真空度测试仪的测试原理与仪器特点

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真空度测试仪的测试原理与仪器特点

来源：扬州品胜电气科技有限公司 2011年02月16日 10:37

测试原理　　

真空度测试仪采用磁控放电法进行测量。将真空开关灭弧室的两触头拉开一定的距离，施加电场脉冲高压，将灭弧室置于螺线管圈内或将新型电磁线圈置于灭弧室外侧，向线圈通以大电流，从而在灭弧室内产生与高压同步的脉冲磁场。这样，在脉冲强磁场和强电场的作用下，灭弧室中的带电离子作螺旋运动，并与残余气体分子发生碰撞电离，所产生的离子电流与残余气体密度即真空度近似成比例关系。对于不同的真空管型号（管型），由于其结构不同，在同等触头开距、同等真空度、同等电场与磁场的条件下，离子电流的大小也不相同。通过实验可以标定出各种管型的真空度与离子电流间的对应关系曲线。当测知离子电流后，就可以通过查询该管型的离子电流一真空度曲线获得该管型的真空度。

　　在常规磁控放电测试灭弧室的真空度时，为了提高其测试灵敏度，需从断路器上卸下灭弧室，并置于螺线管线管内。这样一来，灭弧室在重新装回断路器时需要调整机械参数，工作量很大并需专业人员。而使用新型磁控线圈可以从侧面包围灭弧室，这样就不必拆卸灭弧室。而采用单片微机进行同步控制与数据采集处理，提高了灭弧室真空度的现场测试灵敏度。

　　真空度测试仪将灭弧室的两触头拉开一定的开距，施加脉冲高压，将电磁线圈环绕于灭弧室的外侧，向线圈通以大电流，从而在灭弧室内产生与高压同步的脉冲磁场，这样在脉冲磁场的作用下，灭弧室中的电子做螺旋运动，并与残余气体分子发生碰撞电离，所产生的离子电流与残余气体密度即真空度近似成比例关系。对于不同的真空管，在同等真空度条件下，离子电流的大小也不相同，当测知离子电流后，通过离子电流一真空度曲线，由计算机自动完成真空度的计算，并显示真空度值。

仪器特点

　　实现了真空灭弧室的免拆卸测量，直接显示真空度值，使真空断路器用户详细掌握灭弧室的真空状态，为有计划地更换灭弧室提供了可靠的依据，为电网的安全运行提供了有力保障，克服了工频耐压法仅能判断灭弧室是否报废的缺陷。本仪器测量精度高，操作简单，携带方便，抗*力强，特别适用于供电单位现场测试，是真空断路器生产、安装、调试、维修的*仪器之一。

　　1、可定量测量各种型号真空开关灭弧室内的真空度；

　　2、现场测量时不需拆卸真空开关；

　　3、测试结果准确可靠；

　　4、液晶汉字显示，操作更加简单方便；

　　5、可保存、打印、查看测试的试验数据；

　　6、仪器带有RS232通讯接口，可以连接计算机实现真空度-离子电流曲线下载、寿命估计等多种功能；

　　7、仪器重量轻，携带方便。

　　8.实现了真空灭弧室的免拆卸测量，直接显示真空度值，使真空断路器用户详细掌握灭弧室的真空状态，为有计划地更换灭弧室提供了可靠的依据，为电网的安全运行提供了有力保障，克服了工频耐压法仅能判断灭弧室是否报废的缺陷。

　　◆基于电离电荷的采样技术

　　真空度测量仪均采用基于电离电荷的采样技术。该公司专家在磁放电的研究中发现，在外激励电源、真空灭弧室的几何尺寸、所用材料一定时，真空灭弧室里的真空度与电离的电荷量有非常准确的对应关系，而与电离电流的峰值仅有概率上的相关性。因此，我公司首刨了基于电离电荷的采样技术，显著提高了真空灭弧室的真空度计量的准确性。

　　◆漏电电流的处理

　　对处于分断状态的真空灭弧室两端加高压时，会有数值不等的几个微安的漏电电流，此漏电电流即使是同型号的真空灭弧室也有较大的个体差异。尤其是对于装在整机上的真空灭弧室，由于其周边的绝缘支撑件也有漏电，这此漏电的总和有更大的不稳定性和不可预测性，并且在数值上与10E- 4Pa 数量级的真空灭弧室的电离电流相当。我们采用两次起动高压的方法，扣除了漏电电流，保证了无论是装于整机上还是待装的真空灭弧室的真空计量精度。

