真空滅弧室現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法分析

　　真空斷路器的核心部件是真空滅弧室(真空泡)，真空斷路器在運(yùn)行過程中其真空滅弧室會(huì)有不同程度的泄漏，有的甚至在預(yù)期使用壽命范圍內(nèi)就可能泄漏到無法正常工作的地步，在這種情況下進(jìn)行操作就會(huì)造成嚴(yán)重的后果，斷路器">真空斷路器事故大多是由此原因引起。所以定期檢測(cè)真空滅弧室的好壞成了一項(xiàng)十分重要的工作。

　　2、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)真空滅弧室的方法

　　現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)真空滅弧室常用的方法是工頻耐壓法，隨著測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，真空度測(cè)試法也在現(xiàn)場(chǎng)逐漸得到廣泛運(yùn)用。

　　2.1工頻耐壓法

　　真空斷路器處于開斷狀態(tài)下，在動(dòng)、靜觸頭之間施加一定的工頻電壓(電壓值按廠家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，一般10kV等級(jí)加42kV)，檢測(cè)泄漏電流的大小及觀察滅弧室內(nèi)的放電現(xiàn)象，真空滅弧室內(nèi)部不應(yīng)有持續(xù)的放電現(xiàn)象，否則應(yīng)更換真空滅弧室口工頻耐壓法實(shí)際上是判斷真空滅弧室真空度是否符合要求的一種間接方法。如果真空滅弧室有泄漏，真空滅弧室內(nèi)氣體壓力升高到一定程度，觸頭間比較短的間隙就不能承受試驗(yàn)電壓，甚至在升壓過程中就會(huì)出現(xiàn)放電擊穿現(xiàn)象。工頻耐壓法的優(yōu)點(diǎn)是原理簡(jiǎn)單操作方便，能定性地檢測(cè)真空滅弧室的好壞。交接試驗(yàn)時(shí)要注意，作工頻耐壓前要把斷路器">真空斷路器觸頭機(jī)械行程調(diào)整為要求值后再加壓試驗(yàn)。

　　2.2真空度測(cè)試法

　　(1)真空度測(cè)試原理 

　　真空度測(cè)試法直接測(cè)試真空滅弧室的真空度(此文中真空度表示的其實(shí)是滅弧室內(nèi)氣體的絕對(duì)壓力，以Pa為單位，與一般的真空度含義不同)來判斷真空滅弧室的好壞�，F(xiàn)場(chǎng)使用的真空度測(cè)試儀大多為免拆卸型產(chǎn)品，儀器采用了先進(jìn)的同步脈沖磁控放電及單片機(jī)技術(shù)。簡(jiǎn)要機(jī)理如下：稀薄氣體分子被強(qiáng)電場(chǎng)激發(fā)出來的電子碰撞而發(fā)生電離，從而形成較大的可測(cè)量的離子電流。由于該離子電流與真空度的對(duì)數(shù)值基本成線性關(guān)系，只要測(cè)量離子電流就可以得到真空度值。加磁場(chǎng)的目的在于加長(zhǎng)電子的行程增加與氣體分子的碰撞機(jī)率，增大離子電流，從而降低對(duì)外加電場(chǎng)的強(qiáng)度要求。離子電流的測(cè)量范圍與測(cè)量值與外加電場(chǎng)、磁場(chǎng)強(qiáng)度以及觸頭開距都有關(guān)系，但主要取決于外加電場(chǎng)和磁場(chǎng)的強(qiáng)度以及磁場(chǎng)的方向。要注意的是，斷路器">真空斷路器在施加電場(chǎng)和磁場(chǎng)的情況下，存在吸氣和放氣效應(yīng)，為了準(zhǔn)確測(cè)量口往往采用同步施加脈沖磁場(chǎng)和電場(chǎng)的方法，這就是脈沖磁控放電法的基本原理。

　　(2)測(cè)試方法

　　將真空滅弧室動(dòng)、靜觸頭分開，施加脈沖高壓，將電磁線圈繞于滅弧室外側(cè)，向線圈通以大電流，從而在滅弧室內(nèi)產(chǎn)生與高壓電場(chǎng)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)于直徑不同的真空泡，同等真空度條件下，離子電流大小也不相同，通過實(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，就可以通過查詢?cè)摴苄偷碾x子電流-真空度關(guān)系曲線獲得該管型的真空度，這一過程由單片機(jī)自動(dòng)完成。

　　(3)真空滅弧室真空度的標(biāo)準(zhǔn)

