[发明专利]12kV真空灭弧室在线检测真空度、温度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是输配电断路器设计制造技术领域，应用于中压输配电设备，具有真空度、温度在线检测的12kV新型真空灭弧室。

背景技术

随着真空开关在中低压领域越来越普遍地应用，真空灭弧室的真空度成为用户关心的重点。因为只有在一定的真空度下，真空开关的可靠性才能得到保证。真空灭弧室真空度的测试， 随所处场合不同而有不同的要求。从大的方面来说，可分为离线检测和在线检测两大类。离线检测的方法有很多，而且发展得也比较成熟。在线检测要在不改动开关主 体结构及运行状态的前提下，随时监测其真空度的变化。目前，国内外还无法实现真空度的直接测量，用于真空度在线检测的两种间接方法是耦合电容法和电光变换法。耦合电容法是根据局部放电测量原理提出来的。设被测真空灭弧室的带电触头至中间屏蔽罩 间的耐压强度由于真空度降低而下降，则当工频电压从零点升至某一值时，带电触头和屏蔽 罩之间的等值电容发生放电，该局部放电信号可通过位于屏蔽罩与接地箱壳之间的两个局部放电探头进行在线监测。

目前断路器温度的在线检测，主要针对断路器接插件和母线搭接点的温度变化情况，还没有涉及到能检测真空灭弧室触头温度的装置和技术。

发明内容

本发明的目的是针对上述真空灭弧室真空度在线检测的两种间接方法所存在的缺陷，提供一种新的真空度在线检测真空灭弧室的方法和能同时实现真空灭弧室、触头温度在线检测的真空灭弧室及其控制器。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：利用电光技术在线检测真空灭弧室的真空度，由图所示。当灭弧室内的真空度正常时，仅需几百V的电压就可维持带电触头与中间屏蔽罩之间由场致发射引起的电子电流。屏蔽罩积累的负电荷使其负电位几乎达到电极电压峰值。当灭弧室内真空度劣化时，灭弧室内的气体密度变大，场致发射的电子被气体分子吸附后成为负离子。由于负离子质量大，漂移速度慢，使得上述电子电流减小，屏蔽罩绝对值电位降低。当灭弧室内真空度劣化为大气压力时，场致发射电子全部被气体分子吸附为负离子。由于离子在电场下漂移形成的阻性电流很小，与容性电流相比可以忽略不计，故大气条件下，屏蔽罩电位由C1(导电杆与屏蔽罩之间的分布电容)和C2(屏蔽罩与机壳之间的分布电容)的分压决定。因此，通过屏蔽罩电位的变化过程可推知灭弧室内真空度的劣化过程。

一般真空灭弧室的屏蔽罩，金属部分完全密封在灭弧室中，其电位的变化无法直接测试。但通过屏蔽罩电位的变化会引起屏蔽罩附近电场的变化，故通过放置于屏蔽罩附近的Pockels电场探头可以测知屏蔽罩电位的变化，亦即可以进行真空度的在线测试。

屏蔽罩电场是指灭弧室绝缘壳外屏蔽罩部位与接地机架之间形成的电场，当真空开关结构一定时，仅与系统电压有关。为解决Pockels电场探头温度特性较差的问题，选用了温度特性及电场灵敏度完全一样的三个电场探头，分别安装于真空开关三相真空灭弧室的屏蔽罩附近，将三路电场信号及环境温度信号同时输入计算机进行对比分析（同时实现了真空灭弧室触头温度的检测），从而消除由于温度波动带来的测量误差。为解决三相灭弧室外部电场分布的不均匀，进而影响测量灵敏度的问题，本发明在Pockels电场探头的绝缘支撑件中插入一高压电容C2。该电容的耐压高、电容值很小，不影响整体绝缘配合，但可为电场探头提供一测量基准，从而提高了整个系统的测量灵敏度。

采用本技术方案的有益效果：具有真空、温度在线检测的真空灭弧室，能同时实现真空灭弧室内触头温度在线检测和真空灭弧室内真空度的在线检测，克服了耦合电容和光电变换两种间接检测的缺陷。

附图说明

图1为12KV具有真空度、温度在线检测的方法示意图。

图中：1-高压部份、2-真空灭弧室、3-触头、4-屏蔽罩、5-电场探头。

具体实施方式

本发明所述的12KV真空灭弧室在线检测真空度及温度的方法，具体实施方式，对照附图再说明如下。

如图1所示，它由高压部分1、真空灭弧室2、触头3、屏蔽罩4、电场探头5组成，采用温度特性及电场灵敏度完全一样的三个电场探头5，分别安装在真空开关三相真空灭弧室2的屏蔽罩4附近，并将三路电场信号及环境温度信号同时输入计算机进行对比分析，实现真空灭弧室2内触头3温度的检测，从而消除由于温度波动带来的测量误差，为了解决三相真空灭弧室外部电场分布不均匀而影响测量灵敏度，采用Pockels电场探头5的绝缘支撑件中插入一高压电容C2，该电容耐压高，电容值很小，为电场探头5提供一测量基准，从而提高测量灵敏度。