CN101672713A - 一种真空开关真空度测试校验装置及其检验方法 - Google Patents

Abstract

一种真空开关真空度测试校验装置，包括真空灭弧室(1)、稳压腔室(2)、对比腔室(3)、真空计、真空阀门和真空泵(6)。测试校验时，开启机械泵(10)；当稳压腔室(2)的真空压强达到10^－1Pa时，关闭第二隔断阀(9)，开启第一隔断阀(7)、插板阀(5)和分子泵(6)，当第一真空计(4)显示真空灭弧室(1)真空压强小于6.6×^－2Pa时，微调插板阀(5)，同时向稳压腔室(2)通入氮气。当稳压腔室(2)和真空灭弧室(1)以及对比腔室(3)的压强平衡时，比对真空开关真空度测试仪(15)测得的真空度和第一真空计(4)显示的真空度，即可校验真空开关真空度测试仪(15)的测量误差。

Description

一种真空开关真空度测试校验装置及其检验方法

技术领域

本发明涉及真空度测试校验装置，特别涉及一种真空开关真空度测试校验装置及其检验方法。

背景技术

真空断路器目前在低压及中压领域占有极大比例，它是以真空为绝缘和熄弧介质的开关电器。真空断路器具有安全可靠、寿命长、维修工作量小、环境不受污染等优点。真空断路器真空灭弧室内的真空度是衡量真空断路器是否合格的重要标志。为了实现开关电流的分断和灭弧，国家标准规定真空灭弧室内的压强一般不高于6.6×^-2Pa。如果真空灭弧室的真空度在有效范围以外，真空断路器就不能保证其绝缘性能，或者不能可靠地开断短路电流乃至负荷电流，从而导致其动作失败，严重时还会导致真空断路器完全失效，危及电网安全。真空断路器的用户特别关心运行中的真空断路器灭弧室内部真空度。在运行环境及各种随机因素的影响，真空断路器灭弧室内部真空度会逐步下降，因此运行中的真空断路器应在数次开断后或者根据实际情况定期进行灭弧室真空度的检测。在实际应用中，真空灭弧室真空度的测量方法主要有观察法、火花计法、耐压法、高频电流开断放电法、吸气剂颜色变化的判定法、射线法、高频预击穿电流法、电光变换法、耦合电容法、磁控脉冲放电法等。目前真空度测量结果重复性较好的方法是磁控脉冲放电法。其原理是将待测真空灭弧室置于一定磁场强度的励磁线圈中心，同时在灭弧室电极触头两端施加一定的脉冲高压，在脉冲磁场和电场的共同作用下，灭弧室内的电子与残余气体粒子发生碰撞电离，所产生的离子电流与残余气体分子密度(即真空度)存在一定的比例关系，据此可折算得灭弧室的真空度。基于磁控脉冲放电方法可以实现现场可以不拆卸定量测量，实际制成的仪器在测量真空度时存在一定误差，测试结果的精度及误差需要采用校验。通常的校验可以采用预先制作一定数量不同真空度的标准灭弧室样管，通过对这些样管进行测试，根据测量的结果与样管标准真空度比对来判断误差。但实际样管很难长期保存，而且也不能在短时间内重复测试。

专利96219300.3的“精密压力真空校验仪”提供一种结构紧凑，操作方便，检测误差小，又同时检测压力表、真空表的精密压力真空校验仪。专利91220227.0的“便携式多功能压力表真空表校验器”以精密压力表、精密真空表为校验器来检定工作压力表、压力真空度及真空表用的校验器，它即可以用液体作为工作介质，又可以用空气作为工作介质，使校验器核定范围可达-0.1～60MPa。上述专利均是对真空表进行校验。专利200810050708.2“真空开关真空度校验仪”的真空开关直接通过三通接口分别连接真空计和真空标定池来校验真空度，真空标定池另一端直接连接抽真空装置来提供满足测试仪校验需要的不同真空度，实际由于管道流导的不一致，真空计显示的真空度与真空开关内部的真空度存在一定差异，从而校验结果也存在缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种专门针对真空开关真空度测试仪器进行校验的装置，该装置能定量校验真空开关真空度测试仪器的测量误差，得到不同尺寸真空灭弧室的离子电流-真空度曲线，并实现短时间内重复校验真空开关真空度测试仪器的测量误差。

