中试控股技术研究院鲁工为您讲解：高压真空断路器真空度测试仪（源头大厂）

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。

技术条件
1  范围范围
1.1 适用范围
本订货技术条件适用于额定电压为10～35KV，频率为50Hz的三相和单相户内高压真空断路器（以下简称真空断路器）及其配用的真空开关管（简称开关管，又称灭孤室）。该产品主要用于交流配电系统变电站内的保护和控制，以及工矿企业变电站、电气列车等频繁操作的场所。
1.2 引用的标准
真空断路器除满足GB1984《交流高压断路器》、DL402《交流高压断路器订化技术条件》外，还应符合本技术条件的规定。其基本试验要求和方法尚应满足下列标准的规定：
GB3309《高压开关设备常温下的机械试验》；
GB311.1《高压输变电设备的绝缘配合》；
GB11022《高压开关设备通用技术条件》；
GB763《交流高压电器在长期工作时的发热》；
GB2421～2424《电工电子产品基本环境试验规程》；
GB2706《交流高压电器动、热稳定试验方法》；
1.3 使用环境条件
（以下内容从略）。
2 额定参数
（中间内容从略）。
中华人民共和国能源部  1991－03－06批准         1991－08－01实施
2.13  真空开关管（即灭孤室）的有效期
15～20年。在允许期之末，真空开关管的真空度不得大于6.6×10-2Pa。
注：有效期包括储存期和使用年限，此时间从真空断路器出厂（真空断路器制造厂）之日算起。
2.14  额定参数配合
（以下内容从略）。
3结构和技术要求
（以下内容从略）。
4试验项目、试验方法与检验规则
（中间内容从略）。
4.14. 5储存期的检查
在规定的使用有效期内，开关管内的真空度不得高于6.6×10-2Pa。。
检查储存期的方法是：将开关管置于磁控真空计中，记下测得的真空度值Pn，静置tnd后，复测其真空度值Pn+1由下式计算储存期T（a）
tn值根据需要确定，但不得少于7d。
注：使用本式计算储存期应注意排除吸附作用和无件排所作用对真空度的影响。
5出厂检验
（以下内容从略）。
6标志、包装、运输和保管
（以下内容从略）。

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。

ZSZK-5000真空开关真空度测试仪质保证书
本公司生产的所有仪器设备实行三年保修，终身维护。在保修期内，负责免费检查、修理、零部件替换;用户附带的其他费用，如运输费用等由用户自己承担，由下列情况造成的损失，将酌情收取修理费用：
1 由于疏忽大意，不按操作规程操作，而导致设备的损坏。
2. 不经同意，自行拆动设备，更换零部件引起的损坏。
3. 由于运输或其它搬运过程中，处理不当而引起的损坏。
附录A：真空断路器出厂时灭孤室真空度下限值。
附录B：真空断路器运行中灭孤室真空度下限值。 
附录A：
中华人民共和国机械行业标准
JB3855－1996
3.6－40.5KV户内交流高压真空断路器
范围
本标准规定了额定电压3.6－4.0KV户内交流高压真空断路器（以下简称真空断路器）的使用环境条件、额定参数、设计与结构、型式试验和出厂试验、运输、贮存等方面的通用要求。
2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB  156－1993 标准电压
GB  311.1－83 高压输变设备的绝缘配合
GB  311.2－83 高电压试验技术  第一部分：一般试验要求
GB  763－90 交流高压电路在长期工作时的发热
GB  1984－90 交流高压断路器
GB  1984－89 交流高压电器动、热稳定试验方法
GB  2706－89 电工术语  高压开关设备
GB  2900.20－94 高压开关设备常温下的机械试验
GB  7675－87 交流高压断路器的开合电容器组试验
GB  11022－89 高压开关设备通用技术条件

