真空斷路器的常見故障包括機械故障和電氣故障，而真（zhēn）空滅弧室的真空度下降（jiàng）是真空（kōng）斷路器運行中威脅電網安全的一個主要因素。國內研究者在如何監測滅弧室的真空度方麵作了大量的（de）工作，提出了各種理論上的在線檢測方（fāng）法。但在（zài）實際應（yīng）用和推廣上尚未取得（dé）很好的成效，主要是產品的實（shí）用性、準確性、成本等（děng）方麵受到了一定限製。雖（suī）然現代生產工藝能保證真（zhēn）空滅弧室達到15d 左右的壽命，但由於受運輸、使（shǐ）用、保（bǎo）管以及部分（fèn）真空滅弧室生產材質中可能摻（chān）雜有（yǒu）雜（zá）質等方麵的影響，會造成真空滅弧室的損壞和真空度的降低。因（yīn）此（cǐ），如何有效地在線監測（cè）運行中的真空斷路器真空度的變化一（yī）直是行（háng）業內研究的課題。
1、真空度在線監（jiān）測機理與監測方法
目前，在（zài）線監測真空度主要有以下幾種方法：一種是改變真空斷路器結構（gòu），其真空（kōng）滅弧室采用內置雙波紋管的特殊設計；另一種是不改變真空斷（duàn）路器（qì）主體結構。
當真空（kōng）滅弧室內真空度下降時，其氣（qì）體密度變大（dà），絕緣特性下（xià）降，將導致屏蔽罩電位（wèi）降低，引起屏蔽罩附近電場強度發（fā）生變化。同時金屬導杆和（hé）觸頭及屏蔽罩（zhào）之間出現微弱（ruò）的放電，在內部氣（qì）體壓力進一步下降時，則會在係（xì）統高（gāo）壓的影響下在觸頭的邊緣產生較（jiào）強的電暈，並使金屬導杆和觸頭（tóu）及屏蔽罩之間產生明顯的輝光放電現象。因此，在上述（shù）真空度下（xià）降時引起的各種電氣和物理（lǐ）上的變化下衍（yǎn）生出各種檢測（cè）方法，如（rú）檢測屏蔽罩的電平（píng）變化法、檢測周邊電場（chǎng）變化（huà）的耦合電容法、電光（guāng）變換法、利用電極和屏蔽罩放電時聲發射（shè）的電聲發射法及本文討論的依據放電時屏蔽（bì）罩及觸頭附近放電電暈產（chǎn）生的放電高頻脈衝法。
以（yǐ）上幾（jǐ）種（zhǒng）檢測方法各有優缺點，相對而言，不改變斷路器的主體結構的檢測方法更適用於用戶的（de）需求。基於放電現象檢測方法檢測的是真空度下（xià）降到一定程度時出現的放電高頻脈衝信號，不受安裝具體位置（zhì）、滅弧室尺寸、係統電壓對屏蔽罩電平和附近電場強度的影響，不改變已運行的斷路器安裝方式，安裝時無須調試，在工程應用中有很強的實用性。
2、基於放電高頻（pín）脈（mò）衝檢測原理及應用
2.1、放電點電（diàn）壓值和放電發生的因（yīn）素
由於滅弧室內真空度下降時會形成（chéng）放（fàng）電（diàn）電暈，並破壞電（diàn）極間氣體的絕緣，因此會影響真空斷路器斷路部分的（de）性能， 對（duì）真空斷路器在運行中（zhōng）能否成功分合具（jù）有決定性的作用。
1889 年帕邢(Louis C.H.F.Paschen，德國實驗物理學者，波恩大學·蒂賓根大學（xué）教授（shòu），在光譜學上進行了重要的研究) 首次在實驗中明（míng）確（què）了（le）均勻電場中的氣體的放電電壓和（hé）放電間（jiān）隙的關係：“某氣體在均勻電場中的放電電壓為此氣體的壓力p 和（hé）間隙距離d 乘積的函數（shù）”。用公式表（biǎo）示為Vs=f(pd) ，即某氣體在（zài）均勻電場中的放電電壓，通過改變壓力、間隙距離來求取，如圖1 所示。
在相對較低的壓力範圍內，滅（miè）弧室內保持著較高的真空度，封入的氣體具有很好的絕緣性（xìng），斷路器的開斷性能也處於良好狀態，從而檢測不出真空度的泄（xiè）漏。而在大氣壓及其以上高氣（qì）壓範（fàn）圍內，放電現象也不會發生。通常（cháng）情（qíng）況下，運行中的真空斷路器（qì）發生真空泄漏都是（shì）通過及其細小的針（zhēn）孔泄露（lù）出來，速度非常緩慢。滅弧室的內部壓力在達到不（bú）放電的壓力範圍之前，要經曆幾個（gè）小時到幾個月不等（děng）的緩慢泄漏過程。無論真空斷路器的真空度泄漏快慢與否（fǒu），在真空泄漏（lòu）初期就能（néng）持續檢測到泄漏時的（de）放（fàng）電信號就顯得非（fēi）常重要。
2.2、真空斷路器電壓等（děng）級及觸頭開（kāi）距和（hé）開始放電氣體壓力的關（guān）係
真空滅弧室適用的（de）電壓等級不同，一般觸頭間隙距離也就不相同。用帕邢法則對用於電壓72kV的真空斷路器和（hé）用於電壓12kV 的（de）真（zhēn）空斷（duàn）路器進行比較，結果如圖2 所示。
試驗表明，用於電壓12kV 的小型真空斷路器（qì），當（dāng）氣體壓力約（yuē）為5～10Pa 時就能產生十（shí）分明顯的可識別放（fàng）電高頻脈衝信號。
比較不同電壓等級的真空斷路器，滅弧室在真空度（dù）下降到10-1～5Pa 時，屏蔽罩電平開始出現變化，金屬導杆和觸頭及屏蔽罩之間出現微弱的放電，開始（shǐ）產生（shēng）預放電（diàn），並朝電暈及輝光放電現象過渡，同時向空間輻射高頻電磁波信號，而使用放置在屏蔽罩附近的天線傳感器元件（jiàn）即（jí）能捕捉到（dào）斷路器周邊的（de）電（diàn）場的變化（huà）及感應到高頻脈衝信號。
2.3、工（gōng）程現場應用
許繼日立公司與日本AE-POWER 公司采用以上（shàng）放電高頻（pín）脈衝原理，開發了（le）一套用於檢測放電高頻脈衝的真空斷路器監視裝置， 在預（yù）放電初始階段開始捕捉此放電信號（hào）， 能夠準確地實現在線監視（shì）真空斷路器真空度的狀態。並在重慶電力公司（sī）江津供電局項目中投入運（yùn）行，目前效果良（liáng）好。
真空斷路器在（zài）線監（jiān）測裝置安裝在開關櫃二（èr）次室內，裝置采用自適應式電源模塊，可選用交流與直流工作電（diàn）源;裝置信號出口提供（gòng）了一付（fù）無源節點（diǎn），可直接啟動告警裝置或者上送測控裝置將信號傳送到後台（tái）主機;天線（xiàn）傳感器安裝在（zài）真空斷路器內，借助斷路器自身的安裝（zhuāng）孔固（gù）定天線傳感（gǎn）器，不需（xū）要對真空斷（duàn）路器進行改（gǎi）動，實現起（qǐ）來比較方便，天（tiān）線傳感器與真空滅弧室距離在安全距離之外，天線傳感器的安（ān）裝不影（yǐng）響真空斷路器的絕緣性能。
