中试控股技术研究院鲁工为您讲解：真空高压开关真空度测量仪

ZSZK-5000真空开关真空度测试仪

测量范围： 10-5～10-1Pa
不需拆卸真空开关即可测量
参考标准：DL/T846.9-2004

真空开关真空度测试仪：华中科技大学从九十年代初开始研究真空开关灭弧室真空度现场的定量检测，经过近十年的努力，于一九九九年获得专利，并实现了现场不拆卸定量测量。有了定量测量的手段，不仅可以测量真空开关真空度是否在正常范围内，同时更重要的是，对某些泄漏速度较快的真空开关，通过历年测量结果相比较，可以大致推断它的寿命，真正起到预防意外事故发生的目的。由“全国高压开关设备标准化技术委员会”制定的JB8738—1998《3.6—40.5KV交流高压开关用真空灭弧室》中规定“内部气体压力测量及允许储存期检查”是生产和使用高压开关设备真空灭弧室的单位的试验必做项目，并规定灭弧室的允许储存期为20年。真空灭弧室内部气体压力应低于6.6×10-2Pa。

有研究表明，在经过有限次的分合后，气体的析出与触头电弧蒸散生成物的吸气可以达到平衡，不再影响灭弧室真空度的变化。同时气体的渗透也会造成真空灭弧室压强的升高。但由于渗透率较小，因此渗透现象对灭弧室压强升高的影响并不明显。
而引起真空灭弧室压强持续升高的重要的原因是漏孔漏气。理想真空室的漏气率应为零，但在实际应用中是不可能的。在真空灭弧室的制造过程中，通过氦质谱检漏仪可以检测出漏气率大于1x10-7Torr•升/秒（1Torr=133.322Pa）的产品。

而通过静置存放可以将漏气率大于1x10-11Torr•升/秒的产品检出。但是如果要求真空灭弧室能达到使用寿命（一般为10-20年），那么由公式：
Q=V（P2-P1）/T
式中：Q—漏气率（Torr•升/秒）；
V—真空灭弧室的内部容积；
P—真空灭弧室的内部真空压力。
可算出灭弧室的允许漏气速率只能达到10-13数量级。而气体渗透的速率已经接近这个允许值。因此1x10-11Torr•升/秒的漏气率对灭弧室的使用寿命仍有较大影响。

而一些存在制造缺陷的真空灭弧室会在运行过程中因各种因素导致漏气加剧，这更大大缩短了真空灭弧室的使用寿命。

ZSZK-5000真空开关真空度测试仪参数
1、电    源： AC220V+15%，50Hz；
2、测量范围： 10-5～10-1Pa；
3、电场电压∶ 20KV；
4、磁场电压∶ 1600V；
5、仪器精度：10-5～10-4Pa   20%～25%;
       10-4～10-3Pa   15%～20%;
       10-3～10-2Pa   10%～15%;
       10-2～10-1Pa   5%～10%;
6、使用环境： -10℃～40℃；
7、外行尺寸： 460mm×335mm×330mm；
8、主机重量： 12kg。

1、真空度测试仪熔丝熔断。对熔丝熔断的电阻电容器应进行外观检查,确定是否存在鼓肚、蓄能电站继电保护测试仪过热、开裂以及熔丝元件熔断状况。外观无明显故障特征-一般应进行试验，测量电阻电容器容量及遥测对地绝缘电阻。

但目前各地亦曾发生由于熔丝质量不好或热容量不够以及接触不良而发生熔丝熔断的情况，更换熔丝后即正常了。
2、真空度测试仪爆炸现象。产生爆炸的根本原因是极间游离放电造成的电容器极间击穿短路。我们认为电容器只要配装适当的保护熔丝，其安秒特性就小于油箱的爆裂特性。当电容器发生短路击穿时，熔丝将首先切断电源，避免爆炸产生，并且可以防止着火和将邻近电容器炸坏。

