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中試控股技術研究院魯工為您講解：高壓開關真空度測試儀（不拆卸測量）

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。

ZSZK-5000真空開關真空度測試儀概述
隨著中壓開關無油化浪潮的興起，真空開關以其獨特的優點得到了廣泛的推廣和應用。這些年來，由于生產工藝和現場使用環境方面的原因，有些真空開關在運行過程中其真空滅弧室會有不同程度的泄漏，有的在正常壽命范圍內就可能泄漏到無法正常開斷的地步。

在這種情況下進行開斷就會出現不能正常開斷的現象而造成嚴重的后果。國內真空開關事故大多是由此原因引起。所以加強定期或不定期檢測真空開關真空度成了十分重要的環節。
傳統的檢測方法是“耐壓法”，即真空開關處于開斷狀態下，在動靜觸頭之間施加一定的電壓，檢測其泄漏電流的大小，由此推斷真空管的好壞。

這種方法的優點是：操作簡單；缺點是：只能定性地檢測真空管的好壞；而且真空度在10-4～10-1Pa之間無法準確分辨，所以無法判斷泄漏的發展趨勢（即同一個真空開關和上次相比有多大程度的泄漏）。
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。
本公司推出的ZSZK-5000真空開關真空度測試儀是經現場多次試驗后不斷完善的升級換代產品。該產品結構緊湊，機型輕便小巧，測試時間更短，測量可靠性、穩定性、精度更高，功能更加完善。

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。

ZSZK-5000真空開關真空度測試儀測試原理
本儀器采用磁控放電法進行測量。將真空開關滅弧室的兩觸頭拉開一定的距離，施加電場脈沖高壓，將滅弧室置于螺線管圈內或將新型電磁線圈置于滅弧室外側，向線圈通以大電流，從而在滅弧室內產生與高壓同步的脈沖磁場。

這樣，在脈沖強磁場和強電場的作用下，滅弧室中的帶電離子作螺旋運動，并與殘余氣體分子發生碰撞電離，所產生的離子電流與殘余氣體密度即真空度近似成比例關系。

對于不同的真空管型號（管型），由于其結構不同，在同等觸頭開距、同等真空度、同等電場與磁場的條件下，離子電流的大小也不相同。通過實驗可以標定出各種管型的真空度與離子電流間的對應關系曲線。當測知離子電流后，就可以通過查詢該管型的離子電流一真空度曲線獲得該管型的真空度。
在常規磁控放電測試滅弧室的真空度時，為了提高其測試靈敏度，需從斷路器上卸下滅弧室，并置于螺線管線管內。

這樣一來，滅弧室在重新裝回斷路器時需要調整機械參數，工作量很大并需專業人員。而使用新型磁控線圈可以從側面包圍滅弧室，這樣就不必拆卸滅弧室。

而采用單片微機進行同步控制與數據采集處理，提高了滅弧室真空度的現場測試靈敏度。

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

1、電流電壓：在實際測量時應根據不同被試對象選擇不同的測試電流，當選擇電流過小時會影響測量精度。輸出電壓的高低決定了測量變壓器直流電阻值速度

2、測量范圍：一般電力變壓器的直流電阻值在100uΩ-100Ω之間，互感器等設備的測量范圍在100uΩ-2kΩ之間

3、測量精度：當然是越高越好

4、儀器功能：單相測量和三相測量、數據儲存打印

儀器選型原則上變壓器容量越大要求測試電流越大。變壓器在進行直流電阻測試時選擇一般按變壓器額定工作電流的10%進行測量。太大的電流會導致變壓器的溫度升高，導致電阻測試不準確，太小的電流則測試精度不高。

力是現代社會生產與日常生活的重要能源，保證其安全正常的運行是電力系統最重要的工作之一。目前，國內在電力變壓器高壓試驗中尚存在一定的弊端與問題，尤其是在試驗結果的精確性、可靠性方面仍需進一步改進，本文僅就相關問題進行探討。

01、電力變壓器高壓試驗的方法

電力變壓器高壓試驗的方法為:

(1)按照電力變壓器的接線原理圖進行引線的連接，并且保證變壓器與控制箱接地的安全性、可靠性;

（2）在電力變壓器高壓試驗前，認真檢查各部分接線的接觸是否良好，并且檢查控制箱中的調壓器是否調整到“零"位; 

(3)在電力變壓器接通電源后，綠色指示燈點亮后，可以按下啟動按鈕;紅色指不燈點亮后，等待升壓:

(4)試驗人員順時針、勻速旋轉控制箱中調壓器的手柄，緩慢進行升壓，并且密切觀察儀表的指示變化及試品運轉情況;

(5)電力變壓器高壓試驗完成后，迅速將電壓調整至零位，并且按下停止按鈕和切斷電源，解開試驗中連接的引線。

02、電力變壓器高壓試驗的內容

為了保證電力變壓器高壓試驗結果的精確性、真實性，必須嚴格按照相關規定，合理選取試驗內容。電力變壓器高壓試驗的內容主要包括:絕緣電阻的測量、泄漏電流的測量、介質損耗因數測試、交流耐壓試驗等，下面進行具體的介紹。

