燕山大學畢業(yè)設計（論文）摘要真空斷路器作為一種優(yōu)點較多的開關(guān)設備，不管是在電力系統(tǒng)還是牽引供電系統(tǒng)中，都得到了廣泛的應用。因為其滅弧能力強、電氣壽命長、現(xiàn)場維護方便、技術(shù)含量高等優(yōu)點，在中低壓設備中常作為首選。但是在我多年的工作中，也遇到了許許多多真空斷路器存在的問題，例如由于真空斷路器滅弧能力過強導致其用在電容補償系統(tǒng)中時就經(jīng)常產(chǎn)生截流過電壓，從而導致電容器的損壞，引起母線避雷器的頻繁動作。真空滅弧室在工作中需要保持較高的真空狀態(tài)，而大氣壓力的存在對其密封性提出了很高的要求。由于真空滅弧室漏氣的問題仍然不能解決，現(xiàn)在的技術(shù)監(jiān)測手段又不過關(guān)，周期性的預防性試驗又不能及時的發(fā)現(xiàn)真空滅弧室運行中存在的隱患，所以真空斷路器在運行中因真空滅弧室真空度下降引起的故障時有發(fā)生。我在朔黃鐵路肅寧分公司工作的幾年中共發(fā)生了5起因滅弧室真空度降低導致的滅弧失敗而引發(fā)真空斷路器燒毀，保護越級動作，事故范圍擴大。在機械結(jié)構(gòu)上，由于真空滅弧室內(nèi)動靜觸指采用的是面接觸，這就要求開關(guān)閉合后需要一定的超程來保證接觸壓力，使斷路器的結(jié)構(gòu)變得復雜，操動機構(gòu)容易損壞，分合閘偶爾出現(xiàn)拒動等問題。本文通過闡述真空斷路器的工作原理和部分事故案例，探討解決這些問題的方法和措施，以達到電力系統(tǒng)安全運行的目的。關(guān)鍵詞：真空斷路器；真空滅弧室；真空度下降；事故案例分析

目錄摘要 I目錄 II第一章真空斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理 11.1真空斷路器的基本組成 11.2真空滅弧室的構(gòu)成及作用 1第2章真空斷路器存在的問題 32.1真空滅弧室的問題 32.1.1事故案例一 32.1.2事故案例二 52.2操動機構(gòu)的問題 82.2.1合閘彈跳對真空斷路器的影響 82.2.2超行程及接觸壓力對真空斷路器的影響 8第3章故障原因分析 103.1故障原因分析一 103.2故障原因分析二 103.3故障原因分析三 10第4章解決問題的對策 114.1提高真空滅弧室的生產(chǎn)工藝 114.2提高斷路器的整體裝配質(zhì)量 114.3選擇合適的操動機構(gòu)和真空滅弧室 114.4避免開關(guān)柜主回路磁場對滅弧室磁場的影響 124.5增加真空度在線監(jiān)測裝置 124.5.1滅弧室真空度在線監(jiān)測工作原理 124.5.2在線監(jiān)測解決的現(xiàn)場問題 144.5.3我的在線監(jiān)測設計思路 14結(jié)論 16參考文獻 17致謝 18個人簡介 19第一章真空斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理1.1真空斷路器的基本組成真空斷路器主要由操動機構(gòu)、支撐用的絕緣子和真空滅弧室組成。根據(jù)真空滅弧室和操動機構(gòu)的相對位置，真空斷路器分為如下五種形式：落地式、懸掛式、綜合式、支架式、全封閉組合式。操動機構(gòu)分為電磁操動機構(gòu)、彈簧操動機構(gòu)、液壓操動機構(gòu)、氣動操動機構(gòu)、彈簧液壓操動機構(gòu)五種類型。1.2真空滅弧室的構(gòu)成及作用真空滅弧室是真空斷路器中最重要的部分。真空滅弧室主要由絕緣外殼，屏蔽罩，波紋管和動、靜觸頭等組成。真空滅弧室的外殼可以用硬質(zhì)玻璃、高氧化鋁陶瓷和微晶玻璃制成，其作用是支持動、靜觸頭和屏蔽罩等金屬部分。在選材時要充分考慮材料的抗壓強度、抗拉強度、沖擊強度、空氣中沿面閃絡電場強度等性能。外殼兩端配以密封的金屬蓋，以確保滅弧室內(nèi)的高真空度。