星形接线的电容器组，由于故障电流受到限制也很少发生爆炸现象。因此可以肯定，单台保护熔丝是很重要的装置，其安秒特性配置适当就完全可以防止油箱爆裂，所以采用星形接线也是很重要的防爆措施。
3、真空度测试仪选取合适的熔断器。单台保护熔断器开断性能不好，是电容器绿炸的原因之一。单台电容器保护使用的熔断器属喷射式熔断器，主要靠熔断电流自身的能量产生气体熄灭电弧并开断故障电流，在电容器装置中常作为内部故障的主保护。熔断器如果能成功开断故障电容器，油箱是不会爆炸的。开断性能不良的熔断器往往是因在运行中灭弧管受潮发，胀将管堵塞，此外还有安装方法不当或弹簧不到位，熔丝熔断后尾线不能迅速弹出等原因影响电弧开断。

ZSZK-5000真空开关真空度测试仪当使用完后，应将智能蓄电池活化仪主机及时放入机箱内。所有夹具和连线应整理后放入机箱内相应位置。

ZSZK-5000真空开关真空度测试仪是我公司在上一代产品的基础上根据现场用户的反映改进的新一代产品。该真空度测试仪具有测试精度更高，稳定性更好，智能化程度更高的特点。

ZSZK-5000真空开关真空度测试仪采用新型励磁线圈及数据处理方法，实现了真空度的不拆卸测量

一、电气测量法

试样外部电极上的电压由于电极间的电荷移动发生变化。每次放电过程持续时间十分短暂

，根据麦克斯威尔电磁理论，放电过程会向外辐射高频的电磁信号。基于这两个原理产生

了电气检测法。电测法大致分为下列几种：

（1）脉冲电流法

脉冲电流法测量灵敏度高，是最早应用于局部放电检测的方法，目前仍广泛应用于变压器

预防性试验和交接试验。该法将检测阻抗或电流互感器接入检测回路，得到局部放电引起

的脉冲电流，并结合数字化的信号处理系统得到局放的相关信息。运用脉冲电流法进行离

线测量具有较高的灵敏度，可以对局部放电的视在放电量进行测量，检测频率范围为

10kHz-10MHz。常规脉冲电流法的缺点是：对现场的噪声干扰没有有效的应对措施，抗干扰

能力不强；运用于在线监测存在较大的弊端；标定放电量时易出现较大的误差；随着试品

电容的增加测试仪器测量的灵敏度下降。

局部放电检测

局部放电检测

（2）射频测量法

射频检测法常采用罗可夫斯基线圈和射频传感器截取局放产生的高频电磁波信号并传输至

射频测量系统进行数据采集和分析。该方法测量简单，测量频带较宽，能够较全面的获得

所需的信息量，从而能够利用此方法深入研究变压器局部放电特性。但是，此方法采集到

的信号容易受到强电磁场的干扰，且实际测量中由于电磁波脉冲信号在传递过程中衰减大

，获得的频率分量其实很少。

高频电流互感器

高频电流互感器

（3）特高频法

特高频法(UHF)是局部放电检测新兴的一种方法。变压器发生局部放电时辐射出的电磁波具

有很高的频率。局部放电辐射出电磁波的频谱特性与放电间隙的绝缘强度和局部放电源的

几何形状有关。特高频法就是通过特制的天线传感器接收局部放电中辐射的特高频电磁波

，通过分析采集到的特高频电磁波的特性实现对局部放电的检测。

二、非电测量法

局部放电通常会伴随有光、声、热等现象，针对这些现象，局部放电检测技术中有下列几

种非电量检测方法：

（1）超声波检测法

局部放电伴随有超声脉冲发出，超声波法就是利用这些超声脉冲定性地判断电力设备中是

否存在局部放电信号。超声波检测法能够有效的避免电磁干扰的影响，同时还能利用不同

位置采集到的超声信号对局部放电源进行定位。超声波检测法不仅能够运用于离线监测而

且还可以运用于在线检测。但是，强电磁场对超声波信号的干扰严重，致使信号失真；变

压器内部复杂的结构使得超声信号在其内的传播路径十分复杂，这就导致超声波法测量没

有较高的精度、局部放电信号难以进行定量分析、定位精度较低。因此，超声波检测法常

常作为一种辅助测量方法与其他检测方法配合使用。

超声波局部放电测试仪

超声波局部放电测试仪

（2）气相色谱法

气相色谱法是分析变压器油中气体成分的化学检测方法。变压器内部发生局部放电时，由

