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一、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)、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(xiàn)方向快速運(yùn)動(dòng)，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)。
二、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)，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|P間-標(biāo)|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(hù)詳細(xì)掌握真空滅弧室的狀態(tài)提供了依據(jù)。
三、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(xiàn)圈置于滅弧室外側(cè)，向線(xiàn)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)。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(xiàn)。當(dāng)測(cè)知離子電流后，就可以通過(guò)查詢(xún)?cè)摴苄偷碾x子電流真空度曲線(xiàn)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。
四、工作過(guò)程
將斷路器處于分閘狀態(tài)，高壓輸出端接于滅弧室靜觸頭，離子電流輸出端接于滅弧室動(dòng)觸頭。升壓器次級(jí)的高電壓輸出加到滅弧室的觸頭上，其波形如圖2中的曲線(xiàn)V所示。勵(lì)磁線(xiàn)圈中的脈沖電流如圖2中的曲線(xiàn)B所示。
當(dāng)勵(lì)磁線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)達(dá)到某一臨界值Bm時(shí),滅弧室開(kāi)始放電,產(chǎn)生離子電流I,如圖2中的曲線(xiàn)I所示。該電流經(jīng)取樣回路輸入微機(jī)。測(cè)試時(shí)電場(chǎng)電壓與磁場(chǎng)電壓的充電設(shè)置為自動(dòng)程序,儀器后顯示的數(shù)據(jù)依次為離子電流大值、次大值、穩(wěn)定值、平均值,并根據(jù)離子電流平均值查校準(zhǔn)曲線(xiàn)后給出滅弧室真空度測(cè)試值。微機(jī)根據(jù)采集到的離子電流數(shù)據(jù)分析處理,再根據(jù)管型查表求出真空度。以上結(jié)果由顯示器顯示或打印輸出。
一般情況下，真空度的測(cè)量范圍為10-1~10-4，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)真空度在6.6×10-2Pa以下，屬不合格范圍，應(yīng)予以淘汰。
依據(jù)《高壓斷路器定貨技術(shù)條件》（99）對(duì)于運(yùn)行中的真空斷路器其真空滅弧室的真空度不得大于6.6×10-2Pa和電力部頒標(biāo)準(zhǔn)1.33×10-2Pa，當(dāng)真空度大于10-2Pa時(shí)建議該真空管報(bào)廢。
真空開(kāi)關(guān)管的有效期（包括儲(chǔ)存期和使用年限）一般在15~20年左右，在允許期之未，真空度不得大于6.6×10-2Pa。對(duì)于儲(chǔ)存期的真空管也應(yīng)在規(guī)定的使用有效期內(nèi)進(jìn)行檢查，其真空度也不得大于6.6×10-2Pa。可由下式計(jì)算儲(chǔ)存期。
T=6.6×10-2Pa-Pn/Pn+1-Pn×tn/365。
Pn-真空度測(cè)量值。
Pn+1-靜止后真空度復(fù)測(cè)值。
tn-不少于7天。
根據(jù)真空開(kāi)關(guān)使用單位經(jīng)驗(yàn)，建議投產(chǎn)后3個(gè)月，6個(gè)月，1年各進(jìn)行一次預(yù)防性試驗(yàn)，然后再按正常的預(yù)試周期進(jìn)行預(yù)試，從而達(dá)到在真空開(kāi)關(guān)不穩(wěn)定期間內(nèi)加強(qiáng)對(duì)其運(yùn)行檢測(cè)的目的。通過(guò)測(cè)量試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)對(duì)真空泡的運(yùn)行狀態(tài)作出綜合的判斷。
五、結(jié)束語(yǔ)
真空開(kāi)關(guān)作為我國(guó)電力行業(yè)日趨普及的高壓電器，其內(nèi)部的真空度直接影響著開(kāi)斷性能，關(guān)系著電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，因此滅弧室的真空度檢測(cè)是非常必要的。
采用真空度測(cè)試儀，實(shí)現(xiàn)了真空滅弧室不拆卸條件下的真空度量測(cè)量，由微計(jì)算機(jī)零時(shí)控制數(shù)據(jù)采集處理，自動(dòng)完成整個(gè)測(cè)試過(guò)程，可直接顯示真空度數(shù)據(jù)，測(cè)量范圍達(dá)10-1~10-4Pa，并從軟件設(shè)計(jì)上進(jìn)行處理，濾去干擾因素，提高了現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力和測(cè)量精度。
對(duì)所有應(yīng)檢真空管的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行打印存檔，做好交接試驗(yàn)記錄，投產(chǎn)初期即6個(gè)月至2年這段時(shí)間，真空開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)較不穩(wěn)定，需加強(qiáng)運(yùn)行檢測(cè)，對(duì)個(gè)別真空度接近國(guó)標(biāo)的真空管應(yīng)制定短期復(fù)檢計(jì)劃。
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