　　真空斷路器的安全運(yùn)行有重要影響，而真空度又是真空滅弧室的關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)此有關(guān)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)都作出明確要求。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《10~35kV戶內(nèi)高壓斷路器">真空斷路器訂貨技術(shù)條件(DL403-91)》規(guī)定，斷路器">真空斷路器滅弧室在有效期15～20年末，真空滅弧室真空度不得大于6.6×10-2Pa[l]行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《3.6~405KV戶內(nèi)交流高壓斷路器">真空斷路器(JB3855-1996)》規(guī)定，用于裝配斷路器">真空斷路器的真空滅弧室內(nèi)的氣體壓力應(yīng)低于1.33×10-3Pa[2]。

　　3、工頻耐壓法及真空度測(cè)試法的優(yōu)缺點(diǎn)

　　3.1真空滅弧室漏氣故障

　　真空滅弧室漏氣的故障可分為兩種類型，一種為“硬故障”即外亮破裂、波紋管破損而進(jìn)氣，使滅弧室失去真空度，與周圍大氣相通;另一種為"軟故障"即滅弧室并未與大氣相通，而是由于制造工藝、運(yùn)輸、安裝及使用維護(hù)等原因，使滅弧室內(nèi)的氣體壓力高于允許值，滅弧室不能滿足正常開斷容量，存在潛伏性故障。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法一工頻耐壓法，對(duì)真空滅弧室的“硬故障”比較有效，能定性的區(qū)分真空滅弧室的好壞;但對(duì)“軟故障”就無能為力。因?yàn)楫?dāng)真空度在1×104Pa～1×10-3Pa之間時(shí)，工頻耐壓試驗(yàn)都能通過，不能分辨出其中的差別，真空度測(cè)試儀可以對(duì)1×10-lpa～1×10-5pa范圍內(nèi)的真空度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量掌握滅弧室真空度的變化情況，了解真空滅弧室的泄漏發(fā)展情況，使得對(duì)真空滅弧室的檢測(cè)從定性上升到定量階段，并且可以根據(jù)一定間隔時(shí)期內(nèi)真空度的變化情況推算出真空滅弧室的使用壽命這對(duì)保障斷路器">真空斷路器運(yùn)行的可靠性提供了一種技術(shù)手段。例如某變電站同一批10KV斷路器">真空斷路器，絕大多數(shù)真空滅弧室真空度壓力低于6.60×10-4pa，但有一只真空度壓力為3.12×10-3pa，雖然也在合格范圍內(nèi)，工頻耐壓試驗(yàn)也通過，但與同類滅弧室相比較，其真空度差一些，對(duì)這類型真空滅弧室應(yīng)作重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，掌握其真空度的變換趨勢(shì)。

　　3.2真空度測(cè)試

　　真空度測(cè)試儀受測(cè)試范圍限制(1×10-1pa～l×10-5Pa)，超出測(cè)試范圍，真空度測(cè)試儀所依賴的離子電流與殘余氣體密度即真空度近似成比例的關(guān)系有所變化，不能保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。特別是對(duì)于全漏(與大氣相通)的“硬故障”，測(cè)試值剛好與真空度良好時(shí)的數(shù)值接近，容易引起錯(cuò)誤判斷。其原因可以用氣體碰撞理論及儀器測(cè)試真空度的原理來解釋：真空滅弧室氣體壓力增大，也可以同氣體壓力很小時(shí)一樣在滅弧室斷口間只流過很小的離子電流，因?yàn)闅怏w壓力大時(shí)，氣體密度變大，電子的平均自由行程減小，這時(shí)雖然碰撞次數(shù)增多，但由于電子積累的動(dòng)能較小引起氣體分子電離的可能性反而降低，這就導(dǎo)致真空度測(cè)試儀錯(cuò)誤的指示為真空度較好(壓力小)口測(cè)試真空度前，我們不能準(zhǔn)確判斷滅弧室真空度是否在測(cè)試范圍內(nèi)，也就不能保證真空度測(cè)試儀所測(cè)真空度的準(zhǔn)確性，因此在現(xiàn)場(chǎng)真空滅弧室檢測(cè)工作中不能省掉工頻耐壓試驗(yàn)。如果真空滅弧室通過工頻耐壓試驗(yàn)，可以保證真空滅弧室的真空度在真空度測(cè)試儀的測(cè)試范圍之內(nèi)，再進(jìn)行真空度測(cè)試，就能保證真空度測(cè)試的準(zhǔn)確性�？傊�，真空度測(cè)試和工頻耐壓試驗(yàn)，兩種方法應(yīng)互相補(bǔ)充才能對(duì)真空滅弧室作出準(zhǔn)確診斷�，F(xiàn)場(chǎng)工作中我們?cè)��?jīng)遇到三起真空滅弧室有缺陷但