無(wú)可置疑真空斷路器在本質(zhì)上是典型的電氣產(chǎn)品，但它又是通過(guò)復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因而機(jī)械產(chǎn)品的第二特性在人們印象中更為突出。真空開(kāi)關(guān)的機(jī)械特性對(duì)電氣性能影響最大的是分閘運(yùn)動(dòng)特性，真空開(kāi)關(guān)的分閘運(yùn)動(dòng)特性都是以“分閘速度”來(lái)表述的。我國(guó)第一代真空開(kāi)關(guān)(70年代至80年代初)的分閘速度是以全程的平均速度來(lái)定義。第二代(80年代中期至今)改為前半程的平均值，即初始6mm的平均數(shù)。這一變動(dòng)有其積極意義，開(kāi)始有了初分速度的味道，但問(wèn)題還沒(méi)有完全解決。

　　在研究真空開(kāi)關(guān)時(shí)都或多或少受傳統(tǒng)斷路器概念的影響，尤其是電弧特性。搞清楚兩者區(qū)別是相當(dāng)重要的。真空電弧和大氣電弧有兩大差別：其一，大氣電弧的介質(zhì)是絕緣體，電離后才成為導(dǎo)體。真空開(kāi)關(guān)的介質(zhì)是金屬蒸汽，不論它是原子狀態(tài)還是離子狀態(tài)，它都不是絕緣體。因此，前者開(kāi)斷成功依賴(lài)離子的復(fù)合;而后者只能靠金屬蒸汽的擴(kuò)散。此時(shí)的金屬蒸汽密度分布梯度極大，在陰極斑點(diǎn)錐體尖端，金屬蒸汽密度大的區(qū)域才有可能發(fā)生碰撞游離(陰極等離子區(qū))。在電弧大部分區(qū)域碰撞游離基本不會(huì)發(fā)生。我們稱(chēng)它為“擴(kuò)散型”電弧。它的各種物理屬性示意圖見(jiàn)圖1。

　　圖1a擴(kuò)散型電弧示意圖

　　圖1b擴(kuò)散型電弧金屬蒸汽密度分布圖。N為密度，λ為自由程，X為開(kāi)距。

　　圖1c擴(kuò)散型電弧伏-安特性

　　當(dāng)金屬蒸汽密度在電流過(guò)零瞬間衰減到金屬粒子碰撞自由行程大于滅弧開(kāi)距(λ>Ti0)時(shí)，斷口的絕緣強(qiáng)度就建立起來(lái)了。(這就是真空間隙絕緣性能的基本屬性)。其二，大氣電弧的介質(zhì)氣體分子是客觀存在，微觀上作無(wú)序的熱運(yùn)動(dòng)(布朗運(yùn)動(dòng))，宏觀上是靜止的，且均勻分布。而真空電弧介質(zhì)原先并不存在，它的產(chǎn)生是陰極斑點(diǎn)蒸發(fā)金屬蒸汽的結(jié)果。它一旦生成，在真空狀態(tài)下形成壓力差，便具備了巨大勢(shì)能并呈錐體形狀快速擴(kuò)散。

　　在上世紀(jì)九十年代中期少油改真空的過(guò)程中有一現(xiàn)象引起人們的注意：那種模仿少油開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)的分體式真空開(kāi)關(guān)在開(kāi)斷試驗(yàn)中，失敗率明顯高出其它真空開(kāi)關(guān)許多。分閘速度同樣是初始半程1.2±0.2m/s。當(dāng)時(shí)10kV的真空開(kāi)關(guān)分閘速度都基本相同，但分閘彈簧力相差甚巨。ZN12為1100N，ZN65為900N，而該分體式為1800N，高出同類(lèi)開(kāi)關(guān)許多。這說(shuō)明后者的“等效質(zhì)量”(折算到動(dòng)導(dǎo)電桿上其它可動(dòng)連桿的質(zhì)量)大大高出前者，盡管6mm的平均速度相等，但起步速度卻很慢。這種起步速度完全不利于首開(kāi)相開(kāi)斷的條件。因此我們認(rèn)為現(xiàn)在的分閘速度定義不夠準(zhǔn)確，滿足它并不能保證其電氣性能。6mm對(duì)首開(kāi)相開(kāi)斷太遠(yuǎn)，而對(duì)后開(kāi)相開(kāi)斷又太近。因此有必要對(duì)真空開(kāi)關(guān)分閘運(yùn)動(dòng)進(jìn)行科學(xué)的定義，要做到這一點(diǎn)就有必要對(duì)真空電弧，尤其是它的動(dòng)態(tài)特性有初步的了解。