1、概述 隨著斷路器技術(shù)的發(fā)展，真空斷路器以其自身的優(yōu)越特性在中壓領(lǐng)域獲得了廣泛運用，特別是近年來斷路器“無油化”改造工程的實施，真空斷路器在電力系統(tǒng)中壓領(lǐng)域的占有率越來越高。 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)就可能泄漏到無法正常工作的地步，在這種情況下進行操作就會造成嚴重的后果，真空斷路器事故大多是由此原因引起。所以定期檢測真空滅弧室的好壞成了一項十分重要的工作。 2、現(xiàn)場檢測真空滅弧室的方法 現(xiàn)場檢測真空滅弧室常用的方法是工頻耐壓法，隨著測試技術(shù)的發(fā)展，真空度測試法也在現(xiàn)場逐漸得到廣泛運用。 2.1 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（電壓值按廠家技術(shù)標準，一般10kV等級加42kV），檢測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電壓，甚至在升壓過程中就會出現(xiàn)放電擊穿現(xiàn)象。工頻耐壓法的優(yōu)點是原理簡單操作方便，能定性地檢測真空滅弧室的好壞。交接試驗時要注意，作工頻耐壓前要把真空斷路器觸頭機械行程調(diào)整為要求值后再加壓試驗。 2.2 真空度測試法 （1） 真空度測試原理 真空度測試法直接測試真空滅弧室的真空度（此文中真空度表示的其實是滅弧室內(nèi)氣體的絕對壓力，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)場使用的真空度測試儀大多為免拆卸型產(chǎn)品，儀器采用了先進的同步脈沖磁控放電及單片機技術(shù)。簡要機理如下：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)值基本成線性關(guān)系，只要測量離子電流就可以得到真空度值。加磁場的目的在于加長電子的行程增加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的強度要求。離子電流的測量范圍與測量值與外加電場、磁場強度以及觸頭開距都有關(guān)系，但主要取決于外加電場和磁場的強度以及磁場的方向。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(yīng)，為了準確測量口往往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基本原理。 （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(cè)，向線圈通以大電流，從而在滅弧室內(nèi)產(chǎn)生與高壓電場同步的脈沖磁場，這樣，在脈沖磁場的作用下，滅弧室中的電子作螺旋運動，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，通過實驗可以標定出各種管型的真空度與離子電流的對應(yīng)關(guān)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(guān)系曲線獲得該管型的真空度，這一過程由單片機自動完成。 （3） 真空滅弧室真空度的標準 真空滅弧室的性能對真空斷路器的安全運行有重要影響，而真空度又是真空滅弧室的關(guān)鍵參數(shù)，對此有關(guān)規(guī)程標準都作出明確要求。行業(yè)標準《10～35kV戶內(nèi)高壓真空斷路器訂貨技術(shù)條件（DL403-91）》規(guī)定，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)標準《3.6～405KV戶內(nèi)交流高壓真空斷路器（JB3855-1996）》規(guī)定，用于裝配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試法的優(yōu)缺點 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)的檢測方法一工頻耐壓法，對真空滅弧室的“硬故障”比較有效，能定性的區(qū)分真空滅弧室的好壞；但對“軟故障”就無能為力。因為當真空度在1×104Pa～1×10-3Pa之間時，工頻耐壓試驗都能通過，不能分辨出其中的差別，真空度測試儀可以對1×10-lpa～1×10-5pa范圍內(nèi)的真空度進行準確測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，使得對真空滅弧室的檢測從定性上升到定量階段，并且可以根據(jù)一定間隔時期內(nèi)真空度的變化情況推算出真空滅弧室的使用壽命這對保障真空斷路器運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)，工頻耐壓試驗也通過，但與同類滅弧室相比較，其真空度差一些，對這類型真空滅弧室應(yīng)作重點監(jiān)測，掌握其真空度的變換趨勢。 3.2 真空度測試 真空度測試儀受測試范圍限制（1×10-1pa～l×10-5Pa），超出測試范圍，真空度測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，不能保證測試結(jié)果的準確性。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，因為氣體壓力大時，氣體密度變大，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錯誤的指示為真空度較好（壓力?。┛跍y試真空度前，我們不能準確判斷滅弧室真空度是否在測試范圍內(nèi)，也就不能保證真空度測試儀所測真空度的準確性，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?？傊?，真空度測試和工頻耐壓試驗，兩種方法應(yīng)互相補充才能對真空滅弧室作出準確診斷。 現(xiàn)場工作中我們曾經(jīng)遇到三起真空滅弧室有缺陷但真空度測試良好的例子:#1滅弧室玻璃罩己破碎，但真空度測試值卻正常，當?shù)睾０?700m，大氣壓8.4×104pa，；#3滅弧室斷口間電壓加至10KV時擊穿，真空度測試值正常；#4滅弧室斷口間絕緣僅2Mo，斷口間剛剛升壓，電流激增，真空度測試值正常?？梢妰H僅由真空度測試來判斷真空滅弧室的好壞是不可靠的。 3.3 現(xiàn)場進行真空滅弧室工頻耐壓試驗的困難 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，廠家要求在真空滅弧室斷口兩側(cè)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(cè)隔離開關(guān)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緣隔板的措施來解決，但風險太大，不易為現(xiàn)場試驗人員采用；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(shè)備，它們的耐壓標準是27kV，因此真空滅弧室斷口也只能加27kV。試驗電壓偏低，會降低該項試驗檢測滅弧室缺陷的靈敏度。 3.4 現(xiàn)場進行真空滅弧室真空度檢測的困難 對于手車式真空斷路器做真空度測試比較方便；對固定柜式真空斷路器現(xiàn)場進行真空度測試，拆接線比較麻煩費時。高壓開關(guān)柜電纜室空間狹小，又接有高壓電纜，有的斷路器相間還裝有隔弧板，試驗人員在柜內(nèi)活動空間小，接線不方便，測試時還要脫開高壓出線電纜，斷路器出線端裝有避雷器或阻容吸收器的還得脫開，比較費時費力。 4、結(jié)束語 （1）真空度測試的開展，使我們對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發(fā)展變化情況，并能估算其使用壽命。對手車式真空斷路器，測試較方便，對固定柜式真空斷路器，測試不是很方便。 （2）真空度測試不能取代傳統(tǒng)的工頻耐壓試驗。真空度測試由于受測試范圍限制（1×10-1Pa×104Pa），必須配合工頻耐壓試驗才能對真空滅弧室作出準確的診斷。 （3）測試前應(yīng)先仔細檢查真空滅弧室外觀，如有破損不必做其他試驗，應(yīng)立即更換；真空度測試雖良好但工頻耐壓沒通過的滅弧室必須更換；工頻耐壓通過但真空度不合格的滅弧室也必須更換:耐壓通過，真空度合格，但真空度下降較快的要加強檢測。