真空滅弧室常用的屏蔽罩有主屏蔽罩、波紋管屏蔽罩和均壓屏蔽罩。主屏蔽罩環(huán)繞著電弧間隙，其主要作用有：

一、有效防止真空滅弧室開斷電流時形成的金屬蒸汽噴濺到絕緣外殼的內(nèi)表面，使內(nèi)表面的絕緣性能下降。

二、交流電流過零時使滅弧室內(nèi)剩余的金屬蒸汽和導電粒子快速擴散到屏蔽罩上冷卻、復合和凝結(jié)，有利于電流過零后弧隙介質(zhì)強度的提高，改善了滅弧室的開斷性能。

三、屏蔽罩的存在會影響動靜觸頭間的電場分布，設計合理時有利于觸頭間絕緣強度的提高。

波紋管屏蔽罩包在波紋管四周，防止金屬蒸汽濺落在波紋管上，妨礙波紋管工作并影響其使用壽命。均壓屏蔽罩裝置在觸頭附近，用以改善觸頭間電場分布。

波紋管是動觸頭與大氣側(cè)的動導桿相連接的部分。波紋管的一端和穿過它的動觸桿相焊接，另一端則與金屬端蓋的中孔相焊接。觸頭的最大開距由波紋管允許的伸縮量來決定。波紋管能在動觸頭往復運動時保證真空滅弧室外殼的完全密封。從機械上講，它是真空滅弧室中最薄弱的元件，動靜觸頭每分合一次，波紋管的波紋狀薄壁就要產(chǎn)生一次大的機械變形。長期頻繁和劇烈的變形容易使波紋管因材料疲勞而損壞，導致滅弧室漏氣而無法使用。因此真空滅弧室的機械壽命主要決定于波紋管。

動觸頭位于滅弧室下部，在與其連接的導電桿周圍和外殼之間裝有導向管，以保證動觸頭在上下方向準確地運動。一般在導電桿下方位于滅弧室外部的表面有一個圓點狀標記。可以從它到滅弧室下端相對位置的變化情況觀察到觸頭磨損程度。滅弧室內(nèi)為不低于10-2Pa的高真空狀態(tài)。靜觸頭和動觸頭以及與它相連的導電桿在閉合位置時構(gòu)成導電回路，而在觸頭分離時則形成斷路，斷口處即是產(chǎn)生真空電弧和進行熄弧過程的弧腔。

