[发明专利]高压真空断路器灭弧室真空度监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及真空断路器在线检测技术领域，特别涉及真空断路器的真空灭弧室的真空度的监测。

背景技术

真空断路器是一种广泛使用在输变电工程的电力开关设备，在国内外高压和超高压配电网络中占有主导地位。真空断路器一旦发生故障极易引起十分严重的后果，不仅会引起自身设备损坏，更有可能引发大规模电网故障。真空断路器的故障往往是由于真空度降低所致，根据国家规定，真空灭弧室内的气体压强应低于1.33×10^-2Pa。由于真空灭弧室存在缓慢漏气现象，真空度会随着使用时间的延长呈现持续降低的趋势，当到达某一临界阈值时，就会引发安全危险隐患。现有技术对检验真空灭弧室真空度的方法，是把真空断路器退出运行，然后用试验变压器在真空灭弧室触头间隙上加工频高压，观测触头间隙耐受电压的情况。当真空灭弧室的真空度显著下降时，触头间隙的击穿电压将显著降低，由此来判断真空灭弧室的真空度情况。这一方法要求把真空断路器退出运行，只能在设备检修时进行，无法进行在线检测。为了及时发现故障，提高真空断路器的安全运行水平和供电的可靠性，真空断路器的使用部门迫切希望对真空灭弧室真空度实现在线监测，使真空断路器运行的同时监测其真空灭弧室的真空度。伴随着国家智能电网和基于可靠性检修体制的不断发展,在线监测灭弧室真空度已成为智能断路器的新要求，特别是对于35kV、72.5kV及以上电压等级的真空断路器采用在线监测手段及时掌握灭弧室真空度状况更具实用价值和意义。

针对上述技术问题，已有一些在线检测真空断路器灭弧室真空度的技术方案出现，如中国专利01109050.2所公开的，其主要特征是在真空灭弧室内，在具有一定电场强度的位置处，设置由浮电位体构成的放电间隙，当真空灭弧室处在正常范围的运行电压和真空度时，放电间隙不放电:而当真空灭弧室的真空度降低，导致绝缘强度降低时，放电间隙放电，通过探测放电间隙的放电情况，在线检测真空灭弧室的真空度，其缺陷在于改变了真空灭弧室的结构。目前还有其他一些真空度检测的方法，如高频放电法、吸气膜法、电位法等。然而，这些方法无法解决检测设备对真空断路器正常运行的影响，尚未有投入实用的报道。

发明内容

本发明的目的是为了克服己有真空灭弧室真空度检测技术采样困难和无法进行在线检测的不足，提出一种高压真空断路器灭弧室真空度监测装置，该装置具有在线检测、实现简单和运行可靠的优点。

本发明高压真空断路器灭弧室真空度监测装置的技术方案是：

一种高压真空断路器灭弧室真空度监测装置，灭弧室内包括有动触头、静触头、屏蔽罩，其特征是在于在灭弧室静端端盖静导电杆旁边位置设有传感器，该传感器的感应器由玻璃泡密封并通过连接管与灭弧室连通，使玻璃泡内的真空度与灭弧室内的真空度一致，传感器的输出信号连接到监测系统的输入端。将传感器设置在灭弧室静端，有利于安装和减小震动，传感器的感应器由玻璃泡密封，通过连接管与灭弧室连通，使感应出来的参数与灭弧室内的参数直接完全相同，是灭弧室内真空度状态的真实反映，而且距离灭弧室内部构造较远，不会对灭弧室内的电场分布产生干扰。

所述传感器的结构为：与升压电路产生的测试高压连接的两探测电极从玻璃泡两端密封伸入，两探测电极之间的最小距离小于动触头和静触头之间的最大距离；一个光敏元件设置在玻璃泡的一侧，光敏元件的两引出线构成传感器的信号输出端。所述升压电路的升压变压器与振荡电路连接，将电压升高提供给两探测电极。所述两探测电极之间的最小距离h为动触头和静触头之间的最大距离的10-20%，相应的，两探测电极之间的电压可以小于动触头和静触头之间的电压。这种结构实质是灭弧室的微型化，由于玻璃泡与灭弧室直接连通，光敏元件产生的阻值变化真实反映了灭弧室内真空度变化。

作为第二种实施方案，所述传感器的结构还可以为：通过连接管与灭弧室连通的密封盒体内设置平板形电容器，该电容器两极板之间的距离d为10-100μm，两极板的引出线构成传感器的信号输出端。因为真空度与介质常数相关，介质常数的变化可以通过电容量的变化产生电压变化量而被提取。d的缩小，有利于提高电容器电容量变化的幅度。

所述连接管为金属毛细管，其孔径为0.5-2mm。采用金属毛细管，是因为其具有可焊接、耐压力、抗震等所必需的特性。

所述传感器设置在金属屏蔽盒内，可以防止外界对传感器的电磁干扰。