2.1、絕緣電阻的測量

在電力變壓器高壓試驗中，絕緣電阻測量是最為方便、簡單的預防性試驗。在變壓器的絕緣電阻測量中，絕緣的整體受潮程度、過熱老化程度、污穢情況等都可以同絕緣電阻的大小反映出來。以1臺高壓側電壓110 kV、容量31 500  kVA變壓器的絕緣電阻測量為例，絕緣的吸收比與溫度變化有著密切的聯系。

當溫度達到35℃以上時，干燥絕緣的吸收比達到極限后開始下降，而受潮絕緣的吸收比則會發生不規則變化情況。因此，在變壓器的絕緣電阻測量中，一定要合理控制試驗室的溫度，以保證絕緣吸收比實測值的真實性。

2.2、泄漏電流的測量

在電力變壓器泄漏電流的測量中，主要使用數顯泄漏電流測試儀進行測量，其額定工作電壓一般在2.5kV以下，明顯低于變壓器的額定工作電壓。如果使用直流兆歐表無法滿足試驗中對于電壓的要求，可以采取加直流高壓的試驗方法，以確保變壓器泄漏電流測量結果的精確性。

在高壓情況下，如果變壓器的泄漏電流明顯高于低壓情況下的電流，則表明變壓器的高壓絕緣電阻小于低壓絕緣電阻，即變壓器本身存在質量缺陷，防泄漏功能也無法滿足使用要求。

2.3、局部放電試驗

電力變壓器的局部放電試驗是常見的“非破壞性”試驗項目，試驗方法主要有:(1)以工頻耐壓作為預激磁電壓，降至局部放電試驗電壓，持續時間10～15  min后，測量局部放電量;(2)以模擬運行中的過電壓作為預激磁電壓，降至局部放電試驗電壓，持續1～1.2h，測量局部放電量。第2種試驗方法可以測量變壓器在長期工作電壓下，是否出現局部放電量現象，以保證電力變壓器在應用中的安全運行。

另外，在電力變壓器的局部放電試驗中，絕緣結構設計、絕緣介質的承受場強、帶電與接地電極表面場、絕緣件加工與工藝處理等都要使局部放電量小于規定值來考慮，而不是以主、縱絕緣是否放電為主要依據。

在電力變壓器的局部放電試驗中，以工頻耐壓作為預激磁電壓時，試驗電壓的持續時間約為15  min，適當延長局部放電試驗的電壓持續時間，對于絕緣性能測試具有一定的作用，如果變壓器的絕緣性能不理想，有可能引起不同程度的破壞性損壞。

以模擬運行中的過電壓作為預激磁電壓時，局部放電試驗的電壓持續時間標準要求為1h，變壓器能承受多長時間的預激磁電壓與絕緣結構的伏秒特性有著密切的聯系。在電力變壓器的局部放電試驗中，局部放電量通常與帶電、接地電極表面的場強有關，而與電源的頻率則無關聯，所以，試驗地點的噪聲應盡量控制，電源的局部放電量也要進行隔離。

2.4、變壓比測量

電力變壓器的變壓比測量方法主要有:雙電壓表法、變壓比電橋法等，其中變壓比電橋法是現場試驗中常用的方法，其主要具有以下優點:不受電源穩定程度的限制;準確度和靈敏度高;誤差可以直讀:試驗電壓可以調節，比較安全。

在電力變壓器的變壓比試驗中，還可以同步完成連續組別的試驗，而結線組別相同則是變壓器并聯運行的基本條件之一，所以.判斷電力變壓器的結線組別也是高壓試驗中不可缺少的一項。常用的試驗方法有:交流電壓表法、相位表法、變壓比電橋法、直流感應法、組別表法等。組別表是一種常見的試驗電力變壓器組別、相序、極性的專用儀表，該表具有使用簡便、反映直觀、指示正確等優點。

2.5、介質損耗因數測試

在電力變壓器的高壓試驗中，介質損耗因數測試是基本的絕緣預防性試驗項目之一，其主要試驗目的是根據介質損耗因數的大小，判定變壓器的絕緣性能。在變壓器正常運轉狀態下，介質損耗因數的變化與絕緣損耗的大小有著密切的聯系。在試驗過程中，試驗人員可以通過相關結果，掌握變壓器絕緣的整體受潮與劣化變質程度，從而得出精確的試驗結果。

在電力變壓器的介質損耗因數測試中，其結果明顯優于絕緣電阻測量與泄漏電流測試，主要是因為測試過程中，與試驗電壓和設備大小等因素的關聯性較小，試驗人員可以準確地判斷變壓器的絕緣變化情況。

2.6、交流耐壓試驗

電力變壓器的交流耐壓試驗主要是應用于鑒定其絕緣強度的大小，采用這種試驗方法可以直接反映出變壓器的集中性性能缺陷，從而保證變壓器的絕緣性能提升，避免因絕緣老化而導致嚴重的安全事故。

