簡介：真空斷路器在線檢測的探討：1 真空斷路器的發(fā)展趨勢與存在的問題；2 解決真空斷路器的在線檢測方法；3 具體方法的實(shí)現(xiàn)。
關(guān)鍵字：機(jī)械 電氣 故障
1 真空斷路器的發(fā)展趨勢與存在的問題
真空斷路器的*性不僅是無油化設(shè)備，而且還表現(xiàn)在它具有較長的電壽命、機(jī)械壽命、開斷絕緣能力大、連續(xù)開斷能力強(qiáng)、體積小、重量輕、可頻繁操作、免除火災(zāi)、運(yùn)行維護(hù)少、故障率低等優(yōu)點(diǎn)，是無人值守變電所較為理想的電氣設(shè)備。目前國內(nèi)外都在大量開發(fā)和使用，并具有*替代油滅弧介質(zhì)的趨勢。目前，變電所大多采用了多功能微機(jī)（電子）保護(hù)裝置，綜合自動(dòng)化程度也隨之提高，趨向無人值守的要求已經(jīng)基本具備。因此，對(duì)主電氣設(shè)備要求具有一定的在線檢測（自檢）功能，真空斷路器也不應(yīng)例外。真空斷路器的常見故障主要表現(xiàn)有兩大部分：
?。?） 機(jī)械故障。由于這類故障率與電氣故障率相比，幾率較小，要實(shí)施在線檢測還待有關(guān)部門進(jìn)一步在構(gòu)造、尺寸、組合方式上統(tǒng)一方案。
?。?） 電氣故障。這類故障是直接威脅電網(wǎng)安全持久穩(wěn)定運(yùn)行的主要問題，而且它的幾率不容忽視。就真空斷路器的一次電氣故障與機(jī)械故障相對(duì)而言，不僅故障性質(zhì)嚴(yán)重而且有較大的隱蔽性、突發(fā)性、隨機(jī)性、并且難以及時(shí)預(yù)報(bào)。因此，也常見到廠家在出廠報(bào)告中提醒用戶觀察真空滅弧室的斷弧物理現(xiàn)象。因此，這類故障不僅威脅電網(wǎng)的安全也是極易造成人身、國民經(jīng)濟(jì)損失的主要問題。
2 解決真空斷路器的在線檢測方法
目前，有關(guān)真空斷路器的在線檢測方法不少，常見的有下列幾種：①電容感應(yīng)法；②人工中性點(diǎn)法；③高壓電場感應(yīng)法；④阻容分壓法；⑤光電遙感法。
除此以外還有利用潘寧放電原理（電磁風(fēng)）構(gòu)成的真空斷路器在線測量方法。
概括起來看，各有特點(diǎn)。它們雖然也能在特定的情況下，獲取真空滅弧室因漏氣而導(dǎo)致真空斷路器斷口開斷能力下降的信號(hào)，經(jīng)過電化處理達(dá)到告警、閉鎖的目的。若要全面推廣使用還有許多問題可以商榷。
圖1 人工中性點(diǎn)法示意圖
就人工中性點(diǎn)法的方法來看（見圖1），圖中的C、R用高壓電容或者高值電阻來形成人工中性點(diǎn)，盡管整體回路阻（抗）值或很大（用高壓電容構(gòu)成時(shí)容抗很大），在正常工作狀態(tài)下對(duì)整個(gè)系統(tǒng)確實(shí)沒有多大影響。用高壓電位與N（接地）點(diǎn)參考來進(jìn)行真空斷路器是否完好狀態(tài)的檢測，是有一定道理和特點(diǎn)。如果該類方法大量使用，而部分真空斷路器檢修或者故障時(shí)，顯而易見它們是主系統(tǒng)與地之間形成的一個(gè)虛擬接地點(diǎn)，因此在安全工作和繼電保護(hù)的定值計(jì)算，運(yùn)行配網(wǎng)的組織方案上是不能不考慮的。至于其他的方案也不免存在體積大、結(jié)構(gòu)繁、抗干擾差、抗震能力低、數(shù)據(jù)不易遠(yuǎn)傳以及只能對(duì)玻璃外殼或者便于觀察的真空斷路器有效等。因此使這些方法在普及和實(shí)際采納時(shí)都要認(rèn)真考慮實(shí)際影響和可行性。
