真空断路器的在线实时状态监测系统
介绍了真空断路器的基本结构和工作原理，以现代状态检修概念为基础，利用各种传感器技术对真空断路器进行在线工作状态的数据采集，并对数据进行处理和判断，实现对真空断路器的在线实时状态监测;并设计了一套真空断路器在线监测系统。
1 真空断路器的结构及原理
真空断路器广泛地应用在电力控制系统中。在真空条件下（一般指10-4至10-7Torr），真空间隙的绝缘强度很高，电弧很容易熄灭，所以真空断路器的灭弧能力很强，介质强度也很高，开断后的介质恢复速度也很快。 利用真空条件来熄弧，这个设想早在19世纪末就已提出，但是由于受真空工艺、材料、冶金等技术水平的限制，当时未能实现实用化。真空断路器的主要灭弧机构就是真空灭弧室，如图1所示：
由图1知，真空灭弧室的结构很象一个大型的真空电子管，外壳有玻璃和陶瓷两种构造，动触头的密封靠金属波纹管，在允许的弹性变形范围内伸缩，有足够高的机械寿命。在动、静触头的外周，装设了悬浮电位的金属屏蔽罩，它起冷凝吸收金属蒸汽、均匀电场分布、保护外壳等表面绝缘作用。 真空断路器的灭弧原理与其他种类断路器灭弧原理不同，其他断路器主要利用灭弧介质来达到熄灭电弧的目的。真空断路器是利用真空阻止电弧重燃来达到灭弧的目的。因此，电流过零后能否重燃取决于弧隙介质强度的恢复。若恢复了，则能有效的阻止电弧的重燃，否则，电弧会继续燃烧直到下一个过零点，才有可能熄弧。 因此，性能齐全的真空断路器在线状态监测系统是保证电力控制设备安全、可靠工作的重要保证。
2 真空断路器的在线状态监测过程
状态监测是指了解和掌握设备的运行状态，包括采用各种检测、测量、监视、分析和判别方法，结合系统的历史和现状，考虑环境因素，对开关设备运行状态进行*估，判断其处于正常或非正常状态，并对状态进行显示和记录，对异常情况做出报警，以便运行人员及时加以处理，并对开关设备的故障分析、性能*估、合理使用和安全工作提供信息和准备基础数据。 通常开关设备的状态可分为正常状态、异常状态、和故障状态几种情况。正常情况指设备的整体或其局部没有缺陷，或虽有缺陷但其性能仍在允许的限度以内。异常状态指缺陷已有一定程度的扩展，使开关设备状态信号发生一定的变化，开关设备性能已经劣化，但仍能维持工作。此时应该注意设备性能的发展趋势，即开关设备应在监护下运行。故障状态则指设备性能指标已有大的下降，设备已经不能维持正常工作。开关设备的故障状态尚有严重程度之分，包括已有故障萌生并有进一步发展趋势的早期故障;程度尚不严重，开关设备尚可勉强“带病”运行的一般功能性故障;已发展到开关设备不能运行必须停机的严重故障;已导致灾难事故的破坏性故障，以及由于某种原因瞬间发生的突发型紧急故障等。
状态监测的步骤主要分为以下三步：
（1）信号采集 开关设备在运行过程中必然会有力、热、振动和能量等各种量的变化，由此会产生各种不同信息。根据不同的诊断需要，选择能表征设备工作状态的不同信号。
（2）信号处理 这是将采集到的信号进行分类处理、加工，获得能表征机器特征过程，也称特征提取过程。（3）状态识别 将经过信号处理后获得的开关设备特征参数与规定的允许参数进行比较、对比以确定设备所处的状态，是否存在故障。如图2所示：
3 真空断路器的在线状态监测原理
