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中試控股技術研究院魯工為您講解：高壓真空斷路器真空度測試儀（源頭大廠）

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。

技術條件
1  范圍范圍
1.1 適用范圍
本訂貨技術條件適用于額定電壓為10～35KV，頻率為50Hz的三相和單相戶內高壓真空斷路器（以下簡稱真空斷路器）及其配用的真空開關管（簡稱開關管，又稱滅孤室）。該產品主要用于交流配電系統變電站內的保護和控制，以及工礦企業變電站、電氣列車等頻繁操作的場所。
1.2 引用的標準
真空斷路器除滿足GB1984《交流高壓斷路器》、DL402《交流高壓斷路器訂化技術條件》外，還應符合本技術條件的規定。其基本試驗要求和方法尚應滿足下列標準的規定：
GB3309《高壓開關設備常溫下的機械試驗》；
GB311.1《高壓輸變電設備的絕緣配合》；
GB11022《高壓開關設備通用技術條件》；
GB763《交流高壓電器在長期工作時的發熱》；
GB2421～2424《電工電子產品基本環境試驗規程》；
GB2706《交流高壓電器動、熱穩定試驗方法》；
1.3 使用環境條件
（以下內容從略）。
2 額定參數
（中間內容從略）。
中華人民共和國能源部  1991－03－06批準         1991－08－01實施
2.13  真空開關管（即滅孤室）的有效期
15～20年。在允許期之末，真空開關管的真空度不得大于6.6×10-2Pa。
注：有效期包括儲存期和使用年限，此時間從真空斷路器出廠（真空斷路器制造廠）之日算起。
2.14  額定參數配合
（以下內容從略）。
3結構和技術要求
（以下內容從略）。
4試驗項目、試驗方法與檢驗規則
（中間內容從略）。
4.14. 5儲存期的檢查
在規定的使用有效期內，開關管內的真空度不得高于6.6×10-2Pa。。
檢查儲存期的方法是：將開關管置于磁控真空計中，記下測得的真空度值Pn，靜置tnd后，復測其真空度值Pn+1由下式計算儲存期T（a）
tn值根據需要確定，但不得少于7d。
注：使用本式計算儲存期應注意排除吸附作用和無件排所作用對真空度的影響。
5出廠檢驗
（以下內容從略）。
6標志、包裝、運輸和保管
（以下內容從略）。

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質保證書
本公司生產的所有儀器設備實行三年保修，終身維護。在保修期內，負責免費檢查、修理、零部件替換;用戶附帶的其他費用，如運輸費用等由用戶自己承擔，由下列情況造成的損失，將酌情收取修理費用：
1 由于疏忽大意，不按操作規程操作，而導致設備的損壞。
2. 不經同意，自行拆動設備，更換零部件引起的損壞。
3. 由于運輸或其它搬運過程中，處理不當而引起的損壞。
附錄A：真空斷路器出廠時滅孤室真空度下限值。
附錄B：真空斷路器運行中滅孤室真空度下限值。 
附錄A：
中華人民共和國機械行業標準
JB3855－1996
3.6－40.5KV戶內交流高壓真空斷路器
范圍
本標準規定了額定電壓3.6－4.0KV戶內交流高壓真空斷路器（以下簡稱真空斷路器）的使用環境條件、額定參數、設計與結構、型式試驗和出廠試驗、運輸、貯存等方面的通用要求。
2引用標準
下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。在標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。
GB  156－1993 標準電壓
GB  311.1－83 高壓輸變設備的絕緣配合
GB  311.2－83 高電壓試驗技術  第一部分：一般試驗要求
GB  763－90 交流高壓電路在長期工作時的發熱
GB  1984－90 交流高壓斷路器
GB  1984－89 交流高壓電器動、熱穩定試驗方法
GB  2706－89 電工術語  高壓開關設備
GB  2900.20－94 高壓開關設備常溫下的機械試驗
GB  7675－87 交流高壓斷路器的開合電容器組試驗
GB  11022－89 高壓開關設備通用技術條件

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、使用直流電阻測試儀時，請勿堵住或封閉機身的通風口，要知道，儀器也是有生命的，也需要精心的維護，一般將儀器站立放置即可，定期檢查扇葉是否堵塞。

