真空斷路器滅弧室真空度檢測(cè)淺析

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1、真空斷路器滅弧室真空度檢測(cè)淺析[摘要]隨著我國(guó)配電系統(tǒng)“無(wú)油化”改造工作的實(shí)施，真空斷路器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。真空斷路器是以真空滅弧室的真空度條件作為工作基礎(chǔ)的，因此，其真空度將直接影響到電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。本文簡(jiǎn)要分析了國(guó)產(chǎn)真空度檢測(cè)儀的工作原理及在電力系統(tǒng)的應(yīng)用。[關(guān)鍵詞]真空泡真空度測(cè)試原理脈沖電壓勵(lì)磁電流離子電流序言　　真空斷路器是近二十年來(lái)興起的一種新型、高性能的開(kāi)關(guān)電器?！　√貏e是近幾年我國(guó)配電系統(tǒng)“無(wú)油化”改造的順利實(shí)施，真空斷路器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。真空斷路器的核心部分是滅弧室，由于滅弧室是以真空條件作為其工作基礎(chǔ)的。所以它不象油開(kāi)關(guān)，SF6開(kāi)關(guān)那樣容易檢查其介質(zhì)量

2、。有些真空開(kāi)關(guān)在運(yùn)行過(guò)程中其真空滅弧室含有不同程度的泄露，有的在壽命范圍內(nèi)就可能泄露到無(wú)法正常開(kāi)斷的地步。在這種情況下進(jìn)行開(kāi)斷就會(huì)出現(xiàn)開(kāi)不斷的現(xiàn)象而造成嚴(yán)重的后果。國(guó)內(nèi)真空開(kāi)關(guān)事故均是由于此原因引起的。傳統(tǒng)上，真空斷路器用戶判斷滅弧室真空度的方法是工頻耐壓法，既真空開(kāi)關(guān)處于開(kāi)斷狀態(tài)下，在動(dòng)靜觸頭之間施加一定的電壓，檢測(cè)泄露電流的大小或觀察滅弧室內(nèi)的放電現(xiàn)象，由此推斷真空度的好壞。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是，只能定性檢測(cè)真空度的好壞，而且由于施加的電壓不高，真空度在10-5~0-3Pa之間，無(wú)法分辨，即耐壓法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本是一樣的，所以無(wú)法合理地判斷發(fā)展性泄露（即同一個(gè)真空

3、開(kāi)關(guān)和上次相比有多大程度的泄露）。這種方法只能粗略地判斷其真空度嚴(yán)重劣化的滅弧室?！　≈曛揠姀S1994年2×125MW機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)，截至2002年底已基本上將原6KV廠用電油開(kāi)關(guān)改為真空開(kāi)關(guān)。真空開(kāi)關(guān)較之油開(kāi)關(guān)而言，它具有開(kāi)斷容量大，滅弧性能好，機(jī)械壽命長(zhǎng)，運(yùn)行維護(hù)量小，檢修量小，檢修周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。雖然真空開(kāi)關(guān)缺陷率和故障率較低，但較突出的問(wèn)題是真空泡真空泡的真空度檢測(cè)問(wèn)題，系統(tǒng)中有報(bào)道稱，因真空泡真空度達(dá)不到要求，而引起開(kāi)關(guān)爆炸，造成三相短路，釀成重大事故等。因此，對(duì)真空泡真空度的檢測(cè)必須引起高度重視。1真空滅弧室基本結(jié)構(gòu)和原理　　真空斷路器的滅弧室每一只為一不可拆卸的整體，動(dòng)

