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中試控股技術研究院魯工為您講解：真空高壓開關真空度測量儀

ZSZK-5000真空開關真空度測試儀

測量范圍： 10-5～10-1Pa
不需拆卸真空開關即可測量
參考標準：DL/T846.9-2004

真空開關真空度測試儀：華中科技大學從九十年代初開始研究真空開關滅弧室真空度現場的定量檢測，經過近十年的努力，于一九九九年獲得專利，并實現了現場不拆卸定量測量。有了定量測量的手段，不僅可以測量真空開關真空度是否在正常范圍內，同時更重要的是，對某些泄漏速度較快的真空開關，通過歷年測量結果相比較，可以大致推斷它的壽命，真正起到預防意外事故發生的目的。由“全國高壓開關設備標準化技術委員會”制定的JB8738—1998《3.6—40.5KV交流高壓開關用真空滅弧室》中規定“內部氣體壓力測量及允許儲存期檢查”是生產和使用高壓開關設備真空滅弧室的單位的試驗必做項目，并規定滅弧室的允許儲存期為20年。真空滅弧室內部氣體壓力應低于6.6×10-2Pa。

有研究表明，在經過有限次的分合后，氣體的析出與觸頭電弧蒸散生成物的吸氣可以達到平衡，不再影響滅弧室真空度的變化。同時氣體的滲透也會造成真空滅弧室壓強的升高。但由于滲透率較小，因此滲透現象對滅弧室壓強升高的影響并不明顯。
而引起真空滅弧室壓強持續升高的重要的原因是漏孔漏氣。理想真空室的漏氣率應為零，但在實際應用中是不可能的。在真空滅弧室的制造過程中，通過氦質譜檢漏儀可以檢測出漏氣率大于1x10-7Torr?升/秒（1Torr=133.322Pa）的產品。

而通過靜置存放可以將漏氣率大于1x10-11Torr?升/秒的產品檢出。但是如果要求真空滅弧室能達到使用壽命（一般為10-20年），那么由公式：
Q=V（P2-P1）/T
式中：Q—漏氣率（Torr?升/秒）；
V—真空滅弧室的內部容積；
P—真空滅弧室的內部真空壓力。
可算出滅弧室的允許漏氣速率只能達到10-13數量級。而氣體滲透的速率已經接近這個允許值。因此1x10-11Torr?升/秒的漏氣率對滅弧室的使用壽命仍有較大影響。

而一些存在制造缺陷的真空滅弧室會在運行過程中因各種因素導致漏氣加劇，這更大大縮短了真空滅弧室的使用壽命。

ZSZK-5000真空開關真空度測試儀參數
1、電    源： AC220V+15%，50Hz；
2、測量范圍： 10-5～10-1Pa；
3、電場電壓∶ 20KV；
4、磁場電壓∶ 1600V；
5、儀器精度：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、使用環境： -10℃～40℃；
7、外行尺寸： 460mm×335mm×330mm；
8、主機重量： 12kg。

1、真空度測試儀熔絲熔斷。對熔絲熔斷的電阻電容器應進行外觀檢查,確定是否存在鼓肚、蓄能電站繼電保護測試儀過熱、開裂以及熔絲元件熔斷狀況。外觀無明顯故障特征-一般應進行試驗，測量電阻電容器容量及遙測對地絕緣電阻。

但目前各地亦曾發生由于熔絲質量不好或熱容量不夠以及接觸不良而發生熔絲熔斷的情況，更換熔絲后即正常了。
2、真空度測試儀爆炸現象。產生爆炸的根本原因是極間游離放電造成的電容器極間擊穿短路。我們認為電容器只要配裝適當的保護熔絲，其安秒特性就小于油箱的爆裂特性。當電容器發生短路擊穿時，熔絲將首先切斷電源，避免爆炸產生，并且可以防止著火和將鄰近電容器炸壞。

