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真空灭弧室使用指南周立娟一、 真空灭弧室基本结构、工作原理及应用1. 基本结构：如图1示2.工作原理 真空灭弧室，又名真空开关管，是中高压电力开关的核心部件，其基本工作原理是将一对具有良好开断性能的触头密封在真空腔体中，利用腔体内的高真空作为绝缘灭弧介质，来实现电力电路的接通与分断功能。
当真空灭弧室的触头在真空中带电分离时，动静触头的电接触表面积迅速减小，当减小到仅剩下一个或几个微小接触点（通常称为金属桥）时，其电流密度增大，温度迅速升高，直至发生电极金属的蒸发，同时形成极高的电场强度，导致强烈的场致发射和间隙的击穿，产生了真空电弧。
由于触头的特殊结构，可以促使电弧在触头表面均匀分布，从而减小电弧能量对触头的电烧蚀，并使真空灭弧室具有较高的弧后介质恢复速度。
随着触头开距的增大，当工频电流接近零时，真空电弧的等离子体迅速向四周扩散，电弧电流过零后，触头间隙的真空介质迅速恢复成绝缘体，至此电流被分断，开断结束。
3.应用领域真空灭弧室作为无源器件，配套于相应的开关设备，其运动部分与开关上的操动机构连接，靠操动机构来驱动真空灭弧室的运动部分开合，从而实现输配电电网中线路的分断与关图1 真空灭弧室基本结构图示 1.动导电杆 2.导向套 3.动盖板 4.波纹管 5.屏蔽筒 6.触头组合 7.绝缘外壳 8.静盖板 9.静导电杆 1 2 3 4 5 6 7 8 9合，主要应用于电力的输配电系统，还应用于矿山、冶炼、石油化工、电气化铁道、太阳能、风能等输配电系统，具有节能、节材、防火、防爆、体积小、寿命长、维护费用低、运行可靠、无污染等优点。
二、使用环境条件1. 周围空气温度：户内开关设备用真空灭弧室－25 ℃～+40℃；户外开关设备用真空灭弧室－40 ℃～+40℃。
2. 海拔一般不超过1000米，超过1000米使用时需与我公司协商。
3 .户内相对湿度：日平均值不大于95％，月平均值不大于90％，户外应有防凝露措施。
真空接触器维修检验技术规范1主题内容与适用范围本标准规定了CKJ系列交流真空接触器在使用维修检验中的技术要求、试验方法和检验规则。
本标准适用于使用中的CKJ系列交流真空接触器(以下简称“接触器”)。
本标准不适用接触器的产品鉴定检验、出厂检验、型式检验和到货验收。
其他系列接触器维修检验也可参照使用。
2引用标准GB 1497低压电器基本标准GB 998低压电器基本试验方法3技术要求3.1性能要求3.1.1介电性能3.1.1.1工频耐压：接触器的主电路、控制电路及辅助电路，其工频耐压试验值应符合表2－1A1规定。
3.1.1.2绝缘电阻：接触器的主电路、辅助电路绝缘电阻应不小于表2－1A2规定。
3.1.2.1在额定控制电源电压的75％～110％时，接触器应能可靠地吸合；当控制电源电压降低到60％Ue时，处于吸合状态的接触器不应释放；在触头磨损的情况下接触器最低释放电压对交流(在额定频率下)应不低于Ue的20％，对于直流不低于U e的10％。
以上规定的吸合电压和释放电压值，适用于(8 h工作制)对线圈长期施加Ue 的100％达到稳定温升后的状态。
3.1.2.2同型号接触器固有吸合时间差不大于30 ms；固有释放时间差不大于40 ms。
3.1.3触头开距和超行程接触器触头开距应符合产品要求，其误差不大于－0.2～+0.2 mm；超行程值应符合产品要求，其误差不大于0.1～0.2 mm。
3.1.4真空灭弧室的真空度质量3．1．4．1 真空灭弧室的真空度应不低于1．33×10-1Pa。
3．1．4．2接触器触头在断开状态下，应能承受不小于7 kV(交流为有效值)历时1 min试验。
3．1．5触头接触电阻主触头接触电阻应小于表2-1A3规定的控制值。