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

下面介绍下变压器直流电阻测试仪使用中需要注意的细节：

 1、使用直流电阻测试仪时，请勿堵住或封闭机身的通风口，要知道，仪器也是有生命的，也需要精心的维护，一般将仪器站立放置即可，定期检查扇叶是否堵塞。

2、 面板上有USB插口，允许热拨插USB口设备（如U盘等），以及打印设备，但注意拨插时一定要在数据传输结束后进行，以免数据丢失带来的不便。

3、 在测试短路阻抗小于整定定值的时候保护才会出口，所以一般取定值的0.95倍来做试验，可保证保护能够可靠出口；在模拟接地距离故障的时候，零序补偿系数一定要设置正确；

4、如果在使用过程中变压器直流电阻测试仪界面出现数据出错或设备无法连接等问题，可以这样解决：向下触按复位按钮键，使DSP复位；或退出运行程序回到主菜单，重新运行程序，则界面所有数据均恢复至默认值，就是这么简单！

5、注意环境因素，试验之前，如果现场干扰较强或安全要求较高，请将变压器直流电阻测试仪电源线的接地端接地或装置接地孔接地。

6、一定要注意禁止将外部的交直流电源引入到变压器直流电阻测试仪的电压、电流输出插孔。否则，变压器直流电阻测试仪将直接面临损耗的威胁，或直接烧坏元器件。1 前言

电力变压器是电力系统中的核心设备之一，其稳定、可靠运行对电力系统安全起着非常重要的作用。但由于本身变压器设计、工艺、制造技术以及运行维护水平问题，尤其近年来，变压器出口或近距离短路故障时有发生，而且有增长趋势，严重影响了电力系统的安全稳定运行。统计表明，此类短路事故已成为变压器事故的首要原因。出口短路事故突然发生时，在变压器绕组内流过的短路电流与漏磁场的相互作用产生了较大的电动力，尽管这种暂态过程持续时间很短，但变压器还是会受到不同程度的损坏，若对于轻微变形不能及时发现和修复，多次冲击后累积效应也会导致变压器的损坏。目前，在变压器遭受了短路冲击后迅速诊断电力变压器是否能继续运行是运行中急需解决的问题。因此，加强电力变压器运行维护，采取切实有效措施防止变压器出口短路，对确保变压器尤其是整个电网的安全稳定运行具有重要的意义。

 

2014年6月6日，某变电站一条10kV出线1#杆A相避雷器击穿，造成线路A相直接接地。10kV乙母线PT因A相直接接地，B、C两相电压升高，PT发生铁磁谐振，B相PT，造成10kV乙母线短路。乙变低后备保护复压过流I段I时限保护启动（动作逻辑是时限0.3s调分段90开关，当时运行方式是90在断开位置，10kV甲、乙母线分列运行），乙变低后备限时速度保护启动（动作逻辑是时限0.3s调分段90开关，当时运行方式是90在断开位置，10kV甲、乙母线分列运行），本体轻瓦斯发告警信号，本体重瓦斯动作，变压器两侧开关跳闸。变压器型号为SFZ11-31500/110，接线组别为YNd11，短路阻抗为10.65%，该产品为2007年产品。

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2 变压器试验分析

 

2.1 油中溶解气体色谱分析

 

电力变压器油中溶解气体色谱分析结果如表1所示。重瓦斯动作后，瓦斯气样折算到油中的理论值大大高于油样值，一氧化碳、二氧化碳及总烃明显超标，这些碳的氧化物的产生可能与变压器结构中某些含碳材料涉及故障有关，初步判断变压器经短路冲击故障后内部存在热性故障，可能为涉及固体绝缘热性故障。除此之外，氢气、甲烷、乙炔、乙烯明显超标，三比值法对应编码102，说明变压器内部存在高能量电弧放电，并有金属性放电。

 

2.2 绕组介质损耗与电容量

 

由表2可发现，低对高及地和低、高对地的电容量与出厂值比较有明显变化，超过了规程规定的5%的警示值。通过分解电容量试验数据进一步分析变压器绕组变形情况见图1.通过分解得到数据如表3所示，根据公式C=εA/d，tgδ增加，ε增加，CH减小，说明d增大，进而可得出高压绕组向内凹陷[3]。

 

2.3 直流电阻试验

 

