CN115308583A - 一种真空灭弧室的真空度测试方法和测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种真空灭弧室的真空度测试方法，在进行真空开关管真空度测试前，对真空开关管进行内部压力和泄漏电流的测试：1)对真空开关管施加10‑20kV的AC电源以测试真空开关管的内部压力；2)在测试加载磁场前，对真空开关管两端加载10‑20kV的DC电源，以测试真空开关管的泄漏电流。本发明还提供了一种真空灭弧室的真空度测试设备，真空开关管置于带触点托盘上，并与带触点托盘的触点电连接；高压源连接在带触点托盘的触点；交流老炼装置连接在带触点托盘的触点，直流老炼装置的输出端分别连接至励磁线圈的两端和带触点托盘的触点；电压测试卡采集端连接至真空开关管动端的输出端，输出端与PLC连接。

Description

一种真空灭弧室的真空度