在進行電力變壓器的交流耐壓試驗前，必須仔細測量電壓器的絕緣電阻、泄漏電流、介質損耗因數等，在獲取相關試驗結果后，才能組織交流耐壓試驗的進行。如果相關試驗結果的統計與計算不合理，將直接影響到交流耐壓試驗結果的精確性。

03、電力變壓器高壓試驗的安全設計方法

在電力變壓器高壓試驗中，由于所需的試驗電壓較大，如果不能采取有效的安全設計方法，將直接關系到試驗結果的準確度，以及試驗人員的安全。因此，在電力變壓器高壓試驗過程中，必須注重安全設計方法的研究與應用，進而保障試驗工作的順利開展和進行。

3.1、防止感應電壓與放電反擊

在電力變壓器高壓試驗中，在試驗設備與其他設備之間必須采取有效的防止感應電壓的措施，通常是將試驗設備與其他儀器、設備進行短接，并可靠接地。在高壓試驗室中，要根據試驗要求設置專用的短路接地井、接地系統，對于試驗室中閑置的各種電容設備也要按照要求進行短路接地。

由于電力變壓器高壓試驗是在一個封閉的六面屏蔽體環境中進行，在試驗過程中有可能出現瞬間放電的現象，所以，對于試驗室中的高壓電纜必須加金屬管保護，并且埋地敷設。一般情況下，金屬保護管的長度應>15 m，并且每隔5m與接地極進行連接，從而嚴格控制放電反擊現象的發生機率。

3.2、可靠的接地

在電力變壓器高壓試驗中，必須保證試驗室的接地系統良好，接地電阻一般需要在0.5Ω以下，從而保障試驗設備與試驗人員的安全。在具備良好接地條件的情況下，還應將試驗室視為一個特殊的等電位體，試驗室中所有金屬儀器、設備的外殼都要保持良好接地，特別是在變電器與試驗設備之間必須有可靠、安全、穩定的金屬性連接。在高壓試驗室中，應明確標注接地點的位置，以防在試驗中出現人員觸電的現象。

3.3、防火、防爆

在電力變壓器高壓試驗中，必須嚴防變壓器在運行中發生過載或短路的現象，特別要注意絕緣材料、絕緣油等因高溫、電火花作用等因素，而產生分解、膨脹，以致氣化，導致變壓器內部的壓力急劇增加，有可能引起變壓器外殼使大量絕緣油噴出燃燒，油流又會進一步擴大火災的危險。因此，在電力變壓器的高壓試驗過程中，必須注重對于安全問題的防范，以保證試驗的安全性。

總之，電力設備的高壓試驗是一項高技術復雜工程，在電力變壓器高壓試驗中，一定要選取合理的試驗條件、方法與內容，并且注重試驗過程中的安全設計，以保證試驗操作的順利進行，獲取相應的試驗數據，進而科學判定變壓器的綜合性能。

變壓器的損耗，主要有兩大部分，即變壓器鐵損和變壓器銅損。

變壓器鐵損：主要是指變壓的空載損耗，空載損耗是不變損耗，它主要決定于電壓的變化，當變壓器電壓和頻率不變時，變壓器的空載損耗基本維持不變。

變壓器的銅損：是變壓器的短路損耗，是變壓器繞組有電流流過時發熱損耗的功率。變壓器銅損是可變損耗，它與變壓器的負載率有關，隨著負載的增大，銅質也隨之增大。變壓器的銅、鐵損可通過查閱手冊或根據變壓器的試驗資料得出。變壓器損耗最少的經濟運行點，是在負載率為0.5-0.6時，也就是變壓器鐵損與銅損相等時。可以根據變壓器的經濟運行點，決定是否將變壓器并列運行。一般變壓器的功率損耗可按下式計算：

△P=△P0+（Scp/Sn）*△Psc式中 △P0=變壓器的空載損耗；

△Psc=變壓器的短路損耗；

△P=變壓器的總損耗；

Scp=變壓器的平均容量；

Sn=變壓器的額定容量；

1、可精確測量各種配電變壓器的容量，方便、準確。

2、儀器內部自動進行量程切換，允許測量電壓、電流范圍寬，接線簡單。

3、所有測試結果均自動進行相關校正。儀器可自動進行諸如：波形校正、溫度校正、非額定電壓校正、非額定電流校正等多種校正，使測試結果準確度更高。

4、320×240大屏幕、高亮度的液晶顯示，全漢字菜單及操作提示實現友好的人機對話，觸摸按鍵使操作更簡便，寬溫液晶帶亮度調節，可適應冬夏各季。

5、面板式熱敏打印機，可現場快速打印試驗結果。串聯諧振試驗裝置是一款多用功能型電力測試儀器，主要針對10kv、35kv電纜、35kv主變、母線、開關、絕緣子等電氣主設備的交流耐壓試驗設計制造。串聯諧振試驗裝置是電力工作者不可或缺的主導產品。