中试控股技术研究院鲁工为您讲解：高压断路器真空度测量仪

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

1整体结构

为适应电子设备愈来愈轻薄短小，高频电子变压器一个主要发展方向是从立体结构向平面

结构、片式结构、薄膜结构发展，从而形成一代又一代的新的高频电子变压器：平面变压

器、片式变压器、薄膜变压器。

变压器的整体结构的发展，不但形成新的磁芯结构和线圈结构，采用新的材料，而且对设

计方面和生产工艺方面也带来新的发展方向。在设计方面，除了要研究各种新结构的电磁

场分布，如何达到最佳的优化设计，还要研究多层结构的各种问题。在生产工艺方面，要

研究各种新的加工方法，从而保证性能的一致性和实现加工工艺的机械化和自动化等。

 

在MHz级高频电子变压器中，愈来愈多的应用领域采用空心变压器。探讨空心变压器的结构

、设计方法、制造工艺和应用特点也是其研究和发展方向。另外，压电变压器等新工作原

理的高频电子变压器的研究也是发展方向，经过近十年的研究开发，压电变压器已经在一

些领域中得到了实际应用。

 

采用计算机对整体结构方案进行优化和具体设计，是现在各种电子器件的主要发展方向之

一，当然也是高频电子变压器的一个主要发展方向。这样可以缩短设计时间，减少材料用

量，缩短生产周期，降低成本。

2磁芯材料和结构

磁芯在采用软磁材料，以电磁感应原理工作的高频电子变压器中是最关键的部件。磁芯材

料的主要发展方向是降低损耗，加宽使用的温度范围和降低成本。磁芯结构的主要发展方

向是如何形成形状和尺寸最佳(对电磁性能、散热、用量和成本等参数)的平面磁芯、片式

磁芯和薄膜磁芯。

现在各种软磁材料，都在不断地改进和开发，以竞争高频电子变压器的市场。

软磁铁氧体是现在高频电子变压器使用的主要磁芯材料，发展方向是开发性能更好的新品

种和降低成本的新工艺。在材料新品种方面，日本TDK公司在2003年开发出宽温低损耗材料

PC95，在25℃～120℃温度范围内损耗都小于350mW/cm3(在100kHz×200mT条件下)。在80℃

时损耗最小，为280mW/cm3。

 

25℃时Bs为540mT，100℃时，Bs为420mT。还开发出高温高饱和磁密材料PE33，居里点

Tc>290℃，在100℃下，Bs为450mT。在100℃，100kHz×200mT条件下，Pc≤1100mW/cm3，

日本FDK公司，德国EPCOS公司、Ferrocube公司也开发出类似的高温高饱和磁密材料。

 

高磁导率材料也有许多新品种，如TDK公司的脉冲变压器用H5C5，μi为30000左右。抗电磁

干扰电感器用HS10，同时具有良好的频率特性和阻抗特性，在500kHz仍具有较高磁导率，

虽然初始磁导率不高，只有10000左右。高磁导率高饱和磁密材料DN50，在25℃时Bs为

550mT，在100℃时Bs为380mT，μi为5200左右，居里温度Tc≥210℃。

在新工艺方面，自蔓延高温合成法(SHS)是近年来的研究热点，其原理是利用反应物内部的

化学能来合成材料。整个工艺极为简单，能耗低，生产效率与产品纯度高，对环境无污染

，已经成功合成Mg、MgZn、MnZn、NiZn铁氧体，正在实现产业化。

火花等离子烧结法(SPS)，可以成功地制成多层MnZn铁氧体和坡莫合金复合软磁材料磁芯，

同时具有MnZn铁氧体的高频低损耗特性和坡莫合金的高磁导率高饱和磁密特性，这种复合

软磁材料磁芯，将使高频电子变压器的性能明显地提高。其他工艺如自燃烧合成法、快速

燃烧合成法、水热合成法、新型水热合成法、机械合金法、微波烧结等，近年来均开展了

大量研究，都符合提高性能和降低成本的发展方向。　由于软磁铁氧体的饱和磁密低，在

20kHz～100kHz的较高频范围内，性能比的优势不如100kHz以上的高频范围那样明显，

其他几种软磁材料在20kHz～100kHz的较高频范围内，与软磁铁氧体展开激烈的竞争。

 