于绝缘材料的分解，产生了许多气体，主要气体是H2，C2H2等。检测变压器油中气体各项

指标(成分、浓度等)能够判断出变压器是否发生局部放电，并能判断局部放电的强度。这

种方法在诊断变压器故障类型和判断绝缘劣化程度中应用广泛。但是，气体传感器无法有

效的区分各种气体，检测准确度不高。虽然油气分析能够较灵敏的发现早期潜伏性故障，

但对于突发性故障没有很好的反映效果。所以此方法只能作为一种作定性的分析方法，目

前还无法用其进行定量判断。

（3）光检测法

光学检测法是一种进行非接触式检测局部放电的新兴检测方法。电力设备局部放电时常伴

随有光辐射，利用光电探测器能够有效的监测在发生局部放电产生的光辐射信号，光电探

测器检测到的光信号经光电转换元件转化为电信号，再经过信号放大器的调理放大处理，

通过光纤将信号送到监测系统，利用监测系统分析电信号的特性可以评估局部放电的强烈

程度。光学检测法采用非接触式测量，不影响设备的运行，有着较强的抗电磁干扰能力，

测量的灵敏度也很高。目前，光学检测法在分析局部放电的特征和电力设备绝缘劣化的原

理等方面的研究取得了较大的进展。特别是在光测法实施中，光传感器深入到变压器箱体

内，直接测量变压器内部局部放电产生的光信号，检测系统不易受外界干扰，测量的灵敏

度较高，而且可以电力设备的局部放电进行实时检测，因此光测法也可以用于变压器内部

局部放电在线监测。变压器概述：

变压器（Transformer）是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线

圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳

压（磁饱和变压器）等。按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器（电炉变、整流变、

工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器

、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等）

变压器

变压器

作用：

变压器是一种静止的电气设备。它是根据电磁感应的原理，将某一等级的交流电压和电流

转换成同频率的另一等级电压和电流的设备。作用：变换交流电压、交换交流电流和变换

阻抗。

变压器

变压器

原理分析：

变压器是利用电磁感应原理制成的静止用电器。当变压器的原线圈接在交流电源上时，铁

心中便产生交变磁通，交变磁通用φ表示。

变压器工作原理

变压器工作原理

原、副线圈中的φ是相同的，φ也是简谐函数，表为φ=φmsinωt。由法拉第电磁感应定

律可知，原、副线圈中的感应电动势为e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2为原、

副线圈的匝数。由图可知U1=-e1，U2=e2（原线圈物理量用下角标1表示，副线圈物理量用

下角标2表示），其复有效值为U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ，令k=N1/N2，称变压器

的变比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k，即变压器原、副线圈电压有效值之比，等于其匝

数比而且原、副线圈电压的位相差为π。

电磁感应

电磁感应

进而得出：

U1/U2=N1/N2

在空载电流可以忽略的情况下，有I1/ I2=-N2/N1，即原、副线圈电流有效值大小与其匝数

成反比，且相位差π。

进而可得

隔离变压器

隔离变压器

I1/ I2=N2/N1

理想变压器原、副线圈的功率相等P1=P2。说明理想变压器本身无功率损耗。实际变压器总

存在损耗，其效率为η=P2/P1。电力变压器的效率很高，可达90%以上