1 引言 真空斷路器由于滅弧能力強、電氣壽命長、現場維護方便、技術含量高等優點，在電力系統基本建設及無油化改造中，被廣泛選用。尤其是在l0kV電壓等級，真空斷路器已經成為高壓斷路器的首選型式。然而，在運行中的真宅斷路器滅弧室，其真空度有可能因為許多原因在不知不覺中下降，按常規，我們只有在定期的預試時才能發現設備存在的缺陷。如果在預試周期內，真空滅弧室內氣體壓強升至1xl0-1Pa以上時，將完全有可能因為真空度的下降使斷路器在短路故障分閘時動、靜觸頭之間產生放電擊穿，使真空滅弧室不能有效滅弧，嚴重情況下真空斷路器將發生爆炸，造成設備損壞事故以及輸電線路停電，導致嚴重的經濟損失。因此，如何才能實時在線觀測到真空斷路器滅弧室的真空度，以防范事故于未然？這已經成為電力系統十分關注的一個問題。 　　 本文介紹成都旭光股份有限公司研發的ZXC型在線真空監測器的工作原理、現場安裝方法以及在云南電網公司滇西供電局的應用情況。 2 真空監測裝置工作原理及基本性能 2.1 工作原理 真空滅弧室在制造過程中，靜觸頭端安裝了真空傳感器，真空傳感器的功能就是將滅弧室內的氣體壓強轉換成離子流信號。在l0kV電網中，真空傳感器通過離子柱對地形成回路，離子柱的一端與傳感器相連，另一端接地，利用l0kV電網每一相的對地電壓，將滅弧室內的真空壓強轉換成安全的電信號，傳遞給顯示器顯示出滅弧室內的氣體壓強。原理見圖1所示。 　 在線真空監測裝置的顯示方法是根據真空傳感器離子流特性曲線（見圖2）和輸配電電網實際運行條件統籌考慮而設計的。 由于輸配電電網相對地電壓是波動的，并且受各種強信號干擾（如雷電、脈沖電信號、強磁場變化等），從離子流特性曲線可以看出，由于施加在真空傳感器兩端相對地電壓是交流電壓，在滅弧室內氣體壓強低于5×10-3Pa時，真空傳感器幾乎不產生離子流：當滅弧室內氣體壓強高于5×10-1Pa以后，其離子流處于飽和狀態。為了實現在線真空監測裝置穩定的顯示效果，設汁方面采取了以下措施：氣體壓強相隔半個數量級顯示。當氣體壓強低于5×10-3Pa時，顯示<5×10-3Pa。高于5×10-1Pa時，顯示>1×10-1Pa。經過多次試驗與理論分析，真空滅弧室氣體內部壓強<1×10-2Pa時，滅弧室性能與耐電性能正常。所以在顯示此類壓強（<5x10-3Pa、5x10-3Pa、1x10-2Pa）同時，真空等級指示為安全，綠色指示燈亮。當滅弧室內氣體壓強上升至5x10-2Pa時，真空滅弧室性能和耐電壓性能也正常，但是處于臨界狀態，如果氣體壓強繼續上升。其耐電壓性能就明顯下降。在峰值大電流通過情況下分閘，真空滅弧室就起不到滅弧作用。所以蔣此壓強設定為過渡性真空壓強。用橙色指示燈表示，同時發出短時（一次20s左右）提示性報警，提醒工作人員滅弧室內氣體壓強已經上升至臨界狀態，應該立即進行更換。 2.2 基本性能 用于10kV電網的真空度在線監測，目前成都旭光電子股份有限公司已經根據客戶需求研發ZXC-1，ZXC-2，ZXC-3三種型號的監測裝置。三種型號各有用途，用戶可以根據實際需要進行選配。 ZXC-1型適用于單臺斷路器柜，面板可以顯示A，B，C相別以及與之對應的滅弧室真空度，三色燈顯示真空安全等級，根據使用要求，裝置可以增加計算機信號轉換功能，可遠距離（最遠距離1000米）傳遞給電腦顯示。 ZXC-2型適用于l～79臺斷路器柜集中循環監測顯示，比較適臺于老站改造。其面板可以顯示斷路器柜號和A，B，C相別以及與之對應的滅弧審真空度，三色燈顯示真空安全等級。裝置可以逐臺、逐相、循環檢測顯示變電站內各臺真空斷路器柜內所有真空滅弧室的氣體壓強情況。由于技術原因，該裝置還不能實現計算機信號轉換功能。 ZXC-3型在線真空監測器適用于單臺真空斷路器，將從每相離子拄取來的安全測量信號，轉換成計算機信號；該裝置可用于老站改造，也可以用于新站建設，可以將多臺裝置輸出信號并聯，遠距離傳輸給電腦進行顯示，是未來無人值守變電站與電氣化鐵路首選。 離子柱可以安裝在ZN28A等分體式真空斷路器上，也可以安裝在VS1等真空斷路器上，安裝方式分別見圖3、圖4，斷路器中每只帶有傳感器的真空滅弧室各接一根離子柱，顯示器安裝在開關柜儀表箱處。用戶可在正常輸電情況下，不用斷電，就可隨時知道斷路器內三只滅弧室的真空度情況。 3 使用效果評價 旭光公司早在2000年10月份就研制出這一套真空度在線監測系統，同時在電力設備中投入試運行。2001年8月該在線監測系統通過了由來自中國電力科學院電力開關所、西高所等全國13位專家的技術鑒定。 2003年7月石南省滇西供電局結合110kV清華洞變電站10kV 13臺GG-1A柜斷路器無油化改造，采用了ZN28-12分裝式斷路器帶在線真空監測器（ZXC-2型）。由于云南電力系統此前還沒有運行經驗，該在線監測系統在滇西供電局作為試點項目，該裝置投人運行之后，我們可以在一次系統不停運的狀態下十分清楚地觀測到真空滅孤室真空度數據，改變了原來只有在定檢預防性試驗時才能得到設備健康狀況數據的局面，對提高設備健康水平和提高我局供電可靠性都起到了積極的作用。裝置經過了2年多的運行，效果良好。該裝置監測技術構思新穎，設計合理。配套使用方便，產品為國內首創，在真空斷路器真空度在線監測方面具有國內領先水平。 4 使用中存在的不足與改進措施 首先這套在線監測系統必須使用特殊的、安裝有真空傳感器的真空滅弧室，必須在做斷路器無油化改造方案時就一并考慮，否則會造成重復更換真空滅弧室的經濟損失。這將使該在線監測系統在已經進行過無油化改造的變電站中的推廣應用受到了一定的阻礙。但是隨著電力系統對該項技術需求的日益增長和談項技術的口趨完善，真空斷路器在線監測技術將會得到越來越多的工程技術人員和設計人員的認可與采納。 其次，由于我局安裝該系統時，1lOkV清華洞變電站還沒有進行綜合自動化站改造，所以當時該在線監測系統上沒有考慮與監控系統的通訊接口問題以致在綜合自動化改造之后，該系統信號不能接入后臺機，更不能把監測數據實時進行遠傳。不過，這一點已經可以通過上面介紹的ZXC-3型監測器解決，用戶可以根據實際需要增設與計算機通訊的輸出接口配上專用軟件進行遠程監控。