第2章真空斷路器存在的問題2.1真空滅弧室的問題我在長期的工作中遇到過多次因真空滅弧室滅弧性能不良引起的設備故障，現(xiàn)將兩起比較典型的事故案例進行敘述分析，詳情如下：2.1.1事故案例一2009年7月20日下午，在對朔黃鐵路行唐分區(qū)所231斷路器停電檢修時，遠動主站遙控操作分閘231斷路器后，控制室儀表顯示231斷路器還有20A電流流過，高壓室內(nèi)傳出放電的聲音。這時一列火車經(jīng)過行唐站，231斷路器電流瞬間增加到160A，在與電力調(diào)度匯報溝通后，立即又將231斷路器合閘，從而降低了電弧對斷路器的進一步破壞。整個過程大約持續(xù)了兩分多鐘。隨后發(fā)現(xiàn)這臺斷路器真空滅弧室已起火燃燒。電力調(diào)度命令值班員按程序?qū)⑦@臺斷路器停運并拉至安全地帶，并用滅火器進行滅火。從現(xiàn)場情況分析來看，此臺斷路器是由于在分閘后持續(xù)的燃弧中產(chǎn)生高溫，導致真空泡陶瓷外殼斷裂，同時，引起熱縮套管燃燒起火。損壞的斷路器情況如圖2-1和圖2-2所示。圖2-1燒毀的真空斷路器照片圖2-2燒毀的真空滅弧室照片現(xiàn)場對這臺斷路器的機構(gòu)部分以及傳動部分檢查，未發(fā)現(xiàn)異常，所以斷定該斷路器燒損不是由機械故障引起。由于這臺斷路器的真空滅弧室在耐壓試驗中只能經(jīng)受住6KV電壓，該試驗值遠低于系統(tǒng)額定工作電壓。這種情況下的開斷操作肯定會造成斷路器開斷失敗。所以這起事故是由于真空滅弧室耐壓性能不夠引起的。另外，我們懷疑真空滅弧室熱縮套管材料可能存在阻燃性能不良的問題，導致真空滅弧室外殼起火燃燒。經(jīng)過和ABB真空斷路器廠家工程技術(shù)人員溝通協(xié)商后，我們將耐壓試驗不合格的三個真空滅弧室寄送回生產(chǎn)廠家。廠家對以上三個真空滅弧室進行了試驗，并得出了如下結(jié)論。以下是廈門ABB開關(guān)有限公司的檢測分析報告：廈門ABB開關(guān)有限公司對三個不合格真空滅弧室做了如下檢測：1.用VIDAR真空檢測儀檢測絕緣（直流電壓）；2.在真空滅弧室動靜觸頭之間施加70KV/1min的交流耐壓測試；3.隨機挑選其中一只滅弧室檢測其內(nèi)部真空氣壓；4.對隨機挑選的真空滅弧室進行氦氣泄漏檢測；5.分析位于金屬屏蔽罩上的腐蝕點。·檢測結(jié)果如表2-1所示表2-1廈門ABB真空滅弧室檢測報告銘牌絕緣檢測真空壓力檢測真空滅弧室出廠編號制造日期直流電壓檢測交流耐壓檢測hpadate2701999-03-3040KV不合格70KV不合格真空度降低2009-06-162711999-03-3040KV不合格70KV不合格真空度降低2009-06-1631999-03-0540KV不合格70KV不合格真空度降低2009-06-16通過上述檢測，這三個真空滅弧室的絕緣測試都不合格，內(nèi)部真空度降低。這些真空滅弧室的內(nèi)部真空氣壓已經(jīng)達到外部大氣的水平，由于查找檢測泄漏區(qū)域在技術(shù)上是相當復雜的，所以需要花費大量的時間。因此，我們只隨機挑選其中一個真空真空滅弧室來分析，我們可以假設被分析的這只真空滅弧室的問題點可以代表其它所有真空滅弧室。使用氦氣泄漏探測儀，泄漏區(qū)域從真空滅弧室的屏蔽罩隔離出來并且被檢測到，泄漏的原因是在金屬屏罩有一個很微小的腐蝕點，這個腐蝕點位于動觸頭一側(cè)。·結(jié)論雖然這種類型的真空滅弧室被熱縮管整個緊密的包起來，但是在熱縮管和金屬罩之間可能存在一些很微小的間隙，當有潮氣滲入其中，腐蝕現(xiàn)象就可能在這發(fā)生。如果潮氣（可能含鹽）不斷地滲入，腐蝕過程就會不斷發(fā)展，而當真空滅弧室在使用過程中，有干燥的空氣滲入間隙，腐蝕過程才會停止。由于泄漏，空氣將會進入真空滅弧室內(nèi)，這需要一個很長時間的過程，最終結(jié)果會導致滅弧室內(nèi)部真空氣壓慢慢升高，從而超出真空滅弧室真空氣壓的要求范圍。如果真空斷路器在良好的戶內(nèi)環(huán)境下運行，這個問題將不會發(fā)生，也不會有腐蝕現(xiàn)象。2.1.2事故案例二2009年8月4日4時58分56秒，電力調(diào)度按照遙控程序?qū)λ伏S鐵路安國變電所進行天窗停電時，依此對205斷路器、206斷路器、211斷路器、212斷路器、213斷路器、214斷路器、215斷路器進行停電。在人為不能分辨的時間內(nèi)，271的缺相保護、301、322低壓解列保護動作，幾乎同一時刻202斷路器的27.5千伏單相低壓啟動過電流保護動作，同時伴有較強的爆裂聲，345備投成功。