各种软磁材料都有各自的特点，因此，如何在具体的高频电子变压器产品中，充分发挥各

种软磁材料的优点以达到更好的性能比，是高频电子变压器所用的软磁材料的发展方

向。

 

硅钢的特点是饱和磁密高，性能稳定，较低，近年来发展了一系列高频用硅钢，包括

超薄带硅钢、6.5%硅钢、梯度硅钢和含铬的硅钢。特别是含铬的硅钢已经用于25kHz和

70kHz的电子变压器中。现在硅钢使用的工作频率已达到325kHz。

 

高磁导坡莫合金的特点是磁导率高，环境适应性好，但是贵，近年来发展的坡莫合金

超薄带，使用的工作频率已超过1MHz，在特殊要求的地方和设备中使用。

 

钴基非晶合金是现有软磁材料中高频损耗最低的一种材料，但是，在200kHz以上

的高频中使用，磁芯重量小，因素不突出，目前在200kHz和1MHz的高频电子变压器中

大量使用。

 

软磁复合材料现在成为高频电子变压器用磁芯材料的一大发展方向，它与传统的软磁铁氧

体和软磁合金相比，其磁性金属粒子或者薄膜，可以分布在非导体和其他材料中，使高频

损耗明显降低，提高了工作频率。同时，其加工工艺既可采用热压法加工成粉芯，也可以

利用现在的塑料工程技术，注塑成复杂形状的磁芯，具有密度小、重量轻、生产效率高、

成本低，产品重复性和一致性好等特点。还可以采用不同的配比，改变磁性。上面已介绍

软磁铁氧体和坡莫合金组成的复合材料的例子，现在已开发出工作频率10kHz以上的软磁复

合材料粉芯，在高频用滤波电感器中可代替软磁铁氧体。

根据高频电子变压器整体结构的发展要求，磁芯结构的发展方向是平面磁芯、片式磁芯和

薄膜磁芯。平面磁芯以前有的是用原来的软磁铁氧体磁芯进行改造，现在已有专门用于平

面变压器的各种低高度软磁铁氧体磁芯。将来还可能开发出各种低高度软磁复合材料磁芯

。片式变压器的磁芯除了将平面磁芯进一步压缩而外，也有采用共烧法制造的片式磁芯。

薄膜磁芯和磁性材料是现在高频电子变压器最活跃的发展方向之一，将成为MHz以上高频电

子变压器的主要磁芯材料和结构，有可能将薄膜电子变压器的高度做到1mm以下，可以装入

各种卡片内。国内已建立几个中心在大力研究。现在希望能把材料开发，电子变压器制造

和应用单位联合起来，尽快把国内开发出的薄膜软磁材料变成电子信息产品中的高频电子

变压器磁芯，形成国内有自主知识产权的薄膜变压器。

3线圈材料和结构

随着高频电子变压器整体结构的发展，线圈结构主要的发展方向是平面线圈，片式线圈和

薄膜线圈，其中又包括多层结构。各种线圈结构的材料选用，也有一些新发展。

立体结构的高频变压器线圈，导线材料由于考虑集肤效应和邻近效应，采用多股绞线(里兹

线)，有时也采用扁铜线和铜带。绝缘材料采用耐热等级高的材料，以便提高允许温升和缩

小线圈体积，采用双层和三层绝缘导线，可以减少线圈尺寸。举一个例子，最近，国内开

发出以纳米技术把云母泳涂在铜线上的C级绝缘电磁线，已经在工频电机和变压器中应用，

取得良好的效果，估计在高频电子变压器中也会得到应用。

 

平面结构线圈，导线采用铜箔，大多数采用单层和多层印刷电路板制造，也有采用一定图

形的铜箔，多个折叠而成的。绝缘材料一般采用B级材料。

薄膜结构线圈，导线采用铜、银和金薄膜，制成梳形、螺旋形、运动场形等图形，绝缘材

料采用H级和C级材料。也有采用多层结构的，或者是几个多层线圈组合起来，或者是几个

线圈和几个磁芯交叉重叠而成。总之，薄膜变压器是现在正在大力开发的高频电子变压器

，许多结构并不定型，也许，还会出现许多新的线圈结构。对于电力变压器生产厂家以及

变压器现场运行的监测的工作人员来讲，发现变压器的内部有局部放电现象时，更重要的

对局部放电源进行快速准确地定位，这具有重要意义，这能够迅速排除放电故障，同时也

能够保障电力系统的正常稳定运行。