在线监测真空断路器电寿命

判断真空断路器的电寿命是通过测量其触头磨损量来实现的，在触头闭合时，动触头连接的导电杆伸出灭弧室紧靠其底部的位置上有一直径为2mm或3mm圆点的标记，它随着触头合金磨损量的增大逐步向灭弧室内退缩。当它外露部分不可见时，则表明真空断路器电寿命终结。

真空断路器电寿命在线监测也有多种多样的方法。比较直接简便的一种方法是在绝缘拉杆的低压端固定一个电阻传感器（最简单的可以是一个小型滑线电阻），它的动作范围与动触头的行程一致，将电阻数值变换为代表尺寸（mm）的电信号直接显示或传至总控制单元即能显示触头的磨损量，也就标识了灭弧室的电寿命。另一方法是用一小块反光材料替代电阻传感器用一束入射光探测，对应触头的磨损量光的反射角发生着变化，用单片机计算角度变化对应的磨损量后传至总控制单元，由此来监测灭弧室的电寿命。

基于各型真空断路器电寿命曲线，如图2-6的示例，允许的触头磨损量Qg可用下式计算

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式中：α为开断电流的加权系数，其值在1～2间；Ib为开断电流的有效值；N为允许的开断次数。在已知的曲线中代入几个电流可求得α。于是用式计算出磨损总量Q，将Q和Qg比较，可得到已磨损的百分比。用这种方法监测的系统方框图如图5-23所示，其中三相电流信号来源于专门研制的小型电流传感器[47]。

图5-23　一种在线监测真空断路器电寿命的系统原理图

考虑式（5-8）是在每次电弧持续时间假设为一定值的条件下建立的，这与实际不符，而且首开相触头断开的时刻也是随机的，因而触头合金的烧蚀程度应按各相实际燃弧时间加以修正，以便更精准地计推算出真空断路器的电寿命。文献[48]作者在各相灭弧室附近布置特制的线圈，利用电磁感应原理获得每次开断时的燃弧时间，再根据首开相燃弧时间推算出一个修正系数（其值在0.003～0.007之间），最后输入系统计算，以得到更接近实际的结果。