值班員隨即進行設備巡視，發(fā)現(xiàn)27.5千伏B圖2-3電容器組損壞照片圖2-4206真空斷路器損壞照片206保護動作數(shù)據(jù)（見表2-2）表2-2206保護動作數(shù)據(jù)統(tǒng)計表跳閘時刻4：58：564：58：564：58：574：58：574：58：574：58：57保護名稱差壓差壓電流速斷電流速斷電流速斷電流速斷出口時間0112ms0113ms0001ms0001ms0001ms0001ms電容器電壓28880V28880V1040V1000V1030V1010V電容器電流44A46A845A846A830A845A差壓電壓7806V8600V1377V107V87V184V3次諧波電流15A6A386A386A386A389A5次諧波電流1A0A7A30A13A28A7次諧波電流0A0A184A234A216A236A202保護動作數(shù)據(jù)2009年1011msβ相低壓啟動過電流保護出口IA=14.82AIB=14.75AIC=29.50AIO=0.00AIα=0.07AIβ=26.26A(6302.40A)Uα=89.36V(24574V)Uβ=3.68V(1012V)206差壓保護動作情況從跳閘數(shù)據(jù)看，206保護動作始因是由于電容器故障導致差壓保護動作，電容器電流只有46A，說明當時斷路器已處于分位或者在分閘過程中以及在電弧重燃但電弧沒有達到穩(wěn)定的一瞬間，總之，電容器沒有斷電。當時的系統(tǒng)電壓為28880V，按照當時的電壓，電容器兩端要承受35.86kV的電壓（預防性試驗測得的系統(tǒng)參數(shù)為：電容器組第一組容值為28.01μF、第二組為28.02μF、第三組為27.99μF、第四組為27.89μF、電抗器的電感量為281.4mH、電容器的額定電壓為8.4kV，最大可承受9.24kV），按照這個電壓，單組電容器當時已經(jīng)超過了8.4千伏的額定電壓，第三組比較薄弱的電容器開始損壞，內(nèi)部出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，容值開始增大，原先6并的電容器，電流開始不平衡，向電容器較大的一塊電容器集中，當超過保險的容量后保險瞬間熔斷，導致差壓保護動作。按照當時差壓保護動作的差壓7806看，已有不低于1塊電容器損壞（電抗器電流不能突變，所以當一塊電容器保險瞬間熔斷時，維持原來的電流，一塊電容器損壞的一次電壓差壓值為1650V，二次電壓差壓值為9.82V，定值為6.31V,折合一次電壓為1060V），但是由于保護動作后，斷路器滅弧室并沒有斷電，故障繼續(xù)延續(xù)，差壓值繼續(xù)加大，說明當時繼續(xù)有電容器損壞。電容器保險損壞后，第三組電容器容值減小，其分壓瞬間加大，又導致其它電容器的損壞，差壓值進一步加大，使上下層之間的電壓比變?yōu)?：1.63（計算略），此時上層（由一、二組構(gòu)成）容值為13.91μF，沒有變化，事后復測亦是此數(shù)據(jù)，下層容值8.53μF，事后復測數(shù)值與計算值基本一致。總?cè)葜禐?.28μF。（損壞4塊電容后的差壓值計算值為8640V），與保護動作值8600V基本一致，說明當時有4塊電容器的保險熔斷。206電流速斷保護動作情況當電容器保險熔斷后，電容器的總?cè)葜底優(yōu)?.28微法，此時的容抗為603Ω，電抗值為88.4Ω，打破了正常的補償度0.12～0.13的要求，XL/XC=88.4/603=0.146；由于真空滅弧室的電狐不熄滅，導致對電容器反復充電，使電容器組對地電壓升高，在升高到一定限度時，斷路器的絕緣拉桿被擊穿，電流突然增大，致使電流速斷保護動作。由于母線一直有電，對地電弧逐漸加大，使27.5千伏B相母線產(chǎn)生了對地放電的現(xiàn)象，致使母線對地電流瞬間增大，電壓降低，202斷路器低壓啟動過電流保護亦相繼動作。從以上情況看，真空滅弧室漏氣和電弧重燃是引起故障的主要原因2.2操動機構(gòu)的問題2.2.1合閘彈跳對真空斷路器的影響合閘彈跳是真空斷路器機械特性的一個重要參數(shù)，其定義為斷路器在合閘時從觸頭剛接觸直至觸頭穩(wěn)定接觸瞬間為止的時間。在合閘彈跳過程中，觸頭斷開距離小，電弧不會熄滅，導致觸頭燒損加重，嚴重影響真空斷路器的電氣壽命。可以說彈跳最主要的危害是加速了滅弧室觸頭的燒損，導致真空斷路器電氣壽命縮短。目前，真空斷路器均采用對接式觸頭，合閘速度較高，觸頭在合閘過程中必然產(chǎn)生彈跳。彈跳不但會使觸頭燒損，產(chǎn)生過電壓，還會使波紋管受到強迫振動而容易出現(xiàn)裂紋，導致滅弧室漏氣。減小合閘彈跳值是真空斷路器設計時需要解決的一個關(guān)鍵問題，彈跳值的大小與諸多因素有關(guān)，如觸頭材料，觸頭結(jié)構(gòu)，動、靜導電桿及支撐部分的剛度，觸頭彈簧剛度及預壓力，觸頭運動速度，傳動系統(tǒng)及組成零部件的加工精度等。為了把合閘彈跳值減小至規(guī)定范圍內(nèi)，通常采取如下措施：減小運動部件的質(zhì)量；提高傳動部件的加工精度；提高裝配質(zhì)量，使運動無卡澀現(xiàn)象；適當加大觸頭壓力簧的預壓力。2.2.2超行程及接觸壓力對真空斷路器的影響超行程是指開關(guān)在合閘操作中，觸頭接觸后產(chǎn)生閉合力的動觸頭部件繼續(xù)運動的距離。主要作用是保證觸頭在一定程度的電弧燒損后電連接間仍能保持一定的接觸壓力；分閘瞬間，使動觸頭獲得一定的初始沖擊動能，提高其初始加速度；使真空斷路器動觸頭在合閘過程中起到緩沖作用，減輕動、靜觸頭間的沖擊力。

