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中試控股技術研究院魯工為您講解：高壓斷路器真空度測量儀

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

為適應電子設備愈來愈輕薄短小，高頻電子變壓器一個主要發展方向是從立體結構向平面

結構、片式結構、薄膜結構發展，從而形成一代又一代的新的高頻電子變壓器：平面變壓

器、片式變壓器、薄膜變壓器。

變壓器的整體結構的發展，不但形成新的磁芯結構和線圈結構，采用新的材料，而且對設

計方面和生產工藝方面也帶來新的發展方向。在設計方面，除了要研究各種新結構的電磁

場分布，如何達到最佳的優化設計，還要研究多層結構的各種問題。在生產工藝方面，要

研究各種新的加工方法，從而保證性能的一致性和實現加工工藝的機械化和自動化等。

在MHz級高頻電子變壓器中，愈來愈多的應用領域采用空心變壓器。探討空心變壓器的結構

、設計方法、制造工藝和應用特點也是其研究和發展方向。另外，壓電變壓器等新工作原

理的高頻電子變壓器的研究也是發展方向，經過近十年的研究開發，壓電變壓器已經在一

些領域中得到了實際應用。

采用計算機對整體結構方案進行優化和具體設計，是現在各種電子器件的主要發展方向之

一，當然也是高頻電子變壓器的一個主要發展方向。這樣可以縮短設計時間，減少材料用

量，縮短生產周期，降低成本。

2磁芯材料和結構

磁芯在采用軟磁材料，以電磁感應原理工作的高頻電子變壓器中是最關鍵的部件。磁芯材

料的主要發展方向是降低損耗，加寬使用的溫度范圍和降低成本。磁芯結構的主要發展方

向是如何形成形狀和尺寸最佳(對電磁性能、散熱、用量和成本等參數)的平面磁芯、片式

磁芯和薄膜磁芯。

現在各種軟磁材料，都在不斷地改進和開發，以競爭高頻電子變壓器的市場。

軟磁鐵氧體是現在高頻電子變壓器使用的主要磁芯材料，發展方向是開發性能更好的新品

種和降低成本的新工藝。在材料新品種方面，日本TDK公司在2003年開發出寬溫低損耗材料

PC95，在25℃～120℃溫度范圍內損耗都小于350mW/cm3(在100kHz×200mT條件下)。在80℃

時損耗最小，為280mW/cm3。

25℃時Bs為540mT，100℃時，Bs為420mT。還開發出高溫高飽和磁密材料PE33，居里點

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

日本FDK公司，德國EPCOS公司、Ferrocube公司也開發出類似的高溫高飽和磁密材料。

高磁導率材料也有許多新品種，如TDK公司的脈沖變壓器用H5C5，μi為30000左右。抗電磁

干擾電感器用HS10，同時具有良好的頻率特性和阻抗特性，在500kHz仍具有較高磁導率，

雖然初始磁導率不高，只有10000左右。高磁導率高飽和磁密材料DN50，在25℃時Bs為

550mT，在100℃時Bs為380mT，μi為5200左右，居里溫度Tc≥210℃。

在新工藝方面，自蔓延高溫合成法(SHS)是近年來的研究熱點，其原理是利用反應物內部的

化學能來合成材料。整個工藝極為簡單，能耗低，生產效率與產品純度高，對環境無污染

，已經成功合成Mg、MgZn、MnZn、NiZn鐵氧體，正在實現產業化。

火花等離子燒結法(SPS)，可以成功地制成多層MnZn鐵氧體和坡莫合金復合軟磁材料磁芯，

同時具有MnZn鐵氧體的高頻低損耗特性和坡莫合金的高磁導率高飽和磁密特性，這種復合

軟磁材料磁芯，將使高頻電子變壓器的性能明顯地提高。其他工藝如自燃燒合成法、快速

燃燒合成法、水熱合成法、新型水熱合成法、機械合金法、微波燒結等，近年來均開展了

大量研究，都符合提高性能和降低成本的發展方向。　由于軟磁鐵氧體的飽和磁密低，在

20kHz～100kHz的較高頻范圍內，性能比的優勢不如100kHz以上的高頻范圍那樣明顯，

