真空开关真空度测试仪原理解析

      随着中压开关无油化浪潮的兴起，真空开关以其的优点得到了广泛的推广和应用。这些年来，由于生产工艺和现场使用环境方面的原因，有些真空开关在运行过程中其真空灭弧室会有不同程度的泄漏，有的在正常寿命范围内就可能泄漏到无法正常开断的地步。在这种情况下进行开断就会出现不能正常开断的现象而造成严重的后果。国内真空开关事故大多是由此原因引起。所以加强定期或不定期检测真空开关真空度成了十分重要的环节。

      传统的检测方法是“耐压法”，即真空开关处于开断状态下，在动静触头之间施加的电压，检测其泄漏电流的大小，由此推断真空管的好坏。这种方法的优点是：操作简单；缺点是：只能定性地检测真空管的好坏；而且真空度在10-4～10-1Pa之间无法准确分辨，所以无法判断泄漏的发展趋势（即同一个真空开关和上次相比有多大程度的泄漏）。

二、主要特点

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；

三、性能指标

1、电    源： AC220V+15%，50Hz；

2、测量范围： 10-4～10-1Pa；

3、电场电压∶ 20KV；

4、磁场电压∶ 1600V；

5、仪器精度： 5%；

6、使用环境： -10℃～40℃；

7、外行尺寸： 460mm×335mm×330mm。

8、主机重量： 12kg；

四、测试原理

       本仪器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。

五．仪器的工作原理

      整机由测量控制电路、电场高压产生电路、磁场线圈电流控制电路、通讯、打印机、液晶显示电路等组成。其工作过程为：由测量控制电路发出指令，由开关电源给磁场电容充电，通过控制电路监控，当磁场电容上的电压达到预定值后，控制电路发出两路控制信号分别控制电场高压的输出和磁场线圈电流的导通，使灭弧室处于强电场、强磁场的状态中，灭弧室开始放电，产生离子电流I，如图2中的曲线I所示。该电流经取样电阻R和预处理电路后输入单片机经运算由液晶显示屏显示测得的真空度值。