對于同樣的彈簧、同樣的超行程，因其在不同的產(chǎn)品中有不同的作用，所以，對超行程及觸頭彈簧的設計及調(diào)整應綜合考慮。對于動靜觸頭的接觸壓力，應從以下幾方面考慮：為了保證觸頭在剛接觸后能立即可靠接觸，必須保證一定的觸頭初壓力；為保證觸頭在正常工作時可靠接觸，其壓力應在要求范圍內(nèi)；為保證在一定程度電弧燒損下仍能可靠接觸，應對觸頭燒損具有一定的補償作用；為了提高觸頭的剛分速度，應將觸頭彈簧在超行程部分釋放的能量加大。

第3章故障原因分析3.1故障原因分析一真空滅弧室內(nèi)真空度降低導致不能正常滅弧是電弧多次重燃的主要原因，對朔黃鐵路安國變電所206斷路器已故障的真空滅弧室進行工頻耐壓測試時，電壓只能升至2千伏，絕緣也只有2兆歐，此現(xiàn)象與廈門ABB開關(guān)有限公司的分析一致，屬于密封不良，這與氣體放電理論相一致。按氣體放電理論，氣體壓力降低時，因發(fā)生碰撞游離的次數(shù)減少，故間隙的擊穿電壓提高，所以采用高真空可提高擊穿電壓。事實上真空中的擊穿機理與常壓下的并不相同，目前關(guān)于真空擊穿有兩種理論：廠致發(fā)射引發(fā)擊穿和微粒引發(fā)擊穿。前者認為，由于陰極表面不可避免地存在一些微觀強電場區(qū)，導致電場發(fā)射并產(chǎn)生很大的發(fā)射電流密度，使陰極出現(xiàn)局部熱點而引起材料氣化，從而引發(fā)間隙擊穿；后者認為，電極表面附著的微粒，在強電場作用下帶著電荷離開電極表面，運動至對面電極時以很大的速度撞擊電極，從而使電極材料溶化、氣化，造成間隙擊穿。3.2故障原因分析二另一層原因就是考慮真空斷路器分閘的時刻產(chǎn)生了截流過電壓，分閘速度過快使電抗器產(chǎn)生了很高的自感電動勢并與電容器電壓疊加，足以使還沒有完全恢復絕緣強度的真空滅弧室被重擊穿，導致重燃。3.3故障原因分析三當真空斷路器在電流過零前開斷，觸頭的一側(cè)是工頻電網(wǎng)電源，一側(cè)是高頻振蕩產(chǎn)生的過電壓（事故跳閘記錄中顯示有很大的3次、7次諧波電流），而觸頭間恢復電壓為兩者之合，在觸頭開距小、觸頭間耐壓不充分的情況下發(fā)生第一次重燃。電源向回路中的電容充電，出現(xiàn)類似空載長線路合閘的震蕩過程。回路的參數(shù)決定了重燃的高電流頻率高達數(shù)千Hz。這使得重燃的振蕩電壓高于截流電壓，這種震蕩過程直至絕緣介質(zhì)的恢復強度超過電壓恢復速度才終止。