接触器在线圈额定工作电源电压下吸合(或释放)，三相触头固有吸合(或释放)响应时间差应小于3 ms。
3．1．7触头终压力接触器触头终压力应符合产品标准要求。
3．2结构要求3．2．1电气间隙和爬电距离3．2．1．1接触器电气间隙应符合GB 1497的7．1．3．1条有关规定。
真空灭弧室结构及原理◆ 电弧◆ 真空和真空度◆ 真空电弧◆ 交流真空电弧◆ 真空击穿◆ 灭弧原理◆ 真空灭弧室的寿命1、电弧电弧或弧光放电是气体放电的一种形式。
气体放电在性质上和外观上是各种各样的。
在正常状态下，气体有良好的电气绝缘性能。
但当在气体间隙的两端加上足够大的电场时，就可以引起电流通过气体。
这种现象称为放电。
放电现象与气体的种类和压力、电极的材料和几何形状、两极间的距离以及加在间隙两端的电压等因素有关。
例如在正常状态下，给气体间隙两端的电极加压到一定程度时，普通空气中电子在电场作用下高速运动，与气体分子碰撞后产生较多的电子和离子，新生的电子和离子又同中性原子碰撞，产生更多的电子和离子，这时，气体开始发光，两电极变为炽热，电流迅速增大。
这种性质上的转变称为气体间隙的击穿，其所需的电压称为击穿电压。
这时，由于电场的支持，放电并不停止，故称为自持放电。
电弧则是气体自持放电的一种形式。
电弧具有电流密度大和阴极电位降低的特点。
2、真空和真空度低于1个大气压的气体状态，都称为真空。
描述真空程度的量叫真空度，用该气体的压力大小来表示。
l大气压= 760×133.332Pa＝1.013×105Pa（帕斯卡）或0.1013MPa 真空技术中将广阔的真空度范围划分为粗、低、高、超高、极高等区域。
其中高真空区域的气体压力为 10-1～10-6Pa，这一区域的后半段，即 1.33 ×10-3～1.33 ×10-6就是真空灭弧室通常采用的真空度范围。
在高真空区域中，单位体积内的气体分子数目大大减少了，气体分子之间碰撞的几率大大减少，气体分子之间的平均距离大大增加。
真空度的高低对灭孤能力有影响。
实验表明：灭孤室真空度在10-3Pa数量级时就能够可靠地灭弧。
真空灭弧定制造厂在产品出厂时，提高了灭孤室的真空度，达到 10-5～ 10-6 Pa，待经过20年的使用或贮存期，或多或少产生外部渗气等现象使其真空度下降到10-3Pa范围，仍能保证它的灭孤能力。
高压开关柜的在线监测与故障诊断技术高压开关柜是电力系统中重要的电气设备之一，用于控制和保护电力系统中的电器设备。
其在线监测与故障诊断技术的研究和应用对于确保电力系统的稳定运行和故障快速处理具有重要意义。
本文将从高压开关柜的在线监测技术和故障诊断技术两个方面展开论述。
高压开关柜的在线监测技术是指通过传感器和数据采集装置将开关柜的运行状态参数进行实时监测，并通过远程通信技术传输到监控中心，进行实时分析和监控。
其主要包括以下几个方面的内容：第一，温度监测。
高压开关柜中的电器设备在运行时会产生一定的热量，如果温度过高可能导致设备失效或发生故障。
因此，通过设置温度传感器对高压开关柜的关键部位进行温度监测，可以及时发现异常情况并进行预警。
第二，电流监测。
高压开关柜中的电流是电力系统正常运行的基本依据，通过安装电流传感器对高压开关柜中电流进行实时监测，可以掌握设备的运行状态，提前预防设备过载或短路等故障的发生。
第三，压力监测。
高压开关柜中的气体压力是其正常运行的重要参数，通过安装压力传感器对高压开关柜中的气体压力进行监测，可以及时发现气体泄漏或压力异常，防止设备损坏或发生爆炸等事故。
第四，湿度监测。
高压开关柜中的湿度会影响设备的绝缘性能和运行稳定性，通过安装湿度传感器对高压开关柜中的湿度进行监测，可以及时发现湿度过高或过低的情况，采取相应的措施保障设备的正常运行。
高压开关柜的故障诊断技术是指通过监测和分析高压开关柜运行时产生的信号，判断设备是否存在故障，并通过相应的算法和方法对故障进行诊断和定位。
其主要包括以下几个方面的内容：第一，振动分析。
高压开关柜在运行时会产生一定的振动信号，通过对振动信号进行分析，可以判断设备是否存在运行不稳定、松动或其他故障。
第二，红外热像技术。
通过红外热像仪对高压开关柜的外观进行拍摄，可以观察设备局部温度分布情况，通过温度异常点的识别和定位，判断设备是否存在故障。
第三，气体分析。
高压开关柜在运行时会产生一定的气体，通过对开关柜内气体的成分和浓度进行分析，可以判断设备是否存在绝缘失效、短路故障等情况。
真空断路器烧毁事故的原因分析和防范措施摘要：真空断路器灭弧室因其灭弧介质和触头间的绝缘介质是高真空，具备良好的灭弧性能、额定和开断电流容量大、体积小、灭弧不用检修、可频繁操作等优点，在中压配电系统中得到广泛应用。
但是真空断路器也会因本身质量、运行维护等问题，在运行中发生故障，甚至烧毁事故。
因此，本文就真空断路器烧毁事故的原因分析和防范措施进行分析。
关键词：真空断路器；烧毁事故；防范措施引言事故发生时，并没有分闸真空断路器，也就是说事故并没有发生在断路器带负荷分闸的瞬间，动、静触头间没有燃弧的机会，也无熔焊可能，所以真空断路器烧毁的主要原因为真空灭弧室长时间运行过程中真空度降低，灭弧室受到污染，导致触头氧化，从而使接触电阻增大，负荷电流下触头持续产生高温发热，使导电杆、波纹管温度升高，烧毁绝缘筒等，从而烧毁真空断路器。
1真空断路器失效机理分析1.1分闸的燃弧过程以断路器分闸为例，电流触发操作机构脱扣，拉动动触头分离的一刻开始分离，动触头距静触头越来越远，依次经历触头分离阶段、燃弧阶段和弧后介质强度恢复阶段。
触头分离进入燃弧阶段后，电弧状况对灭弧室健康状态起决定作用。
随着电弧电流的增大，真空电弧由阴极斑点区域、弧柱区逐渐发展至阳极区。
随着触头接触面积不断减小，大密度电流形成高温使得阴极金属材料蒸发，在电场作用下形成初始间隙等离子体，阴极表面出现阴极斑点，发射电子形成场致电流，不断融蚀金属材料，维持金属蒸汽和等离子体。
此时电弧电流较小，仅阴极处于活跃状态。
电弧电流逐渐增大后，等离子体向阳极注入能量，阳极电弧模式由扩散态电弧向集聚电弧模式转化，转化过程受到电极材料、电流大小等因素影响。
1.2触头的烧蚀失效分析触头烧蚀与其开断电流直接相关。
额定工频电流下触头的熔化程度几乎为零，触头融蚀是在大电流高温下产生的。
当断路器开断超过额定电流的电网短路电流时，材料融蚀程度会急剧上升，为材料的损失创造条件。
触头表面的粗糙程度会加剧电流在表面凸起处的收缩程度，导致触头发热更加严重。
真空开关试验方法规范本部分只列出出厂试验项目，使用中的真空开关试验可参照执行。
7.4.3.l 零部件检查，对真空开关的另部件，必须严格检查下列项目。
7.4.3.1.1 真空灭弧室检查：检查外部状况及主要尺寸，玻璃件真空灭弧室，应光亮透明，内部零件不氧化，表面无伤痕。
主要几何尺寸符合出厂规定。
7.4.3.l. 2 自闭力的测量：用弹簧秤或弹簧拉力试验仪，测定灭弧闭室自力与触头开距的关系，测量点一般选取触头刚分、1/2开距和额定开距，实测的自闭力应符合出厂规定。
7.4.3.1.3 机械结构检查：1 检查关键零部件装配质量符合规定。
如果另部件紧固性，弹簧各部尺寸，传动机构的配合尺寸，机械运动灵活性等。
2 行程参数检查：如操纵机构总行程、触头开距、触头超行程、三相合闸不同期性、辅助接点行程和缓冲器行程等。
均应符合出厂规定。
7.4.3.l.4 真空灭弧室真空度测定：一般真空接触器的真空度的133.3 10-4至133.3 10-8Pa。
测量真空度最好方法，采用“磁控”法…适用制造厂‟。
使用单位可采用工频耐压法检验真空度，即把触头拉至额定开距，在触头之间施加出厂规定的工频电压。
如果无放电击穿现象，说明真空度良好，如果施加工频耐压后，真空灭弧室内就发生辉光放电或连续击穿现象，说明真空度已严重恶化，应停止使用。
也可采用高频电火花真空检测仪（只限玻璃真空管用），根据气体的放电颜色和形状，可粗略判断真空度的大小（不允许在井下使用）。
当真空度降低到133.310-4Pa时，在玻璃管壁上有局部萤光；真空度降到133.3 10-3 Pa.时，呈现出鱼肚白色；真空度降低到133.3 10ֿPa：以下时，管内呈现红色。
当真空度降至133.3 10- 4Pa以下时，应停止使用。
7.4.3.2 机械操作试验要求真空开关能够在操作能源（电压、气压、液压等）参数最高．最低和额定值时，正确而可靠地按规定次数连续进行合闸、分闸及合、分闸操作，真空断路器还需要进行自动重合闸操作（分一0.3～0.5s 一合）和自动脱扣动作试验。
真空系统指标实现途径及检测方法一、真空系统指标的实现途径1. 真空度真空度是真空系统中气体分压小于大气压的状态，通常用压强单位表示，如Pa、mbar等。
实现高真空度的方法主要有以下几种：（1）物质吸附法：通过在系统中添加吸附剂，如分子筛、活性炭等，吸附气体分子，从而提高真空度。
（2）泵的选择：选择合适的真空泵，如旋片泵、离心泵、涡流泵等，提高抽取气体的速度，减小气体分压，从而提高真空度。
（3）密封性能：确保系统中各个连接处和部件的密封性能良好，避免气体泄漏，提高真空度。
2. 抽速抽速是真空泵单位时间内抽取气体的速率，通常用单位时间内抽取气体的体积表示，如L/s、m3/h等。
实现高抽速的方法主要有以下几种：（1）提高泵的转速：增加泵的转速可以提高泵的抽取气体速率，提高抽速。
（2）增加泵的腔内压力：通过减小泵的腔内压力，可以增加气体分子与泵的碰撞频率，提高抽速。
（3）减小泵的内部漏气：保持泵的内部清洁，以及定期维护泵的密封件，减小泵的内部漏气，提高抽速。
3. 泄漏率泄漏率是真空系统在工作状态下，由于系统部件、连接处等存在泄漏导致压力逐渐升高的速率，通常用压强单位表示，如Pa/s、mbar/s等。
实现低泄漏率的方法主要有以下几种：（1）密封性能：确保系统中各个连接处和部件的密封性能良好，避免气体泄漏。
（2）排气系统：通过设置排气系统，将泄漏的气体排放到大气中，减小系统内部气体压力，降低泄漏率。
（3）压力检测：定期对真空系统进行压力检测，及时发现泄漏点并进行修复，减小泄漏率。
二、真空系统指标的检测方法1. 真空度检测真空度的检测通常通过真空度计实现，主要有以下几种常见的检测方法：（1）延迟离子计：通过测量气体中的离子浓度来确定真空度，具有高灵敏度和快速响应的特点。
（2）热式真空度计：通过测量热电阻的电阻值，来判断气体的真空度，适用于高真空度的测量。
（3）湿式真空度计：通过测量水银柱的高度来确定气体的真空度，适用于一般真空度的测量。
真空绝热深冷设备性能检测技术与方法概述1. 引言真空绝热深冷设备在许多领域中扮演着重要角色，例如航空航天、半导体制造、科学研究等。
对于这类设备的性能检测是确保其正常运行和有效性的关键所在。
本文将概述真空绝热深冷设备性能检测的技术与方法。
2. 真空度检测技术真空度是真空绝热深冷设备性能的一个重要指标，因此对其进行准确的检测非常关键。
常用的真空度检测技术包括：2.1 热导率法热导率法是基于热传导原理的一种真空度检测方法。
它通过测量真空室内的热导率来间接推导出真空度。
这种方法应用广泛，具有高精度和灵敏度的特点。
2.2 气体放电探测器气体放电探测器是一种利用气体放电效应来检测真空的装置。
它可以检测非常低的气体压力，并且可以在宽范围内工作。
然而，这种方法对不同气体的灵敏度有所差异。
2.3 离子阱质谱仪离子阱质谱仪是一种常用的高精度真空度检测仪器。
它通过将气体离子化并分析其质量来确定真空度。
这种方法具有较高的灵敏度和分辨率。
3. 温度控制技术真空绝热深冷设备通常需要进行精确的温度控制，以保持所需的工作环境。
以下是几种常用的温度控制技术：3.1 热电偶热电偶是一种常用的温度测量和控制设备。
它基于热电效应，将温度变化转换为电压信号。
通过测量电压信号，可以准确控制温度。
3.2 Peltier效应Peltier效应是一种利用半导体材料的热电效应来实现温度控制的方法。
它通过反向电流来实现制冷或加热。
这种技术可以快速响应温度变化，并实现精确的温度控制。
3.3 液氮浴液氮浴是一种常用的低温温度控制方法。
它利用液氮的低温性质来实现对设备的冷却。
然而，液氮浴技术对设备维护和安全要求较高。
4. 性能指标检测方法除了真空度和温度控制之外，真空绝热深冷设备的性能还需要进行其他指标的检测。
下面是几种常用的性能指标检测方法：4.1 制冷性能检测方法制冷性能是评估绝热深冷设备性能的一个重要指标。
常用的制冷性能检测方法包括制冷能力、制冷效率和制冷温度范围的测量。
真空灭弧室真空度检测技术的现状和方法杨清华 陈仕修 沈远茂(武汉大学电气工程学院 430072)
摘 要 概述了真空灭弧室真空度检测技术的研究现状,着重介绍了在工程中实用的真空灭弧室真空度检测方法,并对真空灭弧室真空度检测技术的发展前景作了探讨。 关键词 真空灭弧室 真空度 检测
1 引言真空断路器是在低压及中压领域极有前途的电力开断器件,它是以真空为绝缘和熄弧介质的开关电器。真空中气体分子极为稀少,电子与分子相碰撞的机会极少,故真空断路器的绝缘强度很高。真空断路器与其他类型断路器相比,具有安全可靠、寿命长、维修工作量小、环境不受污染等优点。真空灭弧室是真空断路器的核心部分。为了实现电流的分断和灭弧,真空灭弧室内的压强一般不高于10-2Pa。因此,真空度是决定真空灭弧室的开断性能的主要因素之一,真空度的降低将直接影响真空断路器的开断能力,严重时将导致其开断完全失效。因此,在实际应用领域迫切需要测量和记录运行中真空灭弧室的真空度。实际应用中,真空灭弧室真空度的测试方法主要有:工频耐压法、高频放电法、观察法、火花计法,吸气剂颜色变化的判定法、高频电流法、耦合电容法、磁控放电法、电光变换法及射线法等。其中电光变换法和耦合电容法可实现真空度的在线检测。2 常见的真空灭弧室真空度测试方法211 工频耐压法对于不拆卸灭弧室的测试,真空断路器的真空灭弧室真空度检查现场一般采用工频耐压法,就是将真空断路器两触头拉至额定开距,逐渐增大触头间的工频电压至规定值,若能耐受电压1min,即可认为真空度合格,否则即为不合格。实践表明,采用工频耐压法检测严重劣质的真空灭弧室的真空度是一种简便有效的方法,但对处于临界状态的灭弧室则无能为力。对于两个或两个以上串联使用的真空灭弧室,工频耐压法不适用于同时检查串联灭弧室的真空度[1]。此外,用于耐压实验的工频试验变压器体积大、笨重、操作不便,而且价格较贵,不是每个输变电单位都能配备的。212 观察法由于真空灭弧室内部真空度降低时常常伴随着电弧颜色改变及内部零件氧化,所以对玻璃外壳的真空灭弧室可以定期观察。正常时内部的屏蔽罩等部件表面颜色应很明亮,在开断电流时发出的是蓝色弧光;当真空度严重降低时,内部颜色就会变得灰暗,在开断电流时将发现暗红色弧光[2]。该法适用于对玻璃外壳真空灭弧室作定性检查。213 火花计法这种方法是采用火花探漏仪检测,检测时将火花探漏仪沿灭弧室表面移动,在其高频电场作用下内部有不同的发光情况。根据发光的颜色来鉴定真空灭弧室的真空度。若管内有淡青色辉光,说明其真空度在1133×10
-3
Pa以上;若管内呈蓝红色,
说明管子已经失效;若管内已处于大气状态,则不会发光[2]。这种方法简单,但只能进行定性的判断,适用于玻璃管真空灭弧室,且容易受人为因素影响。214 吸气剂颜色变化的判定法在真空灭弧室制造时将玻璃管内壁蒸散一层吸气剂。该吸气剂一方面可以吸附管内残余气体维持高真空,另一方面吸气剂本身可以指示真空度。维修人员可以根据吸气剂的颜色变化来判断真空度的好坏。此种方法也只能进行定性的判断,适用于玻璃管真空灭弧室,且容易受人为因素影响。215 高频放电法把高频能量耦合到真空灭弧室内,当高频周期比电子在电极间的渡越时间短时,初始电离产生的电子在高频电场中作往复振荡运动,从高频电场中—61—
《电工技术杂志》2003年第5期・测控技术・© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.获得能量,碰撞气体分子并使其电离而建立高频放电。在两导电杆有一定开距时外加一直流偏压,则在该回路中可测量到随压强变化的高频放电电流,从而可测量压强。但是,当压强为10-2Pa或更小时,要建立高频放电很困难,甚至不可能[3]。216 高频电流法把工频高压加在开关两端,预击穿电流会叠加上很多高频分量,把这些高频分量作傅立叶分析,各频率对应的幅值中的最大值是灭弧室内压强的函数。基于这一原理,可测得灭弧室的真空度。但是这一最大值不是压力的单调函数,有时可能会对应两个压强值[3]。217 耦合电容法耦合电容法是根据局部放电测量原理提出来的。下图为其测试原理及其等值电路,其中C1为带电触头和屏蔽罩之间的电容,C2为探测电极与屏蔽罩之间的电容,C3为耦合电容。设所测真空灭弧室的带电触头至中间屏蔽罩间的耐压强度由于真空度降低而下降,则当工频电压从零点升至某一值时,等值电容C1被击穿放电,这相当于图中的间隙G击穿。此后由探测电极电容C2和耦合电容C3组成的放电回路中的电荷瞬时重新分布,M端就有一个脉冲输出。为了不降低断路器总体的绝缘水平,各电极均应有足够的绝缘防护层,布置于绝缘壳体或支架与接地机壳之间[4]。此种方法可以实现真空度的在线检测,但其灵敏度还有待于验证。图 耦合电容法监测真空度的原理图及等效电路真空灭弧室真空度检测技术的现状和方法218 电光变换法当灭弧室内的真空度正常时,仅需几百伏的电压就可维持带电触头与中间屏蔽罩之间由场致发射引起的电子电流。屏蔽罩积累的负电荷使其负电位几乎达到电极电压峰值。当灭弧室内真空度劣化时,灭弧室内的气体密度变大,场致发射的电子被气体分子吸附后成为负离子。由于负离子质量大,漂移速度慢,使得上述电子电流减小,屏蔽罩绝对值电位降低。当灭弧室内真空度劣化为大气压时,
场致发射电子全部被气体分子吸附为负离子。由于离子在电场下漂移形成的阻性电流很小,与容性电流相比可以忽略不计,故大气条件下,屏蔽罩电位由导电杆与屏蔽罩之间的分布电容和屏蔽罩与机壳之间的分布电容的分压决定。因此,通过屏蔽罩电位的变化过程可推知灭弧室内真空度的劣化过程。一般真空灭弧室的屏蔽罩,金属部分完全密封在灭弧室中,其电位的变化无法直接测试。但屏蔽罩电位的变化会引起屏蔽罩附近电场的变化,故通过放置于屏蔽罩附近的Pockels(泡克尔斯)电场探头可以测知屏蔽罩电位的变化。电光变化法可以实现真空度的在线监测,但是其只对气体压强10
-1
Pa
及以下范围内的测试敏感[5]。采用电光法可实现真空度的在线测试,但是Pockels(泡克尔斯)电场探头温度特性较差,容易受温度波动的影响,长期运行的可靠性有待进一步研究。此外,电光变换法应用到现场时还应考虑电磁兼容问题。219 射线法X射线是一种能量很大的电磁波,其波长值为10-12～10-8m数量级,可以穿透陶瓷、钢板等。一般来讲,气体的电离能约为几至几十电子伏特,
工业用X射线光子的能量约为1124×102～1124×106eV,这个能量远远大于气体的电离能。因此,当气体分子受X射线照射时,气体分子将被电离并在回路中产生电离电流,该电流与气体含量和X
射线强度等相关。利用X射线对气体分子的电离作用,可以使真空灭弧室中残留的微量气体分子产生稳定的电离电流。在相同的电压和照射剂量下,该电流值与气体分子数有关,气体分子数与真空度直接相关,因此可通过电流值确定真空度。由于X射线具有很强的穿透物体的能力,从而使真空开关在真空灭弧室不拆卸情况下真空度的检测成为可能[6]。2110 磁控放电法对于在制造过程中的真空灭弧室,其真空压力通常是用电离真空计来测定。当灭弧室制造完成后,其上带有的真空电离计规管便被摘下,此后灭弧室内的真空度常用含圆柱形励磁线圈的磁控放电法来测定。磁控放电法是测量成品灭弧室真空度的比较好的方法之一,也是目前唯一的重复性较好的—71—
真空灭弧室真空度检测技术的现状和方法《电工技术杂志》2003年第5期© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.定量测量方法。由于放电过程中灭弧室内的吸气效应影响测量的准确性,因此在真空灭弧室上施加的是宽度为几十毫秒至上百毫秒的脉冲电压。其基本原理是将真空灭弧室的触头拉开一定距离,在触头间施加一脉冲电压,以便在其间产生一强电场,同时在灭弧室触头间又施加一轴向强磁场。此时灭弧室内的电子在强电场和磁场的共同作用下做螺旋运动,并与灭弧室内残余气体分子发生碰撞电离,电离出来的离子在电场内形成离子电流[7]。理论和实验证明,此离子电流与残余气体密度近似成正比。因此,通过测定离子电流,便可知道灭弧室内的真空度。对一定型号的灭弧室,先通过实验校定其压强—离子电流曲线,以便实际测量时可根据电流查得真空度[8]。当真空灭弧室装入真空开关和开关柜以后,经长时间的存放和运行,再测定真空开关的真空度,便只能将真空开关从开关柜中拉出,并把灭弧室从真空开关拆下,然后再将待测灭弧室套进测量真空度用的圆柱形励磁线圈才能进行真空度的测试,测试后又要将灭弧室装回原位,经调试合格最后才能装入开关柜投入运行[7]。因此,这种常用的真空度测试方法不但使用非常麻烦,而且耗费人力、财力和时间,必须寻求新的使用简便、耗费很小、又有足够精度的真空度现场测试方法。文献[9]中提出了新的脉冲磁控放电法,实现了真空开关灭弧室真空度不拆卸测试的预期目标。新的脉冲磁控放电法测试灭弧室内的真空度不用圆柱形励磁线圈,而改为带铁心的开口形励磁线圈,它可以直接放在真空开关灭弧室的侧面,而不必将灭弧室从真空开关上拆下。为了提高真空度测试的灵敏度,将励磁线圈通过强脉冲励磁电流以产生强磁场,它与触头间施加的脉冲高电压同步,共同作用而产生离子电流。通过离子电流与真空度关系的标定,即可获得所测灭弧室内的真空度。3 未来的发展对真空断路器而言,最难达到的就是真空度的在线监测。这意味着要在不改动断路器的主体结构并且带电的前提下,随时监测真空度的变化。这就要求测试元件能承受高电压、强电场、断路器操作的冲击与振动、工作的环境温度以及断路器操作过程中产生的强电磁场干扰等,此外还要求测试元件的接入不能影响断路器的各项性能指标[4]。前面提到的若干种真空度测试方法中,目前被真空灭弧室生产厂家采用的较为普遍的方法是脉冲磁控放电法,但是它不能实现在线测试。工频耐压法只能用于定性测量,确定真空灭弧室是否可以正常开断关合电流。电光变换法在实验室效果良好,但在现场受温度的影响,不能准确的定量测量真空度。随着新型光纤传感器的不断采用,同时利用光纤信号便于远距离、无干扰传输的优点,光电测量法将在真空度的在线检测领域中具有非常好的应用前景。
参考文献1 王季梅1真空开关理论及其应用1西安∶西安交通大学出版社,1986
2 梅开锋1真空灭弧室的真空度检验方法1农村电气化,2001(11)3 廖从容,邹积岩1脉冲磁控真空计不拆卸测量方法研究1高压电器,1997(1
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4 邹积岩等1真空灭弧室的真空度测试与在线监测1高压电器,1993(5
