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淺論真空滅弧室真空度測(cè)試儀檢測(cè)方式
隨著近幾年我國(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。因此，其真空度將直接影響到電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。
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)題是真空泡的真空度檢測(cè)問(wèn)題，它不象油開(kāi)關(guān)，SF6開(kāi)關(guān)那樣容易檢查其介質(zhì)量。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。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。
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)電桿焊在上法蘭盤上，動(dòng)導(dǎo)電桿上焊一波紋管在導(dǎo)向套內(nèi)運(yùn)行。波紋管及導(dǎo)向套焊在下法蘭盤上，由瓷柱支撐的金屬圓筒屏罩在動(dòng)靜觸頭外面，再與玻璃外殼形成密封的腔體。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)電桿上下波動(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，氣體不容量產(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)，在金屬圓筒（即屏蔽罩）上凝結(jié)了部分金屬蒸氣，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
1、傳統(tǒng)方法：工頻耐壓法，即真空開(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壓力，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10-5～3Pa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，屬定質(zhì)檢測(cè)。
2、 近年研發(fā)成果：勵(lì)磁放電，電離電荷采樣原理，屬定性定量檢測(cè)。
三、關(guān)于電離電荷采樣的測(cè)試原理
將滅弧室兩觸頭拉開(kāi)一定的開(kāi)距施加脈沖高壓，將勵(lì)磁線圈繞于滅弧室內(nèi)外兩側(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)。這樣，在脈沖磁場(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，所產(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)于直徑不同的真空管，在同真空度條件下，離子電流的大小也不相同。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以標(biāo)定出各種管型的真空度與離子電流的對(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子電流一一真空度曲線獲得該管型的真空度，這一過(guò)程由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。
另外，由于真空滅弧室其幾何尺寸、材料的不同，當(dāng)內(nèi)部真空度和外加激勵(lì)電源一定時(shí)，其放電電荷量是不同的，并且有相當(dāng)?shù)牟町?。為?zhǔn)確測(cè)量，對(duì)每一種真空滅弧室必須有對(duì)應(yīng)的從電離電荷量到真空推算曲線。
針對(duì)引測(cè)量曲線，目前國(guó)內(nèi)廠礦家出廠的真空度測(cè)試儀設(shè)備，如采用電離電荷法采樣，有較大區(qū)別的是分別具有一條、三條、五條測(cè)量曲線，zui多的是具有35條測(cè)量曲線，所以檢測(cè)的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性出現(xiàn)許多爭(zhēng)議。主要緣于收集該曲線價(jià)格比較昂貴，具較難收集。
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10-2 Pa時(shí)建議真空管報(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，在允許期之末，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?？捎烧接?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)作出綜合判斷。
四、 選購(gòu)真空度測(cè)試儀應(yīng)注意的問(wèn)題：
1、 測(cè)量值的準(zhǔn)確性，避免模擬數(shù)據(jù)；
2、 現(xiàn)場(chǎng)抗擾性，避免死機(jī)現(xiàn)象；
3、 安全隱患，防止發(fā)生電擊傷人現(xiàn)象；
4、 選用較全面的測(cè)量曲線的真空度測(cè)試儀。
四、 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)是非常必要且重要的。面對(duì)市場(chǎng)上質(zhì)量與價(jià)格眾多的設(shè)備產(chǎn)品如何選擇也是相當(dāng)重要的。
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