[实用新型]一种真空灭弧室真空度在线检测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电网检测领域，涉及真空灭弧室真空度检测，特别涉及一种测量真空灭弧室真空度在线检测装置。 

背景技术

真空灭弧室是真空开关的核心部件，其以高真空作为绝缘和灭弧介质，对短路电流与负荷电流起着断开和闭合的作用。真空灭弧室真空程度由内部残余气体的压强来表示，压强越低表示灭弧室内真空度越高，当压强高于一定值后，真空开关将失去绝缘和断开能力，随着对真空开关运行可靠性要求的不断提高，监测真空灭弧室内真空度的状况、保证灭弧室的电器性能已经成为电力系统急需解决的问题。真空灭弧室的真空度监测方法可以分为离线监测和在线监测两大类。 

目前在国内常用的真空度在线监测方法主要有屏蔽电位法、微型冷阴极磁控计法、自闭力法、放电声发射检测法、局部放电法等。 

微型冷阴极磁控法是把微型计管焊在开关管的一根导电杆上，使计管空间与开关管空间连通，冷阴极计测出的压强值即为开关管内的压强值。改进方法是励磁使用永磁，利用系统高压并从一端接地的高压离子柱上取样。该方法灵敏度较高，但是需要改造真空灭弧室。 

自闭力法是利用波纹管和弹簧压力平衡的原理，使真空压力的变化影响自闭力的变化，通过外接波纹管、定簧板、平衡簧、改进的千分表来检测真空管的自闭力，从而实现真空度的在线监测，其不足之处是需要改动短路器的部分结构。 

局部放电法或放电声发射检测的缺点是检测灵敏度较低。 

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述实际问题，在真空开关生产过程中，就在灭弧室外面套装上励磁线圈，并解决好绝缘问题，就可以应用触头与屏蔽罩之间的磁控放电法实现真空开关真空度的在线监测了。 

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：一种真空灭弧室真空度在线检测装置，包括真空灭弧室、励磁线圈、外引电极、硅堆、高压电阻R、取样电阻r、真空度在线测试仪；所述真空灭弧室内设置触头，所述触头设置屏蔽罩，所述屏蔽罩设置外引电极；所述触头位于励磁线圈中心，所述外引电极与高压电阻、硅堆、取样电阻依次连接；所述取样电阻与真空度在线测试仪连接。 

所述励磁线圈设置线圈绝缘浇注和线圈引线； 

所述线圈引线穿过机壳后连接到真空度在线测试仪； 

所述硅堆设置在机壳内侧； 

所述取样电阻设置在机壳外侧； 

所述真空度在线测试仪分别连接在线测试仪充电电容C和计算机数据采集与处理系统。 

工作原理：真空开关在运行状态下，闭合的触头所带工频交流高压为U，在灭弧室真空压强P<1Pa时，当外引电极接入高压电阻R和硅堆后，其屏蔽罩电位被拉低到接近地电位。当灭弧室内真空压强P=1-10³Pa时，触头导杆与屏蔽罩之间发生放电，屏蔽罩电位被拉高到接近触头电位U，故通过测量屏蔽电位就可以检出严重劣化的真空灭弧室。 

在线监测真空压强P=10^-4-1Pa的真空灭弧室，测量原理为：真空灭弧室位于螺线管励磁线圈中心，真空开关在运行状态下，当线圈中通入10ms以上的脉冲电流时，在真空灭弧室内部将产生一个纵向脉冲磁场。屏蔽罩电位由C₁(导电杆、触头与屏蔽罩之间的分布电容)和C₂（屏蔽罩外引电极与磁力线圈之间的电容）、R+r(R为高压电阻，r为取样电阻)的分压决定。在触头导杆与屏蔽罩间会产生工频交流电场，由于所建立的交流电场在触头附近几乎与脉冲磁场垂直相交，使存在于真空灭弧室内的少量自由电子在向阳极的运动途径中，沿电极做螺旋运动，这就显著地增加了电子运动的路径以及与残余气体分子的碰撞概率，这样，当在内部压强P=10^-4-1Pa时，在真空灭弧室内部就有一个稳定的与脉冲磁场同步的汤逊放电，该放电电流会流过与屏蔽罩相连的高压电阻，由硅堆、取样电阻取样后获得半个工频周期的离子电流。该离子电流的大小与真空灭弧室内部的压强近似成正比，故可以根据离子电流的大小来在线测量灭弧室的真空度。 

有益效果：本实用新型利用屏蔽罩交流电位法连续地监测灭弧室的真空度，其测量灵敏度高，为几个帕，使用屏蔽罩与触头间的磁控放电法间断地在线测量灭弧室的真空度（如每隔几个小时测量一次），其测量灵敏度为6×10^-2Pa；具有良好内外绝缘10kV真空开关真空度测量用励磁线圈，能够承受75kV冲击耐压和42kV的1min工频耐压。 

附图说明

图1为本实用新型结构示意图