第4章解決問題的對策4.1提高真空滅弧室的生產(chǎn)工藝完善和控制真空滅弧室生產(chǎn)過程，從零部件制造和生產(chǎn)工藝方面減少管內(nèi)微粒的數(shù)量。如在金屬零件的加工過程中，盡量避免和祛除干凈零件的毛刺，提高零件表面質(zhì)量，保證零件的表面光潔度；在整管裝配前堅持對部件進行有效的超聲波清洗，可以取得明顯的效果。不斷改進清洗工藝，使滅弧室內(nèi)的微粒通過清洗盡量祛除干凈；在生產(chǎn)過程中，保持良好的真空衛(wèi)生和工作習慣，有效控制操作間內(nèi)的空氣濕度和空氣中懸浮微粒的數(shù)量；科學組織生產(chǎn)，使滅弧室的部件或觸頭加工出來后盡量減少存放時間，及時裝配進爐，減少零部件氧化、污染的幾率；對用于投切電容器組的真空滅弧室適當提高電壓進行工頻電壓老煉，并進行雷電沖擊耐壓老煉，可以減少滅弧室內(nèi)的擊穿弱點，提高其電壓耐受能力，增加投切電容器組時的可靠性；對滅弧室進行小電流老煉，可以利用電弧的高溫祛除電極表面的一薄層材料，燒掉電極表面的毛刺，并使電極表面的氣體、氧化物和雜質(zhì)同時除去，起到清潔電極表面的作用，對滅弧室的電氣性能有一定的提高。因此滅弧室在出廠前應進行適當?shù)碾娏骼暇殻粚缁∈疫M行并聯(lián)電容老煉，可以迅速明顯提高產(chǎn)品的耐壓能力。4.2提高斷路器的整體裝配質(zhì)量在朔黃鐵路2009年的高壓設備預防性試驗中，共發(fā)現(xiàn)有19臺真空斷路器的滅弧室出現(xiàn)試驗不合格問題。因此，生產(chǎn)廠家要提高斷路器的設計質(zhì)量和裝配質(zhì)量，控制其機械運動特性參數(shù)在合理的范圍內(nèi)，保證滅弧室動導電桿安裝對正垂直，并易于調(diào)整；斷路器的裝配質(zhì)量應該得到可靠的測量和良好的控制，操動機構(gòu)的合閘輸出功率與分閘輸出功率要合適，其分、合閘速度應該調(diào)整在合理的范圍內(nèi)，使分閘彈振和合閘彈跳盡可能小。4.3選擇合適的操動機構(gòu)和真空滅弧室選擇合適的分閘速度，有利于操作過電壓的減小。比如，在開斷小電感電流時，操作機構(gòu)的分閘速度適當?shù)芈恍梢詼p少截流值；而開斷電容電路時，分閘速度可以快一些，以增加觸頭開斷距離，提高觸頭間的介質(zhì)強度，減小重擊穿發(fā)生。具體的方法就是加大斷路器的超行程，增加觸頭間的壓力，一方面可以通過撞擊壓力使觸頭上的毛刺消除，另一方面可以提高分閘速度。4.4避免開關(guān)柜主回路磁場對滅弧室磁場的影響真空滅弧室是靠特制磁場熄滅電弧的，無論是橫磁結(jié)構(gòu)還是縱磁結(jié)構(gòu)滅弧室，當受到滅弧室以外的磁場影響時，將改變滅弧室內(nèi)原有磁常影響嚴重時，對橫磁結(jié)構(gòu)滅弧室來說，破壞了旋轉(zhuǎn)磁場，使電弧不再旋轉(zhuǎn)，而是固定在一點燃燒，從而降低了滅弧室的電氣壽命。對縱磁結(jié)構(gòu)滅弧室來說，破壞了擴散型電弧在觸頭表面的均勻分布，部分擴散型電弧將轉(zhuǎn)變?yōu)榫奂碗娀。瑯咏档土藴缁∈业碾姎鈮勖Ｄ壳叭绾未_定導體磁場對滅弧室磁場的影響尚未有規(guī)定，只能由型式試驗確定，所以開關(guān)柜選型時，應避免柜內(nèi)主回路與滅弧室平行。一般，一種定型的開關(guān)柜只對應一個型式試驗報告，如果改型，應重新做型式試驗。自行改造開關(guān)柜時，應盡可能避免將進出線銅鋁排與滅弧室平行布置，以避免影響真空滅弧室的磁場。4.5增加真空度在線監(jiān)測裝置4.5.1滅弧室真空度在線監(jiān)測工作原理

