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正确认识真空开关真空度检测的重要性

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来源:仪天成电力  时间:2017/12/07  阅读:

      真空开关问世四十年来,由于其具有体积小,重量轻,寿命长,可靠性高,维护简单等(děng)一系列优点,在配电系统(tǒng)中得到了广泛应用。其中(zhōng)可靠性一项,据国外的调查,使用真空(kōng)开关(guān)的(de)年故(gù)障率在千分之一以下,远低于油开关的年故障率,而其中70%-80%为机械上的(de)故障,真(zhēn)空灭弧(hú)室的年故障率低于0.01%。但国产(chǎn)真空开关的质量与工业发(fā)达国家(jiā)的产品相比,可靠性方(fāng)面仍有较大差距。特别是真空灭弧室,各厂家间(jiān)质量参差不齐,即使是一些知名厂家的产品,质量也不稳定。因此对真空开关真空度的检测应有一个正确认识(shí)。
  真空开关的绝缘和灭弧介质是真空。真(zhēn)空灭(miè)弧室(shì)成品出厂时灭弧室内(nèi)压强一般(bān)要求在10-5Pa以上。随着存放和运行时间的增加,灭弧室内的压强会逐渐增(zēng)加(jiā),使灭弧室终失(shī)效。真空灭弧室内压强(qiáng)升高的原因(yīn):一方面是由于机械损坏导致波纹管破裂,使灭弧室内部与大气相通;另一方面是由于材料放气和灭弧室漏气,这是大部(bù)分运行中的灭弧室失效的主要原(yuán)因。
  真空灭弧室的波纹管是保证动触头在一定范围内运(yùn)动(dòng)和长期使灭弧室保持高真空的重(chóng)要元件,要求有很高的机械寿命。波纹管本身存在的装配、材料(夹杂、微裂纹、划伤)等方面的缺陷(xiàn)都会严(yán)重影响真空灭弧室的寿(shòu)命。同(tóng)时真空开关的工作(zuò)条件、操作机构的(de)安装调整质量等都会影响波纹管的使用寿命。YTC2110电压互感器负荷箱是(shì)检验(yàn)电压互感器(qì)时,专门提供的各种有效负载,是全自动互感器校验台及现场互感器误差(chà)测试的理想(xiǎng)配套产品。
  材料放气和(hé)灭弧室漏气是使真空灭弧室内压强升高的另(lìng)一个原因。引起真空度发生变化的材(cái)料放气包括材料表面吸附的气体和触头材料中所含的气体杂质。有研究表明,在经过有限次的分合后,气体(tǐ)的析出与触头电(diàn)弧蒸散生成物的吸气可以达到平衡,不再影响灭(miè)弧室真空度的变化。同时气体的渗(shèn)透也会造成(chéng)真空灭弧室压强的升高。但由(yóu)于渗透率较小,因此渗透现象对灭弧室压强升高的影响并(bìng)不明显。
  而引起真空灭弧室压(yā)强持续升(shēng)高的重要的原因是漏孔漏(lòu)气。理(lǐ)想(xiǎng)真空室的(de)漏气率应为零(líng),但在实际应(yīng)用中是不可能的。在(zài)真(zhēn)空灭弧室的制造过程中,通过(guò)氦质谱检漏仪可以(yǐ)检测出漏气率大(dà)于1x10-7Torr•升/秒(miǎo)(1Torr=133.322Pa)的产(chǎn)品。而通过静置存放可以将漏气率大于1x10-11Torr•升/秒的产(chǎn)品检出。但是(shì)如果要求真空灭弧室能达到(dào)使用(yòng)寿命(一般为10-20年),那么由公式:
  Q=V(P2-P1)/T
  式中:Q—漏气率(Torr•升/秒(miǎo));
  V—真空灭弧室的内部容积;
  P—真(zhēn)空灭弧室的内部真空压力。
  可算出灭弧室的允许漏气速率只能达到10-13数量级。而(ér)气体渗(shèn)透的(de)速率已经接(jiē)近这个允许值。因此1x10-11Torr•升/秒的漏气率对(duì)灭弧(hú)室的使用寿命仍有较大影响。而一些存在制造缺陷的真空(kōng)灭(miè)弧室会在运行过程中因各种因(yīn)素导致(zhì)漏气加剧,这更大(dà)大(dà)缩短了真空灭弧室的使用寿命。
  由上述分析可以看出,即使是一个质量完全合格的真空灭弧室,在运行过程中内部压强也始终处于不断变化之中(zhōng)。由(yóu)于(yú)真空灭(miè)弧室内压强的升高是一个动态的(de)过程,而每个灭(miè)弧室的内部压强、漏气率又有着很大差异,因此(cǐ)要准确判断灭弧(hú)室失效的时间十分困难。特别是对于一些使用时间较长的真空开关,如果缺乏有效的监控,对设备的安(ān)全(quán)运(yùn)行是十分不利的。
  目前对运行中的真空开关一般采用(yòng)工(gōng)频耐压法作(zuò)为真空灭弧室真空度检测的主要(yào)手段。这(zhè)种方法操作(zuò)十分简单。但是由于在10-2Pa以上,击穿电压不再随着压强的下降而增大。因(yīn)此工频耐压法只能定性的判断灭弧室内真空度的上限。实际测量中,当真(zhēn)空灭弧室内压强高于(10-1-10-2)Pa甚至达到1Pa时击(jī)穿电压也没有实际下降。因此采用这种方(fāng)法测量精确度很低,只能定性判断出一些严(yán)重漏气劣化的灭弧(hú)室(shì),而对处于(yú)临界状态的灭弧室无能为力。因此仅靠定性的真空度检测方法是无法保证设备在试验周期内的安(ān)全(quán)稳定运行。
  真空灭弧室真空度检测理想的方法应该是在线监测。但是这种方法大都停(tíng)留在理论上。特别是对(duì)于(yú)手(shǒu)车(chē)柜这一类型的开关柜,更是无能为力。目(mù)前真空(kōng)度定量检测的方法有磁控法等(děng)多种。但测量时需将真空灭弧室拆下(xià),过程比较复杂,这使得(dé)使用者不愿开展这项工作。而现在出现的一些不需拆卸(xiè)灭弧室的测试方(fāng)法,在准确性上又不尽如人意(yì)。因此(cǐ),如何确定真空开关真空度定量检测的周期、对象等,是一(yī)个值(zhí)得深入探讨的问题。



 

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