其實(shí)，真空斷路器的在線檢測也是可以用其他方法實(shí)現(xiàn)的，而且也不算十分復(fù)雜。這個(gè)課題的興趣是測量真空滅弧室的負(fù)壓變化情況。它的要點(diǎn)是在線檢測裝置本身不僅要有較好的電氣絕緣能力和較小的體積、可靠的運(yùn)行性能，還要盡量具備安全規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)合理、使用方便、維護(hù)zui少、周期穩(wěn)定。此外，還要具有數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳和就地告知的雙重功能，通訊方面也要具備標(biāo)準(zhǔn)的傳輸特點(diǎn)，不能象繼電保護(hù)那樣各樹一幟。
要搞好真空斷路器滅弧室在線檢測的工作必須符合當(dāng)前電網(wǎng)的運(yùn)行機(jī)制和反饋要求，否則一相情愿的結(jié)果也只能解決一個(gè)局部問題而帶來一些不必要的重復(fù)工作或累贅。
3 具體方法的實(shí)現(xiàn)
實(shí)現(xiàn)的基本方法是利用機(jī)械傳感器來改變光纖傳輸光信號(hào)的折射角度和導(dǎo)通量，以改變接受端光纖的傳送量，然后經(jīng)過后續(xù)處理電路來判別、處理、傳訊等工作，從而達(dá)到在線檢測的目的。利用這個(gè)方法的好處是：
?。?） 可以很好地解決高壓電器對(duì)地的絕緣問題。
?。?） 檢測靈敏度不但實(shí)際而且比較高。
?。?） 對(duì)光電、磁場、輻射、震動(dòng)以及環(huán)境污染等都有比較強(qiáng)的抗拒能力。
?。?） 結(jié)構(gòu)簡單，與真空滅弧室自成一體
?。?） 使用非常方便，基本無需檢修。
?。?） 具有實(shí)現(xiàn)就地和遠(yuǎn)方監(jiān)控的基本條件。
?。?） 壽命持久，基本與真空滅弧室同等壽命。
（8） 成本低廉。
在真空滅弧室的頂或地蓋部有一個(gè)壓力檢測部件——傳感器（波紋管、彈性薄膜或者其他彈性元件下同），在其內(nèi)部設(shè)有一個(gè)輔助張力元件，以增強(qiáng)檢測器件的抗疲勞能力。在檢測器件頂部還設(shè)有調(diào)整裝置和信息傳遞元件一道構(gòu)成信息傳感器。在正常情況下，壓力檢測部件（在真空滅弧室內(nèi)部呈現(xiàn)高度真空狀態(tài)下）受外界自然大氣壓的作用呈現(xiàn)高度壓縮狀態(tài)。當(dāng)真空滅弧室有泄漏后（外界大氣進(jìn)入），將會(huì)改變真空滅弧室的內(nèi)部真空度壓力，從而迫使壓力檢測部件改變它的壓縮狀態(tài)，啟動(dòng)信息傳感器、改變發(fā)射與接收光纖的光源傳遞接合部；改變光纖B接受光纖A的照射量。后繼處理電路（見圖2）的光電轉(zhuǎn)換器G1隨著光纖B的傳送量改變而改變IC1（運(yùn)算放大器）的輸出參量。然后經(jīng)過后繼處理電路對(duì)此參量進(jìn)行再一次加工，以zui終達(dá)到報(bào)警、閉鎖目的。
圖2 在線檢測基本方法示意圖
該方法的可行性不僅具有選材方便、整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理、電氣絕緣能力較高的優(yōu)點(diǎn)，而且實(shí)現(xiàn)方法簡單和即使斷路器嚴(yán)重事故時(shí)也不會(huì)因?yàn)闄z測裝置的存在而給電網(wǎng)造成額外影響。該方法可實(shí)施的理由是：
?。?） 用特殊材料制造的檢測器件具有自由恢復(fù)鋼度好，測量能力可以達(dá)到10-7。
?。?） 有機(jī)光纖具有較好的導(dǎo)光性能（短距），并且自身轉(zhuǎn)換特性具有一定的線性能力。
?。?） 有機(jī)光纖具有較好的電氣絕緣能力，平均可以達(dá)到每kV/cm以上。
?。?） 有機(jī)光纖在短距離內(nèi)傳送信號(hào)不需要做專門的光電轉(zhuǎn)換工作。
?。?） 有機(jī)光纖的柔韌性、防腐能力、阻燃能力比較好，比較適合此項(xiàng)目使用。
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