本发明的真空开关真空度测试校验装置由未抽真空的真空灭弧室、稳压腔室、对比腔室、机械泵、分子泵、隔断阀、插板阀、进气阀、氮气气瓶和真空计组成。稳压腔室分别通过管道连接真空灭弧室和对比腔室，对比腔室接真空计，稳压腔室通过插板阀连接分子泵，分子泵通过隔断阀和真空计连接机械泵，机械泵也通过隔断阀和管道直接连接稳压腔室，稳压腔室还通过管道和进气阀连接氮气气瓶。

本发明的真空开关真空度测试校验装置工作过程：首先由机械泵直接对稳压腔室抽气获得低真空，当稳压腔室真空压强达到10^-1Pa时，关闭机械泵与稳压腔室之间的连接阀门，开启分子泵，当真空灭弧室真空压强小于6.6×^-2Pa时，微调插板阀以进一步调节真空度，同时适时将氮气通入稳压腔室中，当稳压腔室和真空灭弧室和对比腔室压强达到平衡时，真空灭弧室的真空也达到稳定，连接在对比腔室的真空计显示的真空度即为真空灭弧室真空度。此时，可以将真空开关真空度测试仪连接到真空灭弧室上，读取测得的真空度，通过对比真空开关真空度测试仪测得的真空度和连接在对比腔室的真空计显示的真空度，即可校验真空开关真空度测试仪的测量误差。需要重复利用真空开关真空度测试仪测量真空度时，首先关闭连接到稳压腔室的所有阀门，再将氮气气瓶中的氮气通入稳压腔室中，当连接在对比腔室的真空计显示为大气压时，关闭进气阀和氮气气瓶，再次重复上述机械泵和分子泵工作过程实现，实现真空灭弧室真空压强小于6.6×^-2Pa时，并利用插板阀进一步微调真空度，打开真空开关真空度测试仪，读取测得的真空度。

本发明应用广泛，结构紧凑，操作过程简单，测量精度高，短时间内重复测试，适用于校验真空开关真空度测试仪器的测量误差，利用该装置能够标定的最高真空度是10^-5Pa。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

图1为本发明真空开关真空度测试校验装置原理图，图中：1真空灭弧室，2稳压腔室，3对比腔室，4第一真空计，5插板阀，6分子泵，7第一隔断阀，8第二真空计，9第二隔断阀，10机械泵，11进气阀，12氮气气瓶，13磁场线圈，14脉冲高压输出线，15待校验真空度测试仪。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括：未抽真空的真空灭弧室1，稳压腔室2，对比腔室3，第一、二真空计4、8，插板阀5，第一、二隔断阀7、9，分子泵6，机械泵10，进气阀11。真空灭弧室1通过管道连接稳压腔室2，对比腔室3连接第一真空计4，对比腔室3也通过管道连接稳压腔室2，稳压腔室2通过插板阀5连接分子泵6，分子泵6通过第一隔断阀7连接第二真空计8和机械泵10，机械泵10也通过第二隔断阀9直接连接稳压腔室2，稳压腔室2也通过进气阀11连接氮气气瓶12。

使用时，将待校验的真空开关真空度测试仪15通过脉冲高压输出线14连接到未抽真空的真空灭弧室1的电极两端上，同时将磁场线圈13缠绕在真空灭弧室1外壳上。将第二隔断阀9打开，开启机械泵10，当第二真空计8显示稳压腔室2的真空度达到10^-1Pa时，关闭第二隔断阀9，开启第一隔断阀7和插板阀5，开启分子泵6，当第一真空计4显示真空灭弧室1真空压强小于6.6×^-2Pa时附近时，微调插板阀5进一步调节第一真空计4显示的真空度，同时适时开启进气阀11将氮气气瓶12中的氮气通入稳压腔室2中，当稳压腔室和真空灭弧室和对比腔室压强达到平衡时，真空灭弧室1中的真空也达到稳定，连接在对比腔室3上的第一真空计4显示的即为真空灭弧室1此时的真空度。打开真空开关真空度测试仪15，读取测得的真空度，通过对比测得的真空度和第一真空计4显示的真空度即可校验真空开关真空度测试仪15的测量误差。其中，要保证对比腔室3连接稳压腔室2的管道与稳压腔室2连接真空灭弧室1的管道尺寸一致，真空灭弧室1和对比腔室3连接到稳压腔室2的管道内径要比第一真空计4连接对比腔室3的管道内径小，对比腔室3的容积与真空灭弧室1的容积相等，稳压腔室2的容积在真灭弧室1的4倍以上。