2、 面板上有USB插口，允許熱撥插USB口設備（如U盤等），以及打印設備，但注意撥插時一定要在數據傳輸結束后進行，以免數據丟失帶來的不便。

3、 在測試短路阻抗小于整定定值的時候保護才會出口，所以一般取定值的0.95倍來做試驗，可保證保護能夠可靠出口；在模擬接地距離故障的時候，零序補償系數一定要設置正確；

4、如果在使用過程中變壓器直流電阻測試儀界面出現數據出錯或設備無法連接等問題，可以這樣解決：向下觸按復位按鈕鍵，使DSP復位；或退出運行程序回到主菜單，重新運行程序，則界面所有數據均恢復至默認值，就是這么簡單！

5、注意環境因素，試驗之前，如果現場干擾較強或安全要求較高，請將變壓器直流電阻測試儀電源線的接地端接地或裝置接地孔接地。

6、一定要注意禁止將外部的交直流電源引入到變壓器直流電阻測試儀的電壓、電流輸出插孔。否則，變壓器直流電阻測試儀將直接面臨損耗的威脅，或直接燒壞元器件。1 前言

電力變壓器是電力系統中的核心設備之一，其穩定、可靠運行對電力系統安全起著非常重要的作用。但由于本身變壓器設計、工藝、制造技術以及運行維護水平問題，尤其近年來，變壓器出口或近距離短路故障時有發生，而且有增長趨勢，嚴重影響了電力系統的安全穩定運行。統計表明，此類短路事故已成為變壓器事故的首要原因。出口短路事故突然發生時，在變壓器繞組內流過的短路電流與漏磁場的相互作用產生了較大的電動力，盡管這種暫態過程持續時間很短，但變壓器還是會受到不同程度的損壞，若對于輕微變形不能及時發現和修復，多次沖擊后累積效應也會導致變壓器的損壞。目前，在變壓器遭受了短路沖擊后迅速診斷電力變壓器是否能繼續運行是運行中急需解決的問題。因此，加強電力變壓器運行維護，采取切實有效措施防止變壓器出口短路，對確保變壓器尤其是整個電網的安全穩定運行具有重要的意義。

2014年6月6日，某變電站一條10kV出線1#桿A相避雷器擊穿，造成線路A相直接接地。10kV乙母線PT因A相直接接地，B、C兩相電壓升高，PT發生鐵磁諧振，B相PT，造成10kV乙母線短路。乙變低后備保護復壓過流I段I時限保護啟動（動作邏輯是時限0.3s調分段90開關，當時運行方式是90在斷開位置，10kV甲、乙母線分列運行），乙變低后備限時速度保護啟動（動作邏輯是時限0.3s調分段90開關，當時運行方式是90在斷開位置，10kV甲、乙母線分列運行），本體輕瓦斯發告警信號，本體重瓦斯動作，變壓器兩側開關跳閘。變壓器型號為SFZ11-31500/110，接線組別為YNd11，短路阻抗為10.65%，該產品為2007年產品。

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2 變壓器試驗分析

2.1 油中溶解氣體色譜分析

電力變壓器油中溶解氣體色譜分析結果如表1所示。重瓦斯動作后，瓦斯氣樣折算到油中的理論值大大高于油樣值，一氧化碳、二氧化碳及總烴明顯超標，這些碳的氧化物的產生可能與變壓器結構中某些含碳材料涉及故障有關，初步判斷變壓器經短路沖擊故障后內部存在熱性故障，可能為涉及固體絕緣熱性故障。除此之外，氫氣、甲烷、乙炔、乙烯明顯超標，三比值法對應編碼102，說明變壓器內部存在高能量電弧放電，并有金屬性放電。

2.2 繞組介質損耗與電容量

由表2可發現，低對高及地和低、高對地的電容量與出廠值比較有明顯變化，超過了規程規定的5%的警示值。通過分解電容量試驗數據進一步分析變壓器繞組變形情況見圖1.通過分解得到數據如表3所示，根據公式C=εA/d，tgδ增加，ε增加，CH減小，說明d增大，進而可得出高壓繞組向內凹陷[3]。