　　◆内置国内外几乎所有真空灭弧室的测量曲线

　　真空灭弧室由于其几何尺寸、材料的不同，当内部真空度和外加激励电源一定时，其放电电荷量是不同的，并且有相当的差异。为准确测量，对每一种真空灭弧室必须有对应的从电离电荷量到真空度的推算曲线。我公司的专家通过与国内主要真空灭弧室生产厂家的密切合作，取得了几乎国内外所有真空灭弧室的电离电荷和真空度关系的数据通过数学处理，将其特征参数送入该系列产品。因此，该系列产品内置国内外几乎所有真空灭弧室的测量曲线。这是国内外同类产品中*的。

　　◆完善的输入保护电路

　　当真空灭弧室的真空度非常低时，测量时真空灭弧室会被高压击穿，瞬间的高压直接加至信号输入端的采样电路上，使其承受十分强的电冲击。该系列产品的信号输入端的采样电路增加了完备的保护电路，即使仪器由于输入端的高压冲击而发生暂时工作不正常时（重新开机即可），也不会造成电路部分的损坏。

PSZKC 真空度测试仪 使用说明书

一、PSZKC 真空度测试仪概述

PSZKC 真空度测试仪是电力系统中普遍使用的高压电器，其核心部件是真空灭弧室，由于灭弧室是以真空条件作为工作基础的，所以它不象油开关，SF6开关那样容易检测其质量。传统上，真空断路器用户判断灭弧室真空度的方法是工频耐压法，这种方法只能粗略判断真空度严重化的灭弧室。

PSZKC 真空度测试仪是真空灭弧室的真空度的鉴定设备，它以磁控放电为原理，以单片计算机为主控单元，测试过程*实现自动化。该仪器的采样设计一改以往采用电流峰值做标定的方法，而采用离子电荷来做标定。这样，有效地抑制了测试过程中瞬态电源的干扰，使测试稳定可靠。由于采用计算机为主控单元，该仪器能很方便地扣除由于环境因素产生的漏电电流。本仪器突出的特点是：实现了真空灭弧室的免拆卸测量，直接显示真空度值，使真空断路器用户详细掌握灭弧室的真空状态，为有计划地更换灭弧室提供了可靠的依据，为电网的安全运行提供了有力保障，克服了工频耐压法仅能判断灭弧室是否报废的缺陷。

PSZKC 真空度测试仪测量精度高，操作简单，携带方便，抗*力强，特别适用于供电单位现场测试，是真空断路器生产、安装、调试、维修的*仪器之一。

二、PSZKC 真空度测试仪测试原理

将灭弧室的两触头拉开一定的开距，施加脉冲高压，将电磁线圈环绕于灭弧室的外侧，向线圈通以大电流，从而在灭弧室内产生与高压同步的脉冲磁场，这样在脉冲磁场的作用下，灭弧室中的电子做螺旋运动，并与残余气体分子发生碰撞电离，所产生的离子电流与残余气体密度即真空度近似成比例关系。对于不同的真空管，在同等真空度条件下，离子电流的大小也不相同，当测知离子电流后，通过离子电流一真空度曲线，由计算机自动完成真空度的计算，并显示真空度值。

三、PSZKC 真空度测试仪操作面板示意图

四、PSZKC 真空度测试仪技术参数

1.PSZKC 真空度测试仪真空度测量范围： 9.999×10^-1～1×10^-6

2.PSZKC 真空度测试仪离子电流测量范围： 9.999×10^-1～1×10^-7

3.PSZKC 真空度测试仪测量误差：＜10%

4.PSZKC 真空度测试仪测量分辨率： 10^-5pa

5.PSZKC 真空度测试仪允许环境温度： -20℃～50℃

6.PSZKC 真空度测试仪空气湿度： ≤80%RH

7.PSZKC 真空度测试仪电源： AC，220V，50Hz±10%

8.PSZKC 真空度测试仪外型尺寸： 420×290×210（mm）

9.PSZKC 真空度测试仪高压输出：脉冲30kV15kHz

⒑PSZKC 真空度测试仪重量： 8kg

五、PSZKC 真空度测试仪使用方法

（1）PSZKC 真空度测试仪分两种用途使用：

1、PSZKC 真空度测试仪用于真空灭弧室生产线中灭弧室的质量控制，断路器生产厂家的灭弧室的入库检验。

2、PSZKC 真空度测试仪用于检测安装于开关整机上的真空灭弧室的真空度。这类检测主要用

于供电部门的例行检修及容量试验中对真空灭弧室承受能力的判定。

（2）PSZKC 真空度测试仪连线：

PSZKC 真空度测试仪将面板上的磁控电流输出端通过导线与磁控线圈相连，将磁控线圈绕于真空开关外侧三至四圈，使灭弧室触头至于分状态（线圈套于灭弧室外），将高压线和信号输入线分别接灭弧室的动端与静端。

