真空开关在低压及中压领域是极有前途的一种开关器件，作为新一代的、先进的开关设备，在我国目前电网改造中得到广泛的应用，真空开关的真空度在发生变化时会引起屏蔽罩发生一系列变化，利用传感器检测屏蔽罩的电信号，再经过滤波、放大后送往CC430进行处理、分析和比较来确定灭弧室真空度的值，最终得出屏蔽罩电位与真空度之间的关系曲线。通过这种曲线关系可以在不关断真空开关的状态下判断其真空度的大小，进而实现真空开关真空度的实时在线监测。
随着我国电力系统、无油化改造以及电力设备制造技术的发展，真空开关的使用也就更加普及和推广。 真空断路器由于灭弧能力强、电气寿命长、现场维护方便、技术含量高等优点，在电力系统基本建设及无油化改造中，真空开关以其体积小、环境污染小、灭弧性能好、运行维护简便、可靠性高、机械和电寿命长等优点在国内矿山、大中型水电站、变电所等供电系统中得到广泛的应用。真空开关是以真空作为绝缘和灭弧手段的断路器，真空度直接影响真空开关的性能，如果不能及时掌控真空开关的真空度，可能带来不可想象的后果。所以，运用科学的手段对真空开关进行定期或不定期真空度监测，及时发现故障先兆对真空开关乃至整个电力系统的安全和可靠运行都有十分重要的意义。
1 真空开关真空度在线监测系统设计
1.1 真空度在线监测系统结构框图
图1 系统总体框图
本文系统主要是通过监测屏蔽罩的直流电位信号来分析其与真空度的关系来判断灭弧室内真空度的变化情况，设计结构如图2 所示。传感器探头分别接在真空开关A、B、C三相的三个真空灭弧室内，其对真空灭弧室的屏蔽罩电信号进行采集并输出，信号经AD 转换处理后进行滤波、放大预处理，CC430对预处理后的数据进行采集、分析以及比较，来评估灭弧室内的真空状况并显示。当真空度低于标准真空度值时发出报警，并通过无线将报警信息发送给远程的工作人员以提醒。
隔离放大器具备两大功能，即前置功能和放大功能。其对采集到的电信号进行处理并将输出信号调整至A/D 能够采样的范围内以及将输入级与后级完全隔离，因此，提高了数据采集系统的抗干扰能力。
1.2 真空度在线监测系统的监测原理
监测系统的工作原理。在真空开关工作时，真空灭弧室屏蔽罩上的电位是由高压部分—屏蔽罩、屏蔽罩—接地电极之间分别所具有的静电电容的分压决定。当真空灭弧室在正常的工作电压和内部气体压力下运行时，灭弧室屏蔽罩上不带有静电荷；而当真空灭弧室的内部气体压力升高，导致绝缘强度降低，触头上屏蔽罩间会发生局部放电，从而使灭弧室的屏蔽罩上带有一定静电荷（7.8 Pa），因此，中间屏蔽罩与大地之间的交流电场将发生变化，将电场控头置于其间（距离灭弧室外壁150mm），就可以在不改变灭弧室和断路器结构的前提下，探测屏蔽罩的电位变化，从而检测到真空灭弧室内气体压力的变化。电场探头的安装如图2所示，我们应用自制的电场探头经过反复的模拟试验，找到了屏蔽的交流电位的有效值与真空度之间的关系曲线，如图3所示。
图2 电场探头的安装图
图3 屏蔽罩的交流电位的有效值与真空度之间的关系曲线
1.3 监测系统中数据的采集处理
由于真空开关处于的环境是在高压状态下，传感器探头监测到屏蔽罩的电位信号，并经过一系列的信号处理和A/D 转换，使之转换成为数字信号。在高压的环境下，为了采集到几乎不失真的电信号，要求设计的采集系统也具有非常强的抗干扰能力。所以，我们在对输入的模拟信号进入A/D 转换以后采用隔离放大器，实现输入/输出的信号隔离和增益控制信号的隔离，增强其抗干扰能力。图4 为数据采集系统框图。
图4 数据采集系统框图
2 系统软件设计
图5 CC430的工作流程
该系统通过对屏蔽罩的直流电信号进行信号的放大、滤波、采集、数据处理等环节来判断真空灭弧室内真空度的状况。本文采用Matlab7.0 软件和C 语言来实现软件的设计。利用C语言执行速度快的特点开发软件程序，可保证系统快速、准确地进行数据采集。Matlab7.0 的人机互动式画面和可视化功能，使数据处理更加简单。图5为CC430 的软件工作流程。
3 结论
本系统适用于测量真空开关灭弧室的真空度，测量时不需要拆卸真空管，自动测试并打印，测量结果量化，可直接与国家相关行业标准接轨，准确判断被试品优劣，操作简单、方便、稳定性好、精度高。
实现了真空灭弧室的免拆卸测量，直接显示真空度值，使真空断路器用户详细掌握灭弧室的真空状态，为有计划地更换灭弧室提供了可靠的依据，为电网的安全运行提供了有力保障，克服了工频耐压法仅能判断灭弧室是否报废的缺陷。本仪器测量精度高，操作简单、携带方便、抗干扰能力强，特别适用于供电单位现场测试，是真空断路器生产、安装、调试、维修的必备仪器之一。
