30 多年前，真空開斷技術和 SF-6 技術在配電系統(tǒng)中的廣泛應用，部分是為了應對空氣磁和油斷路器的許多問題。在隨后的幾年中，真空開斷VI 已成為應用在 1,000 伏至36,000 伏之間的絕大多數(shù)斷路器的選擇。

VI重量輕，與大氣隔絕，預計使用壽命很長。自從 VI技術首次在行業(yè)中使用以來，典型的預測是 20 或 30 年。

正如所料，真空滅弧室被廣泛接受的主要基礎是財務。考慮到與空氣電磁和油斷路器相比，VI 可提供更長的使用壽命并大大降低維護成本。

它們的壽命/操作規(guī)格數(shù)量是舊技術的 10 倍；此外，使用壽命VI 可能比 SF-6 斷路器大百分之五十 (50%)。VI 如此長壽的至少部分原因在于其簡單但堅固的結構。

VI 的其他優(yōu)點包括：

• 它們相對緊湊且密封。

• 打開所需的行程非常短，距離因年限和制造商而異。實際行程距離隨 VI 幾何形狀和電壓等級而變化；然而，典型的距離范圍從大約 8毫米到12毫米。

• 在任何開斷方法中，它們具有最長的預期使用壽命。

• 當 VI 遇到它們相對罕見的故障之一時，所造成的損壞通常比氣磁斷續(xù)器要小得多。但是，它們?nèi)匀粫乐厥?，造成巨大的破壞?/span>

• 低質(zhì)量運動允許更輕的操作機構，更便宜且持續(xù)時間更長。

對于 10-1 Pa 和 10-6 Pa 之間的真空水平，典型的觸點間隙（8 mm 到 12 mm）的介電強度在320 kV和1200kV 之間或更高。VI中的開斷容量將根據(jù)觸點設計而變化， 觸點分離和真空度。接觸設計和分離是任何給定 VI的設計特征。然而，我們已經(jīng)證明，開斷能力非常高，并且對 VI內(nèi)的壓力（真空）水平非常敏感。

高電壓測試

在 VI 的開路觸點上施加一個高電位電壓。將電壓增加到測試值并測量任何泄漏電流。工廠測試可以使用交流或直流高電位測試裝置進行。DC 不太常用，因為當施加在真空觸點上時，高 DC 電壓會產(chǎn)生 X 射線。

泄漏率測試（MAC 測試）

該測試基于以 Frans Michael Penning (1894-1953) 命名的Penning 放電原理。Penning 表明，當向氣體中的斷開觸點施加高電壓并且觸點結構被磁場包圍時，極板之間的電流（離子）量是氣體壓力、施加電壓和磁場強度。

下圖顯示了用于泄漏率測試的測試設置圖。將 VI 置于勵磁線圈中可進行磁場測試。該場由直流電流產(chǎn)生，并在測試期間保持恒定。將恒定直流電壓（通常為 10 kV）施加到打開的觸點，并測量流過 VI 的電流。

由于磁場 (DC) 和外加電壓 (DC) 都是已知的，因此剩下的變量是氣體壓力。如果已知氣體壓力和電流之間的關系，則可以根據(jù)電流量計算內(nèi)部壓力。

盡管制造商的運輸標準各不相同，但大多數(shù)新 VI 的內(nèi)部壓力為 10-5  Pa 或更低。

工廠泄漏率測試程序如下：

? 內(nèi)部壓力按前面段落中的描述確定。

? VI 被存放一段時間——通常至少幾個星期。

? 再次測試 VI 的內(nèi)部壓力。該測試足夠靈敏，即使在很短的時間內(nèi)也會觀察到非常微小的變化。

? 兩個測試之間的差異用于繪制泄漏率與時間曲線。

如果壓力上升到 10-2 Pa 以上，介電強度以及中斷能力將開始下降。壓力達到 10-2 Pa 所需的計算年數(shù)將表明 VI 的預期使用壽命。

有幾種可能的 VI 故障類型。

? 最常見的故障發(fā)生在 VI 達到其磨損極限時。VI 有一組軟銅合金觸頭，每次斷路器開合時都會產(chǎn)生機械沖擊。當沒有電流流動時，觸點的損壞主要是由機械沖擊引起的。每次在負載、過載或故障電流下打開時，一些接觸材料會丟失到金屬蒸汽中，并重新沉積在 VI 罐的其他位置——希望但不總是在金屬蒸汽屏蔽層上。

? 另一個常見故障是金屬蒸氣和濺射材料沉積在罐內(nèi)部引起的內(nèi)部電弧閃絡。如果材料沉積在陶瓷外殼的內(nèi)部，這尤其糟糕，因為它大大降低了外殼的絕緣質(zhì)量。由于外殼必須能夠承受電弧開斷引起的恢復電壓，因此外殼的絕緣故障會導致 VI 發(fā)生災難性的機械故障。

? 第三種故障是由于波紋管、夾管或制造缺陷的機械故障而導致的真空損失。這種類型的故障通常與操作次數(shù)乘以任何 VI 上的一大殺手——波紋管上的扭轉(zhuǎn)有關。波紋管即使有 1 度的扭轉(zhuǎn)也可以將操作次數(shù)減少 10 倍。這種扭轉(zhuǎn)可能是由于工廠安裝不當或在大修期間重新安裝造成的。操作過程中斷路器機構的磨損也會引起扭轉(zhuǎn)。

? 最后是由于泄漏率造成的真空損失。泄漏率在工廠檢查，一般確定超過20年甚至30年；但是，由于安裝不當、組件故障或維護過程中的損壞，泄漏率會大大增加。最近的現(xiàn)場經(jīng)驗表明，制造的 VCB 中越來越多的高壓和內(nèi)置的新 VI。