下面以126kV真空断路器样机为对象，进行研究性型式试验。在短路电流为40kA的情况下，使用图3-40所示的未经优化的分闸特性进行试验，试验结果表明使用该分闸特性最短成功开断的燃弧时间为7.6ms时，触头运行到20.3mm开距，开断波形如图3-41a所示；而在所需要的长燃弧时间16ms时，该曲线不能成功开断，失败的试验波形如图3-41b所示，此时的触头开距为50mm。
图3-40 126kV真空断路器的分闸特性
图3-41 开断40kA短路电流研究性试验的波形
a）短燃弧开断成功（开距20mm，燃弧7.6ms） b）长燃弧开断失败（开距50mm，燃弧16ms）
导致该试验在长燃弧开断失败的原因可能有两种：一种是在这种分闸特性情况下，真空灭弧室在开断过程中很有可能产生了阳极斑点从而导致开断失败。但由于试验中电流的极性是随机的，试验后对被试真空灭弧室进行解剖分析，在动静触头表面并没有发现明显的阳极斑点区域，因此无法确认是否产生了阳极斑点。第二种是真空灭弧室的纵向磁场在长燃弧试验中无法维持电弧形态，导致开断失败。由于触头开距是影响纵向磁场强度的重要因素之一，使用Ansoft软件对126kV真空灭弧室触头结构进行磁场强度仿真，得到在20mm时对应的最大磁场强度为235mT，而在50mm时仿真结果中的最大磁场强度已经降低到146mT，如图3-42所示。可以发现，如果分闸速度过高，在长燃弧过程中触头的开距过大而导致磁场强度不够，不足以很好地控制真空电弧，从而会导致触头表面局部区域过热，或者出现电弧燃烧到触头侧面的情况。通过对被试灭弧室解剖分析，发现了触头线圈缝隙有熔化的痕迹以及电弧喷溅到屏蔽罩上等磁场对电弧控制不力的迹象，这些都可能是长燃弧过程中开断失败的原因。
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图3-42 开断40kA短路电流时不同开距下磁场分布的仿真结果
a）开距为20mm时的磁场分布 b）开距为50mm时的磁场分布
根据研究性试验的结果，使用本章所提出的真空灭弧室优化分闸曲线，即：一方面提高短燃弧时间内的分闸速度（即刚分速度），可使得真空电弧快速地从强电弧模式转入扩散态电弧模式，从而缩短最短燃弧时间；另一方面，分闸速度应在短燃弧时间结束后开始降低，通过控制触头开距不仅使得真空触头阳极表面处于扩散态模式，还能够维持足够强的纵向磁场控制电弧，从而提高其开断能力，减小对触头的烧蚀。由于试验规定，长燃弧试验的燃弧时间应比最短燃弧时间增加不小于9ms，因此提高刚分速度还能够减轻真空灭弧室在开断长燃弧的负担。
经过多次试验以及调试，获得的优化分闸特性曲线如图3-43所示。其具体参数为：在短燃弧6ms触头能够运动到20mm开距；16ms内将触头开距保持在38mm以内，从而使真空灭弧室能够提供足够的磁场用以控制真空电弧。该126kV真空断路器在使用优化后的分闸速度特性后成功通过了全部短路开断方式型式试验。
图3-43 126kV真空断路器优化的分闸特性曲线示意图
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