本文主要針對目前中壓開關(guān)設(shè)備中使用非常廣泛的真空滅弧室，研究其X射線吸收劑量率與真空度的關(guān)系，探討以X射線吸收劑量率作為參量評估真空滅弧室的真空度的可能性。實驗結(jié)果表明，經(jīng)過電壓老煉的真空滅弧室，在真空度低于10^-2 Pa時，也可能通過工頻耐壓試驗，但其X射線發(fā)射的起始平均電場強度顯著降低。因此X射線測量可與工頻耐壓試驗配合進(jìn)行，以檢測出可通過耐壓、但真空度已低于10^-2 Pa的滅弧室。

　　1、引言

　　隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，越來越多的在線監(jiān)測設(shè)備將會用于監(jiān)控電網(wǎng)一次設(shè)備的運行。真空開關(guān)作為電網(wǎng)中至關(guān)重要的開關(guān)設(shè)備，其運行狀態(tài)的在線監(jiān)測將為確保電網(wǎng)的安全運行起到極其重要的作用。目前，開關(guān)設(shè)備的在線監(jiān)測主要限于機械特性和溫升等，對于決定開斷能力的滅弧室的狀態(tài)監(jiān)測，還沒有成熟可靠的方法。離線檢測真空度的方法相對較為成熟，目前采用的方法主要有兩種：即工頻耐壓法和磁控放電法。兩種方法雖原理簡單，但都有其不足之處。因此我們需要找到一種操作方法簡便、具有一定準(zhǔn)確度的方法來對滅弧室真空度狀況進(jìn)行評估。

　　X射線法測量方法簡易，測試儀器和真空滅弧室沒有電氣聯(lián)系，但是專門針對真空滅弧室X射線發(fā)射的機理和影響因素的深入研究很少，國內(nèi)外對于滅弧室真空度和X射線吸收劑量率之間的關(guān)系并沒有確切的結(jié)論。本文主要針對目前中壓開關(guān)中使用非常廣泛的10kV電壓等級的真空滅弧室，研究其X射線吸收劑量率與真空度的關(guān)系，探討以X射線吸收劑量率作為參量評估真空滅弧室真空度的可能性。

　　2、真空度測量方法

　　真空技術(shù)中將廣闊的真空度范圍劃分為低、高、超高、極高等區(qū)域。其中高真空區(qū)域的氣體壓力為 10^-1～10^-6 Pa，這一區(qū)域的后半段，即 1.33 ×10^-3 ～1.33 ×10^-6 Pa 是真空滅弧室通常采用的真空度范圍[2]。真空度的高低對滅弧能力有重要影響。

　　實驗表明：真空度在10^-3 Pa 數(shù)量級時就能夠可靠地滅弧；真空度在低于5×10^-2 Pa 時就不能夠可靠地滅弧了。真空滅弧室的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定, 新出廠的滅弧室真空度須大于1.33×10^-3 Pa 。

　　目前離線檢測真空度的方法主要采用工頻耐壓法和磁控放電法。工頻耐壓法只能發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重漏氣的滅弧室，對于真空度低于10-2～10-1Pa，甚至達(dá)到1Pa 的滅弧室，雖然也可能通過工頻耐壓試驗，但實際上已失去開斷短路電流的能力。顯然工頻耐壓法的判斷精度很低，對于處于臨界狀態(tài)的真空滅弧室將無能為力。磁控放電法是利用正交的電場與磁場，增加電子的運動行程從而達(dá)到增加其與滅弧室內(nèi)殘余氣體分子的碰撞動能，提高電離概率，通過測量放電產(chǎn)生的離子流大小，比較事先測定的該型滅弧室的真空度—離子流特性曲線，定量得到真空度數(shù)值。每次放電后電極表面對氣體分子有吸附和脫附過程，從而影響真空度發(fā)生改變，造成測量重復(fù)性差的缺點。

　　另外，為了小型化的目的，目前運行中大量使用的鎧裝移開式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備，勵磁線圈根本無法安裝，因此磁控放電法僅適用于生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過程中對滅弧室真空度的檢測，而不適用于現(xiàn)場檢修期間的預(yù)防性試驗。除工頻耐壓和磁控放電法外，國內(nèi)外一直在進(jìn)行真空滅弧室真空度的離線和在線檢測方法的研究，如X射線法、電流開斷法、觸頭壓力法、電弧電壓法、電光變換法、滅弧室內(nèi)裝微型磁控計法、通過分壓電容檢測屏蔽罩放電電流法、滅弧室內(nèi)置懸浮電極的放電間隙法、檢測局部放電的超聲波法等，但都不很成熟，缺乏好的實用性。

　　6、總結(jié)

　　本文主要針對目前中壓開關(guān)設(shè)備中使用非常廣泛的真空滅弧室，研究其X射線吸收劑量率與真空度的關(guān)系。經(jīng)過一系列試驗發(fā)現(xiàn)：

　　1) X射線吸收劑量率與外施電壓/平均電場強度呈正比關(guān)系；

　　2) 隨著開距減小，X射線發(fā)射的起始平均電場強度趨近于觸頭表面最大場強；

　　3) 滅弧室真空度高于10^-2 Pa并為額定開距時，即使施加電壓為工頻耐受電壓，其X射線吸收劑量率也很低，即遠(yuǎn)低于IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的150μSv/h，且真空度的進(jìn)一步提高對X射線吸收劑量率的影響較��；

　　4) 在真空度低于10^-2 Pa時，滅弧室也可能通過工頻耐壓試驗，但其X射線發(fā)射的起始平均電場強度顯著降低。

　　利用真空度低于10^-2 Pa時，X射線發(fā)射的起始平均電場強度顯著降低以及相同測試條件下(開距和外加電壓)X射線吸收劑量率突增的現(xiàn)象，可以判斷滅弧室的真空度臨界值。因此，這種方法可以考慮作為真空開關(guān)檢修時預(yù)防性試驗的一種真空度檢測手段，與工頻耐壓試驗配合進(jìn)行，以檢測出可通過耐壓、但真空度已低于10^-2 Pa的滅弧室，具有一定的實用性。