需要重复利用真空开关真空度测试仪15测量真空度时，可以首先关闭插板阀5和第二隔断阀9，打开进气阀11，将氮气气瓶12中的氮气通入稳压腔室2中，当第一真空计4显示为大气压时，关闭进气阀11和氮气气瓶12，再次将第二隔断阀9打开，开启机械泵10，当第二真空计8显示真空压强达到10^-1Pa时，关闭第二隔断阀9，开启第一隔断阀7和插板阀5，开启分子泵6，微调插板阀5进一步调节第一真空计4显示的真空度，当对比腔室3上的第一真空计4显示为所需的真空度时，打开真空开关真空度测试仪15，读取测得的真空度。需要测量不同尺寸的真空灭弧室1对应的离子电流-真空度曲线时，只需直接更换真空灭弧室1即可，同时保证连接稳压腔室2的管道与对比腔室3连接稳压腔室2的管道尺寸一致即可。

本发明可以对各种测量真空开关真空度的仪器进行校验，判定仪器的测量误差，可以短时间内重复测试，并可以获得不同尺寸真空灭弧室的离子电流-真空度曲线。可以广泛应用于真空开关真空度测量设备生产厂家进行误差校验和获取离子电流-真空度曲线，也可广泛应用于教学和科研院所，对真空开关电气特性与真空度关系的理论分析和应用研究。

Claims (3)

1、一种真空开关真空度测试校验装置，其特征在于所述装置包括真空灭弧室(1)，稳压腔室(2)，对比腔室(3)，第一和二真空计(4、8)，插板阀(5)，第一和二隔断阀(7、9)，分子泵(6)，机械泵(10)和进气阀(11)；真空灭弧室(1)通过管道连接稳压腔室(2)，对比腔室(3)连接第一真空计(4)，对比腔室(3)并通过管道连接稳压腔室(2)，稳压腔室(2)通过插板阀(5)连接分子泵(6)，分子泵(6)通过第一隔断阀(7)连接第二真空计(8)和机械泵(10)，机械泵(10)并通过第二隔断阀(9)连接稳压腔室(2)，稳压腔室(2)并通过进气阀(11)连接氮气气瓶(12)。

2、按照权利要求1所述的真空开关真空度测试校验装置，其特征在于所述的对比腔室(3)连接稳压腔室(2)的管道与稳压腔室(2)连接真空灭弧室(1)的管道尺寸一致，真空灭弧室(1)和对比腔室(3)连接到稳压腔室(2)的管道内径比第一真空计(4)连接对比腔室(3)的管道内径小，对比腔室(3)的容积与真空灭弧室(1)的容积相等，稳压腔室(2)的容积为真灭弧室(1)容积的4倍以上。

3、使用权利要求1所述装置的真空开关真空度测试校验方法，其特征在于，将待校验的真空开关真空度测试仪(15)通过脉冲高压输出线(14)连接到未抽真空的真空灭弧室(1)的电极两端，将磁场线圈(13)缠绕在真空灭弧室(1)外壳上；打开第二隔断阀(9)，开启机械泵(10)；当第二真空计(8)显示稳压腔室(2)的真空压强达到10^-1Pa时，关闭第二隔断阀(9)，开启第一隔断阀(7)和插板阀(5)，开启分子泵(6)，当第一真空计(4)显示真空灭弧室(1)真空压强小于6.6×^-2Pa时，微调插板阀(5)，同时开启进气阀(11)将氮气气瓶(12)中的氮气通入稳压腔室(2)中，当稳压腔室(2)和真空灭弧室(1)以及对比腔室(3)三者的压强达到平衡时，真空灭弧室(1)的真空压强也达到稳定状态，连接在对比腔室(3)上的第一真空计(4)所显示的真空压强即为真空灭弧室(1)此时的真空度；打开真空开关真空度测试仪(15)，读取测得的真空度，将真空开关真空度测试仪(15)测得的真空度和第一真空计(4)显示的真空度比对，即可校验真空开关真空度测试仪(15)的测量误差。

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