（3）PSZKC 真空度测试仪管型选择：

2、PSZKC 真空度测试仪测量

按[选择键]使[◢◢]至测试真空管“Pa”，按[确认键]仪器处于测量状态。并自动完成所有的测量、计算、显示等全过程。

3、PSZKC 真空度测试仪打印：

若需打印测试数据，则按[确认键]返回主菜单，按[选择键]使[◢◢]至打印测试数据，再按[打印键]，即可打印出所有测量数据。

4、如果没有可代用的参数，则可按[选择键]使[◢◢]指向“A”，这样可直接给出电离电流，一般来说。电离电流（A）较真空度（Pa）小2个数量级。

仪器内计算机执行测量步骤如下：

启动高压→测漏电电流→自动关闭高压，接通充电开关→电压到规定值→重新启动高压，同时启动磁控电流，测量漏电电流＋电离漏电电流→扣除漏电电流→电流转变成真空度值→显示、打印。若[测A键]有效，则显示电流值。

本仪器采用两次启动高压的方法，若仪器*次启动高压后又回到初始状态，此时为仪器拒检。应检查真空管是否处于合的状态，如不是，则该管已严重漏气或*泄漏。

六、PSZKC 真空度测试仪硬件构造

PSZKC 真空度测试仪的硬件大致分为四部分

1、PSZKC 真空度测试仪CPU主控单元

该部分用于接收用户指令，控制显示器进行各种显示，产生高压单元所需的脉冲信号，及对磁控电流控制单元发出各种控制指令，负责整个测量过程的时序控制，该单元是整个系统的主体。

2、PSZKC 真空度测试仪高压与磁控电流控制板

高压部分将控制部分送来的具有一定占空比的信号进行功率放大，驱动高压变压器，从而产生测量所需的高压。

磁控电流控制部分用于接收控制部分的指令，进行充电，阀值比较，状态回送及启动磁控电流等操作。

3、PSZKC 真空度测试仪按键与显示板

按键部分用于用户指令，操纵按键使仪器处于不同的工作状态。

显示部分用于显示系统的各种参数。

4、PSZKC 真空度测试仪打印机

用于打印输出所测量的参数，打印结果如下所示：

TESTED BUIC-Ⅲ TESTED BYUC-Ⅲ

PRESSURE：3.260E-5Pa CURRENT：2.621E-6A

（真空度值）（漏电流值）

TUBE NO：（管编号） TUBE NO：（管编号）

TUBE TYPE：（管型） TUBE TYPE：（管型）

DATE：（日期） DATE：（日期）

TEST REPORT TEST REPORT

（检验记录）（检验记录）

七、PSZKC 真空度测试仪使用注意事项

1、PSZKC 真空度测试仪属精密仪器，电路板布线密度较大，一般要求存放于较干燥的地方。若环境较潮湿，则应经常通电。

2、PSZKC 真空度测试仪若测试后电流值显示为零，应检查灭弧室表面是否清洁。因为表面不清洁可能使漏电的变化值大于电离电流值，这样，测量值减去漏电后小于零，而被仪器判为零。发生这种情况后，将灭弧室表面檫干净，再做试验，一般来说这样得到的真空度值较。

3、PSZKC 真空度测试仪使用时，高压输出线不得触及人体，以防触电。

4、PSZKC 真空度测试仪高压指示灯亮时，不要触及高压线和磁控电流线，以防触电。

5、PSZKC 真空度测试仪拆装打印纸在仪器先断电的情况下进行，以免损坏打印机。换纸时，将前面板打开，用食指和拇指捏紧打印机两端的两夹片轻轻拖出打印机，使出纸口略高于仪器面板，但不能拖出距离太大，将新纸端口部分剪成尖头状，插入打印机的进纸口，打开仪器电源开关，按下打印键，使纸从打印机的上端走出一段距离，插入面板出口缝导出。盖好打印机面板，装纸完毕。

6、PSZKC 真空度测试仪无任何用户可维修的部件,如出现故障,请专业人员维修,或与供应商,切勿擅自打开仪器,以免发生意外或造成不必要的损失。

7、PSZKC 真空度测试仪真空度测量范围在9.999×10^-1～1×10^-6之间,离子电流测量范围在9.999×10^-1～1×10^-7之间，当真空管的真空度大于10^-2Pa或离子电流大于500uA时建议该真空管报废。