真空滅弧室在制造過程中，靜觸頭端安裝了傳感器，傳感器的功能就是將滅弧室內(nèi)的氣體壓強轉(zhuǎn)換成離子流信號。在電網(wǎng)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，利用電網(wǎng)每一相的對地電壓，將滅弧室內(nèi)的真空壓強轉(zhuǎn)換成安全的電信號，傳遞給顯示器顯示出滅弧室內(nèi)的氣體壓強。原理如圖4-1所示。

圖4-1真空滅弧室在線檢測工作原理圖在線真空監(jiān)測裝置的顯示方法是根據(jù)真空傳感器離子流特性曲線（如圖4-2所示）和輸配電電網(wǎng)實際運行條件統(tǒng)籌考慮而設計的。圖4-2離子流與氣體壓強的關(guān)系

由于輸配電電網(wǎng)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(nèi)氣體壓強低于5×10-3Pa時，真空傳感器幾乎不產(chǎn)生離子流：當滅弧室內(nèi)氣體壓強高于5×10-1Pa以后，其離子流處于飽和狀態(tài)。為了實現(xiàn)在線真空監(jiān)測裝置穩(wěn)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(shù)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(jīng)過多次試驗與理論分析，真空滅弧室氣體內(nèi)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(nèi)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(tài)，如果氣體壓強繼續(xù)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(fā)出短時（一次20s左右）提示性報警，提醒工作人員滅弧室內(nèi)氣體壓強已經(jīng)上升至臨界狀態(tài)，應該立即進行更換。

