真空断路器具有开断能力强和污染低的优点,在35k V及以下配电网中得到广泛应用。真空断路器频繁投切容性无功补偿设备会对灭弧室的寿命损耗严重,真空灭弧室具有封闭性和不可检修性特征。目前利用操作切断的电流和次数,结合经验数据对真空断路器进行寿命预测,缺乏灭弧室失效机理和寿命影响特征量的定量指标,深入研究科学评估电容器投切用断路器寿命方法,对于提高设备操作可靠性和电网经济稳定运行具有重要意义。本文建立以真空断路器投切10k V并联电容器补偿装置电路模型,分析不同负载下暂态过电压、过电流的变化规律,并基于FMMEA故障分析方法展开断路器分合闸动作过程、触头燃弧状态和灭弧室失效机理研究,得出其影响寿命的特征量,并进一步给出了断路器健康状况检测和故障树分析方法。本文主要开展了以下工作:1.对真空断路器投切10k V并联电容器的暂态过程进行理论分析,研究操作暂态过程中的电压、电流变化规律。对应不同操作情况建立仿真模型,利用EMTP-ATP仿真软件对不同的操作暂态过程进行仿真研究,验证理论分析正确性。2.真空断路器灭弧室触头是承受分合闸过程过电压、过电流的主要结构,真空断路器的寿命状况主要由其灭弧室触头决定,触头烧损来自分合闸过程的电弧烧蚀。归纳真空断路器工作方式、故障特性,基于FMMEA故障分析方法对真空断路器失效机理和潜在故障机理进行分析,并给出断路器寿命状况的影响因素和特征量。3.基于潜在故障模式和故障机理分析建立故障树,筛选容性负载运行所影响的底事件构成最小割集,并根据真空断路器的额定寿命对不同负载运行下的仿真数据进行折算,得到单次容性分合闸过程中对真空断路器寿命的折损量。