本文主要針對目前中壓開關設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。實驗結果表明，經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

　　隨著智能電網的發展，越來越多的在線監測設備將會用于監控電網一次設備的運行。真空開關作為電網中至關重要的開關設備，其運行狀態的在線監測將為確保電網的安全運行起到極其重要的作用。目前，開關設備的在線監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監測，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、具有一定準確度的方法來對滅弧室真空度狀況進行評估。

　　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系，但是專門針對真空滅弧室X射線發射的機理和影響因素的深入研究很少，國內外對于滅弧室真空度和X射線吸收劑量率之間的關系并沒有確切的結論。本文主要針對目前中壓開關中使用非常廣泛的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

　　真空技術中將廣闊的真空度范圍劃分為低、高、超高、極高等區域。其中高真空區域的氣體壓力為 10^-1～10^-6 Pa，這一區域的后半段，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。真空滅弧室的相關標準規定, 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。工頻耐壓法只能發現嚴重漏氣的滅弧室，對于真空度低于10-2～10-1Pa，甚至達到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到增加其與滅弧室內殘余氣體分子的碰撞動能，提高電離概率，通過測量放電產生的離子流大小，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，從而影響真空度發生改變，造成測量重復性差的缺點。

　　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設備，勵磁線圈根本無法安裝，因此磁控放電法僅適用于生產廠家在生產過程中對滅弧室真空度的檢測，而不適用于現場檢修期間的預防性試驗。除工頻耐壓和磁控放電法外，國內外一直在進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

　　本文主要針對目前中壓開關設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系。經過一系列試驗發現：

　　1) X射線吸收劑量率與外施電壓/平均電場強度呈正比關系；

　　2) 隨著開距減小，X射線發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，即遠低于IEC標準規定的150μSv/h，且真空度的進一步提高對X射線吸收劑量率的影響較小；

　　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檢修時預防性試驗的一種真空度檢測手段，與工頻耐壓試驗配合進行，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。