4.5.2在線監(jiān)測解決的現(xiàn)場問題真空斷路器真空度的劣化,有兩種情形,一種是在極短的時間內(nèi)發(fā)展起來的(如運輸、安裝過程中的碰裂),這種情形一般不能檢測其真空度的變化趨勢。另一種是有逐漸退化的行為特征,故障的性質(zhì)是漸進的,并能測出其變化,通過辨別設備逐漸退化的能力,就能夠檢測出和預測到真空斷路器真空度的變化,進而避免事故。4.5.3我的在線監(jiān)測設計思路我的在線監(jiān)測設計思路是通過直接監(jiān)測真空壓力來實現(xiàn)對滅弧室真空度下降趨勢的判斷。真空斷路器的滅弧室經(jīng)特殊設計，在保持原有滅弧室體積和性能不變的情況下，在其靜端比普通滅弧室靜端增加了一個波紋管（即內(nèi)置式雙波紋管滅弧室）。該波紋管內(nèi)腔和滅弧室內(nèi)腔通過靜電導電桿（導電桿內(nèi)部空心有孔）想通。滅弧室未抽真空前是延伸狀態(tài)。在排氣臺上抽真空后，內(nèi)置式波紋管呈壓縮狀態(tài)。根據(jù)DL403-2000《12KV―40.5KV戶內(nèi)高壓斷路器訂貨技術(shù)條件》規(guī)定，出廠時真空滅弧室的真空度不得大于1.33mPa,在此真空度和標準氣壓下，斷路器的觸頭自閉力為120N—130N。彈性元件具有調(diào)節(jié)內(nèi)置式波紋管的張力和抗疲勞的作用。在真空斷路器正常運行時，滅弧室內(nèi)腔保持高度真空狀態(tài)，由于受外界大氣壓的作用，內(nèi)置式波紋管呈現(xiàn)高度壓縮狀態(tài)，此時，彈性元件的張力與滅弧室內(nèi)腔自閉力保持相對平衡，彈性元件的位移不發(fā)生變化，位移傳感器向GPRS數(shù)據(jù)采集器（以下簡稱數(shù)據(jù)采集器）傳送正常數(shù)據(jù)。在滅弧室出現(xiàn)泄漏或慢性漏氣（即真空度降低）時，引起滅弧室內(nèi)腔的自閉力發(fā)生變化，破壞了原先保持的平衡狀態(tài)，從而導致彈性元件改變其原有的壓縮狀態(tài)，通過彈性元件位移的變化重新建立新平衡點，在滅弧室頂部裝有的信息傳動件將此時位移變化量傳送給位移傳感器，經(jīng)位移傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳臄?shù)據(jù)（即真空度故障數(shù)據(jù)）后，輸送給斷路器的閉鎖裝置和數(shù)據(jù)采集器。雙波紋管真空滅弧室如圖4-3所示：圖4-3雙波紋管真空滅弧室示意圖

結(jié)論根據(jù)朔黃鐵路肅寧分公司各變電所真空斷路器幾年來的運行狀態(tài)分析，朔黃鐵路采用的真空斷路器的滅弧室開距較小，有的只有14毫米，而國產(chǎn)的滅弧室一般都在35毫米左右，國產(chǎn)的10千伏真空斷路器亦有11毫米的開距，受國內(nèi)運行環(huán)境和電能質(zhì)量的影響，過小的開距導致滅弧室的場強加大，容易引起電弧重燃。早期電氣化鐵路使用的大多是沈陽高壓開關(guān)廠的ZN-27.5型開關(guān)，觸頭開距46mm，后來的天水、北京開關(guān)廠的斷路器，開距也有35mm左右，因此極少發(fā)生斷路器毀壞的現(xiàn)象，我想我單位所采用的真空斷路器頻繁發(fā)生毀壞與

參考文獻1北京鐵路局.《Q/BT143—96牽引供電設備試驗標準》，北京，1996.052廈門ABB開關(guān)有限公司.《GSR電氣化鐵道用真空斷路器安裝和維護說明書》，廈門，2001.113劉明光.《電氣化鐵道高電壓絕緣與試驗技術(shù)》，成都：西南交通大學出版社，2001.064葉曉東，趙學文.《電力系統(tǒng)自動化》2006年第11期，南京，2006.06

致謝論文得到了老師的細心指導和幫助，導師為我的論文投入了大量精力，對我的選題作了詳細分析，對我的論文作了仔細修改，提出了很好的建議，在此表示衷心的感謝！感謝老師給他和同學對我提供的幫助，使我能夠順利按時完成本次的論文任務！感謝學院為我提供的幫助和支持！

基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)單片機嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet