1 引言 真空斷路器由于滅弧能力強(qiáng)、電氣壽命長(zhǎng)、現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)方便、技術(shù)含量高等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)基本建設(shè)及無(wú)油化改造中，被廣泛選用。尤其是在l0kV電壓等級(jí)，真空斷路器已經(jīng)成為高壓斷路器的首選型式。然而，在運(yùn)行中的真宅斷路器滅弧室，其真空度有可能因?yàn)樵S多原因在不知不覺中下降，按常規(guī)，我們只有在定期的預(yù)試時(shí)才能發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的缺陷。如果在預(yù)試周期內(nèi)，真空滅弧室內(nèi)氣體壓強(qiáng)升至1xl0-1Pa以上時(shí)，將完全有可能因?yàn)檎婵斩鹊南陆凳箶嗦菲髟诙搪饭收戏珠l時(shí)動(dòng)、靜觸頭之間產(chǎn)生放電擊穿，使真空滅弧室不能有效滅弧，嚴(yán)重情況下真空斷路器將發(fā)生爆炸，造成設(shè)備損壞事故以及輸電線路停電，導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，如何才能實(shí)時(shí)在線觀測(cè)到真空斷路器滅弧室的真空度，以防范事故于未然？這已經(jīng)成為電力系統(tǒng)十分關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。 　　 本文介紹成都旭光股份有限公司研發(fā)的ZXC型在線真空監(jiān)測(cè)器的工作原理、現(xiàn)場(chǎng)安裝方法以及在云南電網(wǎng)公司滇西供電局的應(yīng)用情況。 2 真空監(jiān)測(cè)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(guò)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(nèi)的氣體壓強(qiáng)轉(zhuǎn)換成離子流信號(hào)。在l0kV電網(wǎng)中，真空傳感器通過(guò)離子柱對(duì)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(wǎng)每一相的對(duì)地電壓，將滅弧室內(nèi)的真空壓強(qiáng)轉(zhuǎn)換成安全的電信號(hào)，傳遞給顯示器顯示出滅弧室內(nèi)的氣體壓強(qiáng)。原理見圖1所示。 　 在線真空監(jiān)測(cè)裝置的顯示方法是根據(jù)真空傳感器離子流特性曲線（見圖2）和輸配電電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行條件統(tǒng)籌考慮而設(shè)計(jì)的。 由于輸配電電網(wǎng)相對(duì)地電壓是波動(dòng)的，并且受各種強(qiáng)信號(hào)干擾（如雷電、脈沖電信號(hào)、強(qiáng)磁場(chǎng)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(duì)地電壓是交流電壓，在滅弧室內(nèi)氣體壓強(qiáng)低于5×10-3Pa時(shí)，真空傳感器幾乎不產(chǎn)生離子流：當(dāng)滅弧室內(nèi)氣體壓強(qiáng)高于5×10-1Pa以后，其離子流處于飽和狀態(tài)。為了實(shí)現(xiàn)在線真空監(jiān)測(cè)裝置穩(wěn)定的顯示效果，設(shè)汁方面采取了以下措施：氣體壓強(qiáng)相隔半個(gè)數(shù)量級(jí)顯示。當(dāng)氣體壓強(qiáng)低于5×10-3Pa時(shí)，顯示<5×10-3Pa。高于5×10-1Pa時(shí)，顯示>1×10-1Pa。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)與理論分析，真空滅弧室氣體內(nèi)部壓強(qiáng)<1×10-2Pa時(shí)，滅弧室性能與耐電性能正常。所以在顯示此類壓強(qiáng)（<5x10-3Pa、5x10-3Pa、1x10-2Pa）同時(shí)，真空等級(jí)指示為安全，綠色指示燈亮。當(dāng)滅弧室內(nèi)氣體壓強(qiáng)上升至5x10-2Pa時(shí)，真空滅弧室性能和耐電壓性能也正常，但是處于臨界狀態(tài)，如果氣體壓強(qiáng)繼續(xù)上升。其耐電壓性能就明顯下降。在峰值大電流通過(guò)情況下分閘，真空滅弧室就起不到滅弧作用。所以蔣此壓強(qiáng)設(shè)定為過(guò)渡性真空壓強(qiáng)。用橙色指示燈表示，同時(shí)發(fā)出短時(shí)（一次20s左右）提示性報(bào)警，提醒工作人員滅弧室內(nèi)氣體壓強(qiáng)已經(jīng)上升至臨界狀態(tài)，應(yīng)該立即進(jìn)行更換。 2.2 基本性能 用于10kV電網(wǎng)的真空度在線監(jiān)測(cè)，目前成都旭光電子股份有限公司已經(jīng)根據(jù)客戶需求研發(fā)ZXC-1，ZXC-2，ZXC-3三種型號(hào)的監(jiān)測(cè)裝置。三種型號(hào)各有用途，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選配。 ZXC-1型適用于單臺(tái)斷路器柜，面板可以顯示A，B，C相別以及與之對(duì)應(yīng)的滅弧室真空度，三色燈顯示真空安全等級(jí)，根據(jù)使用要求，裝置可以增加計(jì)算機(jī)信號(hào)轉(zhuǎn)換功能，可遠(yuǎn)距離（最遠(yuǎn)距離1000米）傳遞給電腦顯示。 ZXC-2型適用于l～79臺(tái)斷路器柜集中循環(huán)監(jiān)測(cè)顯示，比較適臺(tái)于老站改造。其面板可以顯示斷路器柜號(hào)和A，B，C相別以及與之對(duì)應(yīng)的滅弧審真空度，三色燈顯示真空安全等級(jí)。裝置可以逐臺(tái)、逐相、循環(huán)檢測(cè)顯示變電站內(nèi)各臺(tái)真空斷路器柜內(nèi)所有真空滅弧室的氣體壓強(qiáng)情況。由于技術(shù)原因，該裝置還不能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)信號(hào)轉(zhuǎn)換功能。 ZXC-3型在線真空監(jiān)測(cè)器適用于單臺(tái)真空斷路器，將從每相離子拄取來(lái)的安全測(cè)量信號(hào)，轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)信號(hào)；該裝置可用于老站改造，也可以用于新站建設(shè)，可以將多臺(tái)裝置輸出信號(hào)并聯(lián)，遠(yuǎn)距離傳輸給電腦進(jìn)行顯示，是未來(lái)無(wú)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(guān)柜儀表箱處。用戶可在正常輸電情況下，不用斷電，就可隨時(shí)知道斷路器內(nèi)三只滅弧室的真空度情況。 3 使用效果評(píng)價(jià) 旭光公司早在2000年10月份就研制出這一套真空度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)在電力設(shè)備中投入試運(yùn)行。2001年8月該在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)了由來(lái)自中國(guó)電力科學(xué)院電力開關(guān)所、西高所等全國(guó)13位專家的技術(shù)鑒定。 2003年7月石南省滇西供電局結(jié)合110kV清華洞變電站10kV 13臺(tái)GG-1A柜斷路器無(wú)油化改造，采用了ZN28-12分裝式斷路器帶在線真空監(jiān)測(cè)器（ZXC-2型）。由于云南電力系統(tǒng)此前還沒有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，該在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在滇西供電局作為試點(diǎn)項(xiàng)目，該裝置投人運(yùn)行之后，我們可以在一次系統(tǒng)不停運(yùn)的狀態(tài)下十分清楚地觀測(cè)到真空滅孤室真空度數(shù)據(jù)，改變了原來(lái)只有在定檢預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)才能得到設(shè)備健康狀況數(shù)據(jù)的局面，對(duì)提高設(shè)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(jīng)過(guò)了2年多的運(yùn)行，效果良好。該裝置監(jiān)測(cè)技術(shù)構(gòu)思新穎，設(shè)計(jì)合理。配套使用方便，產(chǎn)品為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，在真空斷路器真空度在線監(jiān)測(cè)方面具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。 4 使用中存在的不足與改進(jìn)措施 首先這套在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)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(wú)油化改造方案時(shí)就一并考慮，否則會(huì)造成重復(fù)更換真空滅弧室的經(jīng)濟(jì)損失。這將使該在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在已經(jīng)進(jìn)行過(guò)無(wú)油化改造的變電站中的推廣應(yīng)用受到了一定的阻礙。但是隨著電力系統(tǒng)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)需求的日益增長(zhǎng)和談項(xiàng)技術(shù)的口趨完善，真空斷路器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)將會(huì)得到越來(lái)越多的工程技術(shù)人員和設(shè)計(jì)人員的認(rèn)可與采納。 其次，由于我局安裝該系統(tǒng)時(shí)，1lOkV清華洞變電站還沒有進(jìn)行綜合自動(dòng)化站改造，所以當(dāng)時(shí)該在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上沒有考慮與監(jiān)控系統(tǒng)的通訊接口問(wèn)題以致在綜合自動(dòng)化改造之后，該系統(tǒng)信號(hào)不能接入后臺(tái)機(jī)，更不能把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)傳。不過(guò)，這一點(diǎn)已經(jīng)可以通過(guò)上面介紹的ZXC-3型監(jiān)測(cè)器解決，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要增設(shè)與計(jì)算機(jī)通訊的輸出接口配上專用軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。