8、PSZKC 真空度测试仪若真空管内压力等于大气压（即真空管破损），本仪器测量范围内, 本仪器则拒绝检测，返回初始状态。

（注：击穿后，仪器有可能出现显示不正常，此时，按“复位键”，仪器回到正常状态。）

八、PSZKC 真空度测试仪附件

1、接插式线圈一只 2、磁控电流输出线一根

3、信号输入线一根 4、、30A保险丝各二只

5、电源线一根 6、使用说明书一份

7、合格证保修卡一份 8、打印纸二卷

PSZKC 真空度测试仪附录

1、PSZKC 真空度测试仪管型选择操作方式：
按[选择键]，使[◢◢]指向选择测试管型，按[确认键]，用［＋键］或［－键］调整管型参数，当显示器显示管型与所需测量的管型代号一致时便可，按[确认键]，返回主菜单。若说明书中没有给出要测量的管型时，可用尺寸相近，接线方式相同的管型代替。
测量时，首先选择管型，仪器内已存入多种管型，具体参数见附录表格。

1、JB 3855-1996

用以装配真空断路器的真空灭弧室的气体压力应低于1.33×10^-3Pa ；

2、DL 403-91

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 。

PSZKC 真空度测试仪管型参数表

管型号	真空管型号	曾用型号	外径（mm）
宇光电工厂产品
00	ZMD-10-31.5（40）		125
01	ZMD-10-20（25）		100
02	ZMD-10-6.3		88
辽宁电子管厂产品
03	TD-12/630-16		79
04	TF-12/630-16		66
05	TD-12/1600-31.5B		98
06	TF-12/630-20		75
宝光电工厂产品
07		BJ200	70
08	BD7A-12/2000-31.5	BD410A	125
09	BD3-12/1000-20	BD360	145
10	BD7A-12/1250-20B	BD382	110
11		BD310	110
12		TJ201	78.5
13	BD11-12/1250-31.5	BD390	110
14	TD21-40.5/1600-31.5	TD810A	108
15	TD14-12/1600-31.	TD311A	106
16		TD312A	104
17		BD381	110
18	BD11-12/2500-40A	BD39	125
19	TD14-12/1600-31.5B	TD3111A	106
20	TD14-12/2500-40A	TD3211A	125
21		TD3121A	102
22	TD12-12/3150-50	TD350A	154
23		TD321	125
24		TD311	108
25	BD11-12/3150-40	BD397A	125
26		TD302A	92

PSZKC 真空度测试仪打印机安装方法：

（1） A型面板：请用手捏住打印机机架两侧的弹性卡条，将整个打印机推进仪器或设备面板的安装孔内，并检查打印机是否安装牢固。

（2） D型与F型前换纸面板式：安装极为简单方便，请把整个打印机插入仪器或设备面板的安装孔内，把塑料卡条从设备面板后面夹紧打印机并拧紧螺丝。

PSZKC 真空度测试仪装纸一般过程如下：

① 取下打印机的前盖板

② A型面板式微打必须从仪器面板上取下。注意在操作之前必须关断微打电源。D型、F型前换纸面板式及T型台式可跳过这步。

③ 取下纸卷轴，按上新纸卷，将纸轴放回打印机的导槽内，并确认纸卷轴已安装牢固，不会掉出。

④ 将纸端剪成三角形或剪齐。

⑤ 接通打印机电源，打印机走纸一点行后，按SEL键、使SEL指示灯灭，再按LF键使机头转动，用手将纸头送入机头下面的入纸口处，纸便会徐徐进入机头，直到纸从机头正前方露出为止，再按下 LF或SEL键、机头停止转动→盖上打印机盖板，将纸从前盖板的出纸口中穿出。

PSZKC 真空度测试仪更换色带盒

更换色带只限针式打印机，热敏打印机只需热敏纸无须更换（耗材）色带。注：热敏纸有正反两面，只有正面才能打印内容。

PSZKC 真空度测试仪更换色带盒的过程如下：

① 打开打印机前盖板。

② 先抬起色带盒右端，再抬起左端（带旋钮的一端）色带盒即被取下。

③ 将新色带盒左端轻轻放在机头齿轮轴上，按箭头方向转动色带盒上的旋钮，直到色带盒的式端落到底后再放下色带盒的右端.

④ 装上打印机盖板，先将前盖板上部挂在机架上、注意对准指示灯和按键,再稍用力向机架方向按前盖板下部,将前盖板扣在机架上。

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