4、、靜能為分別焊在動(dòng)、靜導(dǎo)電桿上。靜導(dǎo)電桿焊在上法蘭盤(pán)上，動(dòng)導(dǎo)電桿上焊一波紋管在導(dǎo)向套內(nèi)運(yùn)動(dòng)。波紋管及導(dǎo)向套焊在下法蘭盤(pán)上，由瓷柱支撐的金屬圓筒屏蔽罩在動(dòng)靜觸頭外面，再與玻璃外殼形成一密封的腔體。該腔體經(jīng)過(guò)抽真空，真空度一般在10-6Pa以上。當(dāng)合、分閘操作時(shí)，動(dòng)導(dǎo)電桿上下運(yùn)動(dòng)，波紋管被壓縮或拉伸，使真空滅弧室內(nèi)的真空度得到保持。在真空中由于氣體分子的平均自由行程很大，氣體不容易產(chǎn)生游離，真空的絕緣強(qiáng)度比大氣的絕緣強(qiáng)度要高得多。當(dāng)開(kāi)關(guān)分閘時(shí)，觸頭間產(chǎn)生電弧，觸頭表面在高溫下?lián)]發(fā)出金屬蒸氣，由于觸頭設(shè)計(jì)為特殊形狀，在電流通過(guò)產(chǎn)生一磁場(chǎng)，電弧在此磁場(chǎng)力的作用下沿觸頭表面切線方向快速運(yùn)動(dòng)

5、，在金屬圓筒（即屏蔽罩）上凝結(jié)了部分金屬蒸汽，電弧在自然過(guò)零時(shí)就熄滅了，觸頭間的介質(zhì)強(qiáng)度又迅速恢復(fù)起來(lái)。2基本測(cè)試方法　　以往對(duì)于真空斷路器滅弧室真空度的檢測(cè)通常采用工頻耐壓法，但是這種方法只能粗略地估計(jì)滅弧室是否報(bào)廢，屬定質(zhì)檢測(cè)。由于真空滅弧室是一個(gè)裝在開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)上的密封結(jié)構(gòu)，它的檢測(cè)較為困難，特別是較短的檢修期內(nèi)完成檢測(cè)工作，就必須實(shí)現(xiàn)真空度的不拆卸測(cè)量。針對(duì)這一特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)根據(jù)勵(lì)磁放電原理研制的真空度測(cè)試儀應(yīng)運(yùn)而生，實(shí)現(xiàn)了真空度的高精度不拆卸測(cè)量，解決了電力行業(yè)真空度測(cè)試的技術(shù)難題。真空度測(cè)試儀是測(cè)量真空開(kāi)關(guān)真空度的一種專用儀器。對(duì)它的可靠性，可首先采用模擬現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試來(lái)評(píng)價(jià)，

6、將真空開(kāi)關(guān)連接到真空裝置上，使得真空開(kāi)關(guān)內(nèi)部的真空度和真空裝置的真空度一致，故真空開(kāi)關(guān)內(nèi)部的真空度就可以用副標(biāo)準(zhǔn)電離真空計(jì)測(cè)量，同時(shí)真空度測(cè)試儀也進(jìn)行測(cè)量，將副標(biāo)準(zhǔn)電離真空計(jì)所讀取的數(shù)據(jù)與真空度測(cè)試儀讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較（相對(duì)誤差

7、P間-標(biāo)

8、max/p標(biāo)×100%一般不大于5%），從而得到真空度測(cè)試相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電離真空計(jì)的精度。通過(guò)比較可看出測(cè)試儀測(cè)量時(shí)間短，操作方便，抗干擾能力強(qiáng)，測(cè)量精度高，重復(fù)性好，為用戶詳細(xì)掌握真空滅弧室的狀態(tài)提供了依據(jù)。3測(cè)試原理　　將滅弧室兩觸頭拉開(kāi)一定的距離，施加脈沖高壓，將電磁線圈置于滅弧室外側(cè)，向線圈通以大電流，從而在滅弧室內(nèi)產(chǎn)生與高壓同步的脈沖磁場(chǎng)。

9、這樣，在脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)和強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，滅弧室中的電子作螺旋運(yùn)動(dòng)，并與殘余氣體分子發(fā)生碰撞電離，能產(chǎn)生的離子電流與殘余氣體密度（即真空度）近似成比例關(guān)系。對(duì)于不同的真空管型號(hào)（管型）由于其結(jié)構(gòu)不同，在同等觸頭開(kāi)距、同等真空度、同等電場(chǎng)與磁場(chǎng)的條件下，離子電流的大小也不相同。通過(guò)試驗(yàn)可以標(biāo)定出各種管型的真空度與離子電流間的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線。當(dāng)測(cè)知離子電流后，就可以通過(guò)查詢?cè)摴苄偷碾x子電流真空度曲線就得該管型的真空度。這一過(guò)程由微計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。4工作過(guò)程　　將斷路器處于分閘狀態(tài)，高壓輸出端