星形接線的電容器組，由于故障電流受到限制也很少發生爆炸現象。因此可以肯定，單臺保護熔絲是很重要的裝置，其安秒特性配置適當就完全可以防止油箱爆裂，所以采用星形接線也是很重要的防爆措施。
3、真空度測試儀選取合適的熔斷器。單臺保護熔斷器開斷性能不好，是電容器綠炸的原因之一。單臺電容器保護使用的熔斷器屬噴射式熔斷器，主要靠熔斷電流自身的能量產生氣體熄滅電弧并開斷故障電流，在電容器裝置中常作為內部故障的主保護。熔斷器如果能成功開斷故障電容器，油箱是不會爆炸的。開斷性能不良的熔斷器往往是因在運行中滅弧管受潮發，脹將管堵塞，此外還有安裝方法不當或彈簧不到位，熔絲熔斷后尾線不能迅速彈出等原因影響電弧開斷。

ZSZK-5000真空開關真空度測試儀當使用完后，應將智能蓄電池活化儀主機及時放入機箱內。所有夾具和連線應整理后放入機箱內相應位置。

ZSZK-5000真空開關真空度測試儀是我公司在上一代產品的基礎上根據現場用戶的反映改進的新一代產品。該真空度測試儀具有測試精度更高，穩定性更好，智能化程度更高的特點。

