基于激光诱导等离子体的高压电力断路器真空度监测方法*

doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2026.01.09

摘要/Abstract

摘要： 传统真空度间接测量方式下,多种物理过程相互耦合会引入额外误差,导致真空度测量准确性较差。为此,提出一种基于激光诱导等离子体的高压电力断路器真空度监测方法。利用超快激光诱导击穿光谱技术,使高能量激光脉冲聚焦到断路器触头间隙区域,轰击高压电力断路器的屏蔽罩,诱导产生激光等离子体;根据等离子体的发射光谱和密度变化等提取等离子体的径向辐射率、温度和羽长特征参量;最后通过实验得到三个特征参量与真空度的关系,完成对高压电力断路器真空度的监测。结果表明：该方法可以有效提取等离子体径向辐射率、温度与羽长特征参量,准确监测断路器的真空度。

关键词: 激光诱导, 等离子体, 高压电力, 断路器, 真空度监测, Abel逆变换

Abstract: Traditional indirect measurement methods of vacuum degree may introduce additional errors due to the coupling of multiple physical processes, resulting in low accuracy of the vacuum degree measurement. Thus, a vacuum monitoring method for high-voltage power circuit breakers based on laser-induced plasma is proposed. Firstly, by using ultrafast laser-induced breakdown spectroscopy technology, high-energy laser pulses are focused on the gap area of the circuit breaker contacts to bombard the shielding cover of the high-voltage power circuit breaker, thereby the laser plasma is induced. Subsequently, characteristic parameters of the plasma such as radial emissivity, temperature, and feather length are extracted. Finally, the relationship between three characteristic parameters and vacuum degree is obtained through experiments. The results show that this method can effectively extract plasma radial emissivity, temperature, and feather length characteristic parameters, and accurately monitor the vacuum degree of circuit breakers.

Key words: laser induction, plasma, high-voltage power, circuit breaker, vacuum degree monitoring, Abel inverse transformation

中图分类号: TP391

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