真空斷路器真空滅弧室現(xiàn)場檢測

1、真空斷路器真空滅弧室現(xiàn)場檢測隨著斷路器技術的開展， 真空斷路器其自身的優(yōu)越特性在電網(wǎng)中 壓領域得到廣泛應用，特別是斷路器“無油化改造工程的實施。真 空斷路器在電力系統(tǒng)中壓領域的占有率越來越高。 目前，真空斷路器 在油田范圍內(nèi)，數(shù)量非常大，據(jù)粗略統(tǒng)計，已有 2 萬余臺，主要應用 于 6-35kV 電壓等級的高壓電網(wǎng)。隨著運行時間的逐年增加，真空滅 弧室的性能逐漸發(fā)生劣化， 滅弧室的真空度逐漸下降， 直接影響到斷 路器的正常運行。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 運行過程中其真空滅弧室會有不同程度的泄漏， 有的甚至在預期使用 壽命范圍內(nèi)將可能泄漏到無法正常工作的地步。 在這種

2、情況下， 進行 開合操作就會造成嚴重后果， 真空斷路器的事故大多是由此原因引起 的。所以定期檢測真空滅弧室的好壞是一項重要的工作。試技術的開展，真空度測試法在現(xiàn)場測試中更具有現(xiàn)實意 義。 工頻耐壓法工頻耐壓法是使真空斷路器處于開斷狀態(tài)下， 在動、靜觸頭之間 施加一定的工頻電壓電壓值一般按廠家技術標準施加 ，檢測其泄 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)不應有持續(xù) 的放電現(xiàn)象，否那么應更換真空滅弧室真空泡 。工頻耐壓法實際上 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)將存在氣體，氣體壓力升高到一定程度， 觸頭間比擬短的間隙就不能承受試

3、驗電壓， 甚至在升壓過程中就會出 現(xiàn)放電擊穿的現(xiàn)象。 工頻耐壓法的優(yōu)點是原理簡單操作方便， 能定性 的檢測真空滅弧室的好壞。 在進行試驗時， 應注意在工頻耐壓前要把 真空斷路器觸頭機械行程調(diào)整為要求之后再加壓試驗， 否那么會造成誤 判斷。 真空度測試法1. 真空度測試原理。真空度測試法是直接測試真空滅弧室的真空度 本文中真空度表 示的其實是滅弧室內(nèi)的氣體的絕對壓力，以 Pa 為單位，與一般的真 空度含義不同，以此來判斷真空滅弧室的好壞。其簡單機理如下： 滅弧室內(nèi)少量稀薄氣體分子被強電場激發(fā)出來的電子碰撞而發(fā)生電 離，從而形成較大的可測量的離子電流。 由于該離子電流與真空度的 對數(shù)值根本成線性關

4、系， 只要測量離子電流就可以得到真空度值。 在 施加電場的同時可對真空滅弧室施加一定的磁場， 以加長電子的行程 和增加電子與氣體分子的碰撞機率， 增大離子電流， 從而降低對外加 電場強度的要求。 離子電流的測量范圍與測量值和外加電場， 磁場強 度以及滅弧室內(nèi)觸頭開距都有關系， 但主要取決于外加電場和磁場的 強度以及磁場的方向。 需要注意的是， 真空斷路器在施加電場和磁場 的情況下，存在吸氣和放氣效應，為了能夠準確的測量，可采用同步 施加脈沖磁場和電場的方法，這就是脈沖磁控放電法的根本原理。2. 測試方法。將真空滅弧室動、 靜觸頭分開，施加脈沖高壓，將電磁線圈繞于 滅弧室外側， 向線圈通以較大的

5、電流， 從而在滅弧室內(nèi)產(chǎn)生高壓電場 和同步的脈沖磁場。 在脈沖磁場的作用下， 滅弧室中被電場激發(fā)出來 的電子作螺旋運動， 并與剩余氣體分子發(fā)生碰撞電離， 所產(chǎn)生的離子 電流與剩余氣體密度即真空度近似成比例關系， 對于直徑不同的真空 泡，在同等真空度條件下， 離子電流大小也不同，通過試驗可以標定 出各種管型的真空度與離子電流的對應關系曲線，當測知離子電流 后，就可以通過查詢該管型的離子電流 - 真空度關系曲線獲得該管型 的真空度。這一過程可采用單片機技術自動完成。3. 真空滅弧室真空度的標準。1. 真空滅弧室漏氣故障檢測。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 殼破裂、波紋管破損

