真空開(kāi)關(guān)的發(fā)展與應用概況

　　人類(lèi)從事將真空作為滅弧和絕緣介質(zhì)的應用研究，到現在已有一百多年的歷史。早在1893 年，美國人里頓豪斯(Rittenhause)就設計出世界上第1 只真空滅弧室并以專(zhuān)利的形式發(fā)表；1920年，瑞典佛加（Birka）公司研制出世界上第一臺真空開(kāi)關(guān)；1926年，加里福尼亞工學(xué)院的索倫森(Sornsen)教授發(fā)表了真空開(kāi)關(guān)的試驗結果，并預言應用真空開(kāi)關(guān)的時(shí)代不久就會(huì )到來(lái)。由于當時(shí)的真空技術(shù)還很落后，使得真空開(kāi)關(guān)在工業(yè)上的實(shí)際應用被大大推遲了。

　　到1950年前后，隨著(zhù)真空技術(shù)以及相關(guān)技術(shù)如冶金技術(shù)等的發(fā)展，真空滅弧室的制造技術(shù)得到了提高，又重新開(kāi)始了真空開(kāi)關(guān)在工業(yè)上應用的研究。1956年，羅斯(H．Cross)對杰寧無(wú)線(xiàn)電制造公司(Jenning)生產(chǎn)的用于高頻回路的真空開(kāi)關(guān)進(jìn)行了改造，試制出了15kV、200A的真空開(kāi)關(guān)。

　　1961年美國通用電氣公司在總結前人經(jīng)驗的基礎上首先研制成功額定電壓15kV、12.5kA的真空斷路器，1966年相繼研制成功額定電壓為15kV、開(kāi)斷電流為25kA和31.5kA的真空斷路器，從此真空開(kāi)關(guān)正式進(jìn)入電力開(kāi)關(guān)的行列，美國也因此成為世界上最早批量生產(chǎn)和使用真空開(kāi)關(guān)的國家，在其影響和推動(dòng)下，歐洲和亞洲的部分國家也相繼開(kāi)始了研制工作，真空開(kāi)關(guān)從此在全球范圍內得到認同和發(fā)展。

　　二十世紀70年代初，全球范圍掀起的中壓開(kāi)關(guān)無(wú)油化浪潮給真空開(kāi)關(guān)帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機遇。憑借自身巨大的技術(shù)優(yōu)勢，真空開(kāi)關(guān)僅用了不到20年的時(shí)間就取代少油開(kāi)關(guān)而成為中壓領(lǐng)域的主導產(chǎn)品。目前單斷口真空斷路器已達到145kV 電壓等級，短路開(kāi)斷電流已達到200kA 。

　　二、我國真空開(kāi)關(guān)的發(fā)展概況

　　我國真空開(kāi)關(guān)的研制工作始于二十世紀50年代末，基本與美國同步，略早于日本。

　　1958 年，由西安交通大學(xué)電器教研室和當時(shí)的西安高壓開(kāi)關(guān)整流器廠(chǎng)合作成立了一個(gè)廠(chǎng)校聯(lián)合研制小組，由王季梅副教授和童永潮總工程師負責，正式開(kāi)展真空開(kāi)關(guān)的研制工作。小組成立后不到半年就成功研制出我國第一只真空滅弧室，并在西安交通大學(xué)電器實(shí)驗室的合成回路上通過(guò)了50Hz、4kV、5kA的電流開(kāi)斷試驗。

　　此后，西安高壓電器研究所于1960 年研制成功了電壓為6.7kV、500A 的單相真空開(kāi)關(guān)，西安交通大學(xué)于1964年開(kāi)發(fā)成功10kV，1500A 的三相真空開(kāi)關(guān)，當同年這臺三相真空開(kāi)關(guān)在北京全國高教展覽會(huì )上展出時(shí)，受到來(lái)自全國各地專(zhuān)家的好評，并引起全國各省市開(kāi)關(guān)制造廠(chǎng)的極大興趣，是為推動(dòng)我國真空開(kāi)關(guān)生產(chǎn)和發(fā)展的起始點(diǎn)。

　　1968年9月5日，國家重點(diǎn)國防工程(6895工程)在華光電子管廠(chǎng)實(shí)施，同年誕生了我國第一只商用真空滅弧室，從此華光電子管廠(chǎng)成為國內首家生產(chǎn)真空滅弧室的企業(yè)。

　　此后由于受到“文革”的影響，我國在真空電弧理論研究和真空開(kāi)關(guān)開(kāi)發(fā)方面的工作暫時(shí)停頓，一直到1976年才開(kāi)始恢復。當時(shí)國內從事真空電弧理論研究的主要單位有西安交通大學(xué)、西安高壓電器研究所和上海電器科學(xué)研究所三家。1978年以后，國內有10多家工廠(chǎng)正式投入真空開(kāi)關(guān)的生產(chǎn)，所需的真空滅弧室主要由寶光電工總廠(chǎng)和華光電子管廠(chǎng)生產(chǎn)。

　　1984年，西安高壓電器研究所、桂林電器科學(xué)研究所、寶光電工總廠(chǎng)和北京開(kāi)關(guān)廠(chǎng)等四家聯(lián)合引進(jìn)了德國西門(mén)子公司3AF系列真空斷路器的全套制造技術(shù)（含CuCr觸頭材料、真空滅弧室和真空斷路器三大部分）。1986年，華光電子管廠(chǎng)引進(jìn)了美國西屋公司全套真空滅弧室的制造技術(shù)（含CuCr觸頭材料）。這兩次引進(jìn)使我國真空開(kāi)關(guān)行業(yè)的制造和設計水平均得到了極大的提高，為此后我國真空開(kāi)關(guān)行業(yè)的發(fā)展和繁榮奠定了技術(shù)基礎。

　　1992年，兩部（即當時(shí)機械電子工業(yè)部與能源部）召開(kāi)了關(guān)于在電力系統廣泛推廣應用真空開(kāi)關(guān)的“天津會(huì )議”，從此我國真空開(kāi)關(guān)進(jìn)入快速發(fā)展期，市場(chǎng)上先后出現了多種由我國自主開(kāi)發(fā)、技術(shù)指標達到當時(shí)國外先進(jìn)水平的真空斷路器，其代表產(chǎn)品有ZN23、ZN28和ZN63A等。在此階段，我國己能生產(chǎn)額定電壓為35kV，開(kāi)斷能力為31.5kA 及10kV，50kA、63kA 的真空斷路器。到2003年，我國已研制出72.5kV、110kV/31.5kA和18 kV/80kA的單斷口真空斷路器，全行業(yè)年產(chǎn)各類(lèi)真空開(kāi)關(guān)20萬(wàn)余臺，在世界上真空開(kāi)關(guān)從業(yè)廠(chǎng)家最多、產(chǎn)銷(xiāo)量最大和品種系列最多，成為名符其實(shí)的“真空開(kāi)關(guān)王國”。