2.3 直流電阻試驗

變壓器繞組的直流電阻測試是變壓器試驗中既簡單又重要的試驗項目（如表4所示）。直流電阻測試結果顯示，低壓繞組直流電阻正常；而高壓繞組各分接直流電阻明顯超標。三相直流電阻互差均達到了3.4%~3.77%，超出了2%的狀態檢修試驗規程要求。其中A相繞組直阻值較B、C兩相較小。結合油中溶解氣體色譜分析結果，變壓器內部可能存在高能量的電弧放電，因此懷疑高壓A相可能存在匝間、層間短路等現象。

2.4 繞組變形測試

分別利用頻率相應法及低電壓短路阻抗法對變壓器進行繞組變形測試，通過測試結果掌握變壓器經過短路沖擊后繞組變形情況。

（1）頻率響應法

在較高頻率的電壓作用下，變壓器的每個繞組均可視為一個由線性電阻、電感與電容等分布參數構成的無源線性雙口網絡，其內部特性可通過傳遞函數描述。如果繞組發生變形，繞組內部的分布參數必然發生改變，導致其等效網絡傳遞函數的零點和極點發生變化，使網絡的頻率響應特性發生變化。用頻率響應分析法檢測變壓器繞組變形，是通過檢測變壓器各個繞組的幅頻響應特性，并對檢測結果進行縱向或橫向比較，根據幅頻響應特性的差異，判斷變壓器可能發生的繞組變形[2]。

圖1為變壓器低壓繞組頻率響應特征曲線，中頻段（100~600kHz）和高頻段（＞600kHz）均出現了明顯的三相不一致，數據顯示低壓繞組可能發生了明顯變形，且以繞組扭曲、鼓包等局部變形現象為主。圖2為變壓器高壓繞組的頻率響應特性曲線，從圖中可以發現，低頻段（1~100kHz）有明顯的三項不一致，由數據顯示高壓繞組可能存在嚴重變形，且以匝間或餅間短路故障為主，通常預示高壓繞組的電感發生改變。結合高壓繞組的直流電阻不合格，可判斷高壓繞組發生了嚴重變形。

（2）低電壓短路阻抗法

變壓器安裝完成后，其特征參數電容、電感基本保持不變。當遭受巨大的外力如地震、出口短路等整體繞組或局部繞組會出現不同程度的位移，而引起特征參數的改變[1]。因此，可以通過檢測變壓器的特征參數（主要是短路阻抗），根據特征參數的相對變化和三相不對稱程度作為判斷繞組有無變形的依據。現場用低電壓測試短路電抗（包括短路阻抗和漏電感等參數），以判斷變壓器繞組有無變形已有多年，多次檢出了動穩定狀態劣化的大中型電力變壓器，并經器身檢查得到驗證和處理，避免了變壓器短路損壞事故積累了相當多的經驗，并形成了國家行業標準。

對變壓器進行了低電壓短路阻抗和電抗值的測試，實驗數據如表4所示。高對低（額定分接）的低電壓短路阻抗相間最大相對誤差為15.516，遠遠超過2%的規程要求，而且A相短路阻抗值變化最大，與短路阻抗初值相比增長了12.24%，B、C兩相則相對變化較小，由此可判斷變壓器低壓繞組A相存在明顯變形。

3 返廠吊罩檢查結果分析

通過綜合考慮電氣試驗、油色譜分析及變壓器抗短路能力不足等問題，判斷該變壓器可能涉及固體絕緣熱性故障，存在高能量電弧放電，并有金屬性放電；高壓繞組與低壓繞組存在變形等故障；高壓A相有可能存在匝間、層間短路等現象。具體情況需要返廠吊罩檢查，進一步確定存在問題。

吊罩之后發現，高壓A相線圈最下部3層出現明顯波浪式內收變形見圖3a.進一步分析認為，變壓器由于短路電流沖擊時，在短路電動力的作用下，受到了強烈幅向收縮力，軸向受力較小造成。除此之外，絕緣紙嚴重處碳化、燒毀發黑，造成線圈露銅，發生股間短路、匝間短路及層間短路，尾屏對應線圈受力最嚴重位置已破損并發黑，因匝間絕緣燒毀而導致擊穿，具體情況見圖3b.此處可能在故障時發生短路、產生電弧放電，短時間內產生大量的熱量，無法及時散出，繞組溫度急劇上升，以致油紙絕緣燒損[4]。