ZSZK-5000真空開關真空度測試儀采用新型勵磁線圈及數據處理方法，實現了真空度的不拆卸測量

試樣外部電極上的電壓由于電極間的電荷移動發生變化。每次放電過程持續時間十分短暫

，根據麥克斯威爾電磁理論，放電過程會向外輻射高頻的電磁信號?；谶@兩個原理產生

了電氣檢測法。電測法大致分為下列幾種：

（1）脈沖電流法

脈沖電流法測量靈敏度高，是最早應用于局部放電檢測的方法，目前仍廣泛應用于變壓器

預防性試驗和交接試驗。該法將檢測阻抗或電流互感器接入檢測回路，得到局部放電引起

的脈沖電流，并結合數字化的信號處理系統得到局放的相關信息。運用脈沖電流法進行離

線測量具有較高的靈敏度，可以對局部放電的視在放電量進行測量，檢測頻率范圍為

10kHz-10MHz。常規脈沖電流法的缺點是：對現場的噪聲干擾沒有有效的應對措施，抗干擾

能力不強；運用于在線監測存在較大的弊端；標定放電量時易出現較大的誤差；隨著試品

電容的增加測試儀器測量的靈敏度下降。

局部放電檢測

局部放電檢測

（2）射頻測量法

射頻檢測法常采用羅可夫斯基線圈和射頻傳感器截取局放產生的高頻電磁波信號并傳輸至

射頻測量系統進行數據采集和分析。該方法測量簡單，測量頻帶較寬，能夠較全面的獲得

所需的信息量，從而能夠利用此方法深入研究變壓器局部放電特性。但是，此方法采集到

的信號容易受到強電磁場的干擾，且實際測量中由于電磁波脈沖信號在傳遞過程中衰減大

，獲得的頻率分量其實很少。

高頻電流互感器

高頻電流互感器

（3）特高頻法

特高頻法(UHF)是局部放電檢測新興的一種方法。變壓器發生局部放電時輻射出的電磁波具

有很高的頻率。局部放電輻射出電磁波的頻譜特性與放電間隙的絕緣強度和局部放電源的

幾何形狀有關。特高頻法就是通過特制的天線傳感器接收局部放電中輻射的特高頻電磁波

，通過分析采集到的特高頻電磁波的特性實現對局部放電的檢測。

二、非電測量法

局部放電通常會伴隨有光、聲、熱等現象，針對這些現象，局部放電檢測技術中有下列幾

種非電量檢測方法：

（1）超聲波檢測法

局部放電伴隨有超聲脈沖發出，超聲波法就是利用這些超聲脈沖定性地判斷電力設備中是

否存在局部放電信號。超聲波檢測法能夠有效的避免電磁干擾的影響，同時還能利用不同

位置采集到的超聲信號對局部放電源進行定位。超聲波檢測法不僅能夠運用于離線監測而

且還可以運用于在線檢測。但是，強電磁場對超聲波信號的干擾嚴重，致使信號失真；變

壓器內部復雜的結構使得超聲信號在其內的傳播路徑十分復雜，這就導致超聲波法測量沒

有較高的精度、局部放電信號難以進行定量分析、定位精度較低。因此，超聲波檢測法常

常作為一種輔助測量方法與其他檢測方法配合使用。

超聲波局部放電測試儀

超聲波局部放電測試儀

（2）氣相色譜法

氣相色譜法是分析變壓器油中氣體成分的化學檢測方法。變壓器內部發生局部放電時，由

于絕緣材料的分解，產生了許多氣體，主要氣體是H2，C2H2等。檢測變壓器油中氣體各項

指標(成分、濃度等)能夠判斷出變壓器是否發生局部放電，并能判斷局部放電的強度。這

種方法在診斷變壓器故障類型和判斷絕緣劣化程度中應用廣泛。但是，氣體傳感器無法有

效的區分各種氣體，檢測準確度不高。雖然油氣分析能夠較靈敏的發現早期潛伏性故障，

但對于突發性故障沒有很好的反映效果。所以此方法只能作為一種作定性的分析方法，目

前還無法用其進行定量判斷。

（3）光檢測法

光學檢測法是一種進行非接觸式檢測局部放電的新興檢測方法。電力設備局部放電時常伴

隨有光輻射，利用光電探測器能夠有效的監測在發生局部放電產生的光輻射信號，光電探

測器檢測到的光信號經光電轉換元件轉化為電信號，再經過信號放大器的調理放大處理，

通過光纖將信號送到監測系統，利用監測系統分析電信號的特性可以評估局部放電的強烈

程度。光學檢測法采用非接觸式測量，不影響設備的運行，有著較強的抗電磁干擾能力，

測量的靈敏度也很高。目前，光學檢測法在分析局部放電的特征和電力設備絕緣劣化的原

理等方面的研究取得了較大的進展。特別是在光測法實施中，光傳感器深入到變壓器箱體

內，直接測量變壓器內部局部放電產生的光信號，檢測系統不易受外界干擾，測量的靈敏

度較高，而且可以電力設備的局部放電進行實時檢測，因此光測法也可以用于變壓器內部

局部放電在線監測。變壓器概述：

變壓器（Transformer）是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線

圈、次級線圈和鐵芯（磁芯）。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩

壓（磁飽和變壓器）等。按用途可以分為：電力變壓器和特殊變壓器（電爐變、整流變、

工頻試驗變壓器、調壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器

、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等）

變壓器

變壓器

作用：

變壓器是一種靜止的電氣設備。它是根據電磁感應的原理，將某一等級的交流電壓和電流

轉換成同頻率的另一等級電壓和電流的設備。作用：變換交流電壓、交換交流電流和變換

阻抗。

變壓器

變壓器

原理分析：

變壓器是利用電磁感應原理制成的靜止用電器。當變壓器的原線圈接在交流電源上時，鐵

心中便產生交變磁通，交變磁通用φ表示。

變壓器工作原理

變壓器工作原理

原、副線圈中的φ是相同的，φ也是簡諧函數，表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應定

律可知，原、副線圈中的感應電動勢為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、

副線圈的匝數。由圖可知U1=-e1，U2=e2（原線圈物理量用下角標1表示，副線圈物理量用

下角標2表示），其復有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ，令k=N1/N2，稱變壓器

的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k，即變壓器原、副線圈電壓有效值之比，等于其匝

數比而且原、副線圈電壓的位相差為π。

電磁感應

電磁感應

進而得出：

U1/U2=N1/N2

在空載電流可以忽略的情況下，有I1/ I2=-N2/N1，即原、副線圈電流有效值大小與其匝數

成反比，且相位差π。

進而可得

隔離變壓器

隔離變壓器

I1/ I2=N2/N1

理想變壓器原、副線圈的功率相等P1=P2。說明理想變壓器本身無功率損耗。實際變壓器總

存在損耗，其效率為η=P2/P1。電力變壓器的效率很高，可達90%以上