使用真空接触器时的安全注意事项

使用真空断路器或熔断式真空启动器时的安全注意事项

本文主要回顾真空灭弧室设计在低压（600V或600V以下）和中压 (2000V - 7200V) 的应用情况。

真空中中断电流的技术自20世纪60年代中期推出以来，已有很多文章详细描述了该技术的优点。该技术在数十年的应用中也已证明了其价值。

将用作故障中断断路器的真空灭弧室和熔断式真空接触器进行对比是很有意义的。真空断路器主要设计用于大电流 (25 – 40KA) 的非频繁中断。而熔断式真空接触器则主要设计用于频繁开关电机、变压器或电容器负载，这些负载通常小于4 kA。

对于低压和中压应用，两者具有相似的优点。但对于中压应用，真空灭弧室在效益和成本节省方面的优势更大。

安全

安全始终是大事情，无论低压还是中压电势都是极其危险的，这一点必须引起维修和维护人员的高度重视。在我们为监狱电网应用提供的真空接触器中，电势为5.0kV，电流为64 mA（足以致命），功率为320VA。典型的工业系统可能出现4.16 kV电压下的故障电流，其功率达350-400 MVA（百万伏安）。如此高的功率的故障电流能够“隔空击人”，因此，必须为设备配备具有“可视间隙”隔离观察窗。

安全隔离

安全隔离距离非常重要，并且在此我们要认识到安全隔离和电气是有区别的。重要的是要认识到即使某些部分出现故障，也必须保证安全，不能危及安全隔离和安全距离。

对于低压和中压系统，真空断路器和真空接触器/启动器的隔离方法都是不同的，其中有些方法甚至是空气间隙技术时期的老方法。真空灭弧室的电气隔离间隙通常为0.080-0.75英寸，但是这并不是安全距离，而且无法用肉眼看到。

适用于低压或中压的抽屉式断路器

空气和真空抽屉式低压或中压断路器的单线电路简图。低压电机控制中心抽屉柜中的空气断路接触器和真空接触器的单线电路简图。

空气断路器真空断路器

切断开关

保险丝

接触器断路器

低压电机控制中心的抽屉柜

中压应用的熔断式真空启动器（抽屉式VS 固定式）

的单线电路简图。

负载切断开关

保险丝

保险丝真空接触器插头

在断路器的示例中，无论是空气还是真空设计都没有备用切断开关，因此无法在中断失败时确保安全隔离。一旦出现这种情况，无论是在低压还是中压应用中，设备中的介质（空气或者真空状态）都很可能迅猛地消失。同时我们还必须考虑到，真空断路器失去真空状态时可能会导致带载抽出/插入动作，而一旦插入就会使得脱载机构重新“带载”，因此失去真空的情况非常严重和危险！！

在低压电机控制中心，保险丝或断路器可以在接触器中断失败或熔接等情况下保护空气或真空启动器。在这种情况下，只要使用可视负载切断开关（如同熔断式开关设计），就可以避免带载时的抽出动作。然而，由于隔离间隙太小（用肉眼无法看到），一旦断路器出现故障，很可能会使空载系统受到带载抽出/插入操作的损坏。

中压应用的抽屉式和固定式真空启动器的比较

脱载隔离器真空接触器

长期以来，人们在实际应用中往往会在低压电机控制中心使用一个空气或真空接触器作为备用（无论是固定式还是抽屉式），并且在工程实践中极力提倡这种做法。另外，在电机控制中心内置安全带和吊杆。

有些人可能会想：我们可以在中压应用中采取同样的办法。实际情况并非如此，此处左图所示电路是绝大多数制造商生产的中压抽屉式真空接触器的典型电路，而右图所示的更安全电路的固定式真空接触器只有少数制造商能够提供。

采用脱载或空载隔离设计实质上无法在发生故障时保证安全，这是一个糟糕的工程原则。国家标准组织和安全组织都意识到了这些缺点。那么在设备在发生故障时无法保证安全的情况会如何发展呢？

我们需要再次审视空气断路接触器技术，该技术通常设计成带脱载隔离或开关（使用中压断路器会使外壳和尺寸成本过高）的抽屉式设备。

抽屉式联锁装置与脱载隔离器结合使用，或在空气短路接触器磁性转子位置连接抽屉式机构。这样做在某种程度上是安全的，但并不完全安全。因为空气断路接触器一般是在合闸时出现故障，且触头会熔接在闭合位置。使用联锁装置能检测到这些情况，从而避免出现任何分断或抽出操作。

真空接触器出现故障的情况通常与空气断路接触器的情形相反。真空接触器会在分闸位置（而现在这个位置采用联锁设计可以通过一个脱载/空载隔离器尝试去开合大负载电流）出现故障，进而发生“隔空击人”的情况。如果您在出现故障时靠近操作，那么脱载或空载隔离器并不能保护您的安全。所以千万不要在出现故障时靠近操作。那些这样做了的人们，有些可能从来都不知道自己这样做了，还有一些无法活下来为我们讲述这些经历。

一个典型的情景：当负载电气设备（电机）跳闸时，人们会认为是保险丝烧断了；然后去证实是否是两个保险丝都烧断了。确认后，电工将电路隔离并更换保险丝。整个过程，工作人员都没有检查保险丝为什么会烧断（实际上应该进行检查）。人们习惯性认为是保险丝老化了，事实上并非如此，而是出现了电缆故障。故障期间的电流也会导致真空灭弧室性能退化，使灭弧室受到污染或产生气体。因此在出现故障或发生保险丝烧断之后，还应进行检查。跟其它任何灾难一样，悲剧是一步步发生的，这里也不例外。“换一个保险丝试试”，当重新插入设备，或闭合脱载/空载隔离器时，将会再次出现故障电流。而此时设备已经不能完全闭合了，随后开始出现电弧故障电流和产生大量气体，最后导致灾难性的故障，并且极有可能对操作员造成严重的人身伤害甚至死亡。

如果真空接触器失去真空状态，一旦试图在负载电流运行时开断，会以相反的顺序发生类似情景：引发气体故障。

在上述两种情况下，故障区域都位于无保护侧（分支电路保险丝的线路侧），因此在上游保护装置做出反应之前，满额故障电流会持续数个周期。当发生进程故障和设备故障时，如果系统没有备用保护措施，将无法在出现故障时保证人员安全。

谁也不愿看到人员伤亡，因此人们非常重视培训计划。但是不管如何强调，都不可能杜绝问题。“只要能做，他们就一定会这样做”使得人们经常忽视操作规程，总想走捷径。因此设备的设计必须从机械或电气方面对这些“捷径”进行检查，使操作员认识到走“捷径”是不允许的。

前面介绍了低压电机控制中心和中压启动器应用中的真空设备款式，同时还介绍了一些包括备用故障闭合、负载切断开关的抽屉柜的款式。采用本文中指定的带有故障闭合、负载断路开关的设备，可以避免发生上文中提到的致命事故。

为了保证您员工的安全、自身的声誉以及公司的声誉，请务必购买最安全的设备。当您考虑购买带有脱载隔离功能的抽屉式设备时，请询问制造商该抽屉式设备在上述故障模式下是如何提供保护的。制造商可能会结结巴巴，推诿搪塞，或者两者兼而有之。

您不需要听制造商说一切都取决于您的培训流程。您是有选择的。采用故障闭合/负载断路开关的固定式设计产品在价格上是很有竞争力的，具有许多其它安全特性。固定式设计产品结构紧凑，而且具有真空技术提供的全部优点。