变压器绕组的直流电阻测试是变压器试验中既简单又重要的试验项目（如表4所示）。直流电阻测试结果显示，低压绕组直流电阻正常；而高压绕组各分接直流电阻明显超标。三相直流电阻互差均达到了3.4%~3.77%，超出了2%的状态检修试验规程要求。其中A相绕组直阻值较B、C两相较小。结合油中溶解气体色谱分析结果，变压器内部可能存在高能量的电弧放电，因此怀疑高压A相可能存在匝间、层间短路等现象。

 

2.4 绕组变形测试

 

分别利用频率相应法及低电压短路阻抗法对变压器进行绕组变形测试，通过测试结果掌握变压器经过短路冲击后绕组变形情况。

 

（1）频率响应法

 

在较高频率的电压作用下，变压器的每个绕组均可视为一个由线性电阻、电感与电容等分布参数构成的无源线性双口网络，其内部特性可通过传递函数描述。如果绕组发生变形，绕组内部的分布参数必然发生改变，导致其等效网络传递函数的零点和极点发生变化，使网络的频率响应特性发生变化。用频率响应分析法检测变压器绕组变形，是通过检测变压器各个绕组的幅频响应特性，并对检测结果进行纵向或横向比较，根据幅频响应特性的差异，判断变压器可能发生的绕组变形[2]。

图1为变压器低压绕组频率响应特征曲线，中频段（100~600kHz）和高频段（＞600kHz）均出现了明显的三相不一致，数据显示低压绕组可能发生了明显变形，且以绕组扭曲、鼓包等局部变形现象为主。图2为变压器高压绕组的频率响应特性曲线，从图中可以发现，低频段（1~100kHz）有明显的三项不一致，由数据显示高压绕组可能存在严重变形，且以匝间或饼间短路故障为主，通常预示高压绕组的电感发生改变。结合高压绕组的直流电阻不合格，可判断高压绕组发生了严重变形。

 

（2）低电压短路阻抗法

 

变压器安装完成后，其特征参数电容、电感基本保持不变。当遭受巨大的外力如地震、出口短路等整体绕组或局部绕组会出现不同程度的位移，而引起特征参数的改变[1]。因此，可以通过检测变压器的特征参数（主要是短路阻抗），根据特征参数的相对变化和三相不对称程度作为判断绕组有无变形的依据。现场用低电压测试短路电抗（包括短路阻抗和漏电感等参数），以判断变压器绕组有无变形已有多年，多次检出了动稳定状态劣化的大中型电力变压器，并经器身检查得到验证和处理，避免了变压器短路损坏事故积累了相当多的经验，并形成了国家行业标准。

 

对变压器进行了低电压短路阻抗和电抗值的测试，实验数据如表4所示。高对低（额定分接）的低电压短路阻抗相间最大相对误差为15.516，远远超过2%的规程要求，而且A相短路阻抗值变化最大，与短路阻抗初值相比增长了12.24%，B、C两相则相对变化较小，由此可判断变压器低压绕组A相存在明显变形。

 

3 返厂吊罩检查结果分析

 

通过综合考虑电气试验、油色谱分析及变压器抗短路能力不足等问题，判断该变压器可能涉及固体绝缘热性故障，存在高能量电弧放电，并有金属性放电；高压绕组与低压绕组存在变形等故障；高压A相有可能存在匝间、层间短路等现象。具体情况需要返厂吊罩检查，进一步确定存在问题。

 

吊罩之后发现，高压A相线圈最下部3层出现明显波浪式内收变形见图3a.进一步分析认为，变压器由于短路电流冲击时，在短路电动力的作用下，受到了强烈幅向收缩力，轴向受力较小造成。除此之外，绝缘纸严重处碳化、烧毁发黑，造成线圈露铜，发生股间短路、匝间短路及层间短路，尾屏对应线圈受力最严重位置已破损并发黑，因匝间绝缘烧毁而导致击穿，具体情况见图3b.此处可能在故障时发生短路、产生电弧放电，短时间内产生大量的热量，无法及时散出，绕组温度急剧上升，以致油纸绝缘烧损[4]。