在动触头往复运动中保证真空灭弧室外壳完全密封，真空灭弧室的寿命主要取决于波纹管，液压成型波纹管加工工艺相对简单，价格也较便宜，使用较广。

　　波纹管的制造工艺大体有两种：一种是冷薄壁不锈钢直接经液压成型制成波纹管（无缝波纹管）；另一种是用不锈钢板先用微弧焊接成薄壁管坯，然后经液压成型制成波纹管（直焊波纹管）。我国现在既能生产无缝波纹管，也能生产直焊波纹管。

　　在制造工艺方面，目前国内外普遍采用一次封排工艺，即真空灭弧室的封口和排气同时进行，一次完成。采用一次封排工艺，使真空灭弧室因漏气或真空度下降造成的失效率从原来的0.3%下降到0.1%，甚至下降至0.03%。一次封排工艺相比常规排气工艺，大大简化了工艺流程，同时提高了产品质量和生产效率，降低了生产成本。

　　一次封排工艺，提高了真空灭弧室的真空度，有效激活吸气剂，内部零件的除气更加彻底，有利于真空度的长期维持，也有利于用储存检漏法查出慢漏的真空灭弧室。一次封排工艺大大简化了真空灭弧室的结构，减少了真空密封焊缝，减少了漏气的可能性。