真空斷路器滅弧室真空度狀態(tài)檢測(cè)及應(yīng)用研究.pdf

1、真空斷路器是中壓配電開(kāi)關(guān)中的核心開(kāi)關(guān)類型,隨著制造水平和開(kāi)斷電壓等級(jí)的提升在電網(wǎng)中的應(yīng)用日漸增多。隨著國(guó)家智能電網(wǎng)和基于可靠性檢修體制的不斷發(fā)展,在線監(jiān)測(cè)真空度成為智能高壓真空斷路器的新要求。作為真空斷路器的核心部件,真空滅弧室的內(nèi)部壓強(qiáng)(即真空度)是影響其運(yùn)行質(zhì)量和服務(wù)壽命的直接因素,也是本研究的關(guān)鍵。
　　論文中詳細(xì)總結(jié)了近十年國(guó)內(nèi)外真空斷路器滅弧室真空度檢測(cè)技術(shù),分析了各種檢測(cè)方法的原理及特點(diǎn),并結(jié)合國(guó)家智能電網(wǎng)的發(fā)展方向?qū)?/p>

2、各方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比。在權(quán)衡國(guó)內(nèi)主流真空度在線監(jiān)測(cè)的方法后,決定采用一種探頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、低成本的耦合電容法對(duì)滅弧室屏蔽罩電位上的交流變量(△Uac)、直流變量(△Udc)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
　　為理清真空滅弧室內(nèi)真空度 P和屏蔽罩電位 UC之間的聯(lián)系機(jī)理。本文以滅弧室內(nèi)真空介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)r為媒介,通過(guò)分別對(duì)r與感應(yīng)電位 UC以及r與滅弧室氣壓值 P(真空度)的關(guān)系進(jìn)行了研究,推導(dǎo)出了 P與 UC的換算公式。此外,本研究在

3、前人成果基礎(chǔ)上,將真空度劣化過(guò)程歸納為三個(gè)階段,從電介質(zhì)學(xué)及氣體放電的相關(guān)理論出發(fā),闡述了各個(gè)階段滅弧室電位變化的特點(diǎn)及理論背景。特別針對(duì)較難精確檢測(cè)的壓強(qiáng)值,即真空度高于0.1 Pa時(shí)的屏蔽罩上的電位值,進(jìn)行了3D電磁場(chǎng)有限元計(jì)算,并總結(jié)出該真空度范圍下屏蔽罩電位的變化規(guī)律,為真空度判斷與評(píng)估提供了一種可行的方法。
　　在以上理論研究的支持下,設(shè)計(jì)了一種高精度的真空度傳感器,研究了其后續(xù)調(diào)理信號(hào)電路、IIR數(shù)字濾波器及真空度轉(zhuǎn)換