6、而進氣， 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、 運輸、安裝以及使用維護等原因， 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)的檢測方法工頻耐壓法，對真空滅弧室的“硬故障比擬有效，能定性的區(qū)分 真空斷路器的好壞；但對“軟故障就無能為力。因為當真空度在 1 x 104Pa1 x l0-3Pa之間時，工頻耐壓試驗一般都能通過，不能分辨 出其中的差異。而采用真空度測試法，即采用真空度測試儀可以對 1 x 10-1 Pa1 x 10-5 x 10-4 x 10-3Pa,雖然也在合格范圍內(nèi)，工頻耐壓試

7、驗也通過，但與同類滅弧室相比擬，其真空度明顯差了一些，對這類 型真空滅弧室應作重點監(jiān)測，掌握其真空度的變化趨勢。2. 真空度測試。真空度測試受測試范圍限制， 目前一般真空度測試儀測試范圍均 在ix 10-1Paix l0-5Pa之間，超出這個范圍，真空度測試儀所依賴 的離子電流與剩余氣體密度真空度近似成比例的關系有所改變， 不能保證測試結果的正確性。特別是對于全漏與大氣相通的“硬 故障，測試值剛好與真空度良好時的數(shù)值接近， 容易引起錯誤判斷。 其原因可以用氣體碰撞理論及儀器測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一樣在滅弧室斷口間只 流過很小的離子電流。因為

8、氣體壓力大時，氣體密度大，電子的平均 自由行程減小，這時雖然碰撞次數(shù)增多， 但由于電子積累的動能較小， 引起氣體分子電離的可能性反而降低， 這就導致真空度測試儀測試錯 誤的指示為真空度較好壓力小 。測試真空度前，我們不知道滅弧 室真空度是否在測試儀測試范圍內(nèi)， 也就無從得證真空度測試儀所測 真空度的正確性， 因此在現(xiàn)場真空滅弧室檢測工作中不能省掉工頻耐 壓試驗， 如果真空滅弧室通過工頻耐壓試驗， 可以保證真空滅弧室的 真空度在真空度測試儀的測試范圍之內(nèi)， 再進行真空度測試， 就能保 證真空度測試的準確性。x 104Q，斷口間剛剛升壓，電流激增，真空度測試值卻在合格范 圍內(nèi)?？梢?，僅僅由真空度測

9、試來判斷真空滅弧室的好壞是不可靠的， 是有必要的前提的。但必須指出的是：我們在現(xiàn)場檢測中遇到的真空滅弧室的問題， 絕大多數(shù)都是潛伏性故障，即“軟故障 ，也就是說，通常進行工頻 耐壓試驗都是能通過的，這就必須用真空度測試來進行定量分析了。3. 現(xiàn)場對安裝好的或正在運行的真空斷路器真空滅弧室進行工頻耐 壓試驗時遇到的困難。如果母線不停電，真空滅弧室斷口耐壓試驗不易實施。以 10kV 真空斷路器為例，廠家要求真空滅弧室斷口兩側施加工頻電壓42kV。由于 10kV 母線帶電，不能從斷路器上接線板加壓下接線板接地 ， 因斷路器上側隔離開關斷口距離不能滿足試驗電壓要求， 盡管可以采 取在隔離刀閘斷口處加絕

10、緣隔板的措施來解決， 但風險太大， 試驗人 員一般不敢采用；采取從斷路器下接線板加壓上接線板接地的加 壓方式，又因下接線板連接有干式 CT 及斷路器絕緣拉桿等設備，它 們的最高加壓標準為30kV，因此滅弧室斷口也只能加 30kV,試驗電 壓偏低，降低了試驗檢測滅弧室缺陷的靈敏度。而對于35kV真空斷路器，現(xiàn)場就更不易實施工頻耐壓試驗了。4. 現(xiàn)場進行真空滅弧室真空度測試遇到的困難。對于手車式真空斷路器做真空度測試比擬方便； 對于固定柜式真 空斷路器現(xiàn)場進行真空度測試， 拆接線有些麻煩費時。 高壓開關柜內(nèi) 空間狹小，試驗人員接線不方便， 接線測試前還要撤除開關出線電纜， 下側避雷器，阻容吸收器等，比擬費時費力。1. 真空度測試，使我們對真空斷路器真空滅弧室的檢測從定性上 升到定量階段， 能掌握真空滅弧室泄漏開展變化情況， 并能估算其使 用壽命，對于發(fā)現(xiàn)潛伏性故障是非常靈敏有效的。2. 真空度測試不能取代傳統(tǒng)的工頻耐壓試驗， 由于受測試范圍限 制1X 10-5Pa1 x 10-1 Pa,必須配合工頻耐壓試驗才能對真空滅弧 室做出準確的診斷。3. 測試前應先仔細檢查真空滅弧室外觀， 如有破損不必作