其他幾種軟磁材料在20kHz～100kHz的較高頻范圍內，與軟磁鐵氧體展開激烈的競爭。

各種軟磁材料都有各自的特點，因此，如何在具體的高頻電子變壓器產品中，充分發揮各

種軟磁材料的優點以達到更好的性能比，是高頻電子變壓器所用的軟磁材料的發展方

向。

硅鋼的特點是飽和磁密高，性能穩定，較低，近年來發展了一系列高頻用硅鋼，包括

超薄帶硅鋼、6.5%硅鋼、梯度硅鋼和含鉻的硅鋼。特別是含鉻的硅鋼已經用于25kHz和

70kHz的電子變壓器中。現在硅鋼使用的工作頻率已達到325kHz。

高磁導坡莫合金的特點是磁導率高，環境適應性好，但是貴，近年來發展的坡莫合金

超薄帶，使用的工作頻率已超過1MHz，在特殊要求的地方和設備中使用。

鈷基非晶合金是現有軟磁材料中高頻損耗最低的一種材料，但是，在200kHz以上

的高頻中使用，磁芯重量小，因素不突出，目前在200kHz和1MHz的高頻電子變壓器中

大量使用。

軟磁復合材料現在成為高頻電子變壓器用磁芯材料的一大發展方向，它與傳統的軟磁鐵氧

體和軟磁合金相比，其磁性金屬粒子或者薄膜，可以分布在非導體和其他材料中，使高頻

損耗明顯降低，提高了工作頻率。同時，其加工工藝既可采用熱壓法加工成粉芯，也可以

利用現在的塑料工程技術，注塑成復雜形狀的磁芯，具有密度小、重量輕、生產效率高、

成本低，產品重復性和一致性好等特點。還可以采用不同的配比，改變磁性。上面已介紹

軟磁鐵氧體和坡莫合金組成的復合材料的例子，現在已開發出工作頻率10kHz以上的軟磁復

合材料粉芯，在高頻用濾波電感器中可代替軟磁鐵氧體。

根據高頻電子變壓器整體結構的發展要求，磁芯結構的發展方向是平面磁芯、片式磁芯和

薄膜磁芯。平面磁芯以前有的是用原來的軟磁鐵氧體磁芯進行改造，現在已有專門用于平

面變壓器的各種低高度軟磁鐵氧體磁芯。將來還可能開發出各種低高度軟磁復合材料磁芯

。片式變壓器的磁芯除了將平面磁芯進一步壓縮而外，也有采用共燒法制造的片式磁芯。

薄膜磁芯和磁性材料是現在高頻電子變壓器最活躍的發展方向之一，將成為MHz以上高頻電

子變壓器的主要磁芯材料和結構，有可能將薄膜電子變壓器的高度做到1mm以下，可以裝入

各種卡片內。國內已建立幾個中心在大力研究。現在希望能把材料開發，電子變壓器制造

和應用單位聯合起來，盡快把國內開發出的薄膜軟磁材料變成電子信息產品中的高頻電子

變壓器磁芯，形成國內有自主知識產權的薄膜變壓器。

3線圈材料和結構

隨著高頻電子變壓器整體結構的發展，線圈結構主要的發展方向是平面線圈，片式線圈和

薄膜線圈，其中又包括多層結構。各種線圈結構的材料選用，也有一些新發展。

立體結構的高頻變壓器線圈，導線材料由于考慮集膚效應和鄰近效應，采用多股絞線(里茲

線)，有時也采用扁銅線和銅帶。絕緣材料采用耐熱等級高的材料，以便提高允許溫升和縮

小線圈體積，采用雙層和三層絕緣導線，可以減少線圈尺寸。舉一個例子，最近，國內開

發出以納米技術把云母泳涂在銅線上的C級絕緣電磁線，已經在工頻電機和變壓器中應用，

取得良好的效果，估計在高頻電子變壓器中也會得到應用。

平面結構線圈，導線采用銅箔，大多數采用單層和多層印刷電路板制造，也有采用一定圖

形的銅箔，多個折疊而成的。絕緣材料一般采用B級材料。

薄膜結構線圈，導線采用銅、銀和金薄膜，制成梳形、螺旋形、運動場形等圖形，絕緣材

料采用H級和C級材料。也有采用多層結構的，或者是幾個多層線圈組合起來，或者是幾個

線圈和幾個磁芯交叉重疊而成。總之，薄膜變壓器是現在正在大力開發的高頻電子變壓器

，許多結構并不定型，也許，還會出現許多新的線圈結構。對于電力變壓器生產廠家以及

變壓器現場運行的監測的工作人員來講，發現變壓器的內部有局部放電現象時，更重要的

對局部放電源進行快速準確地定位，這具有重要意義，這能夠迅速排除放電故障，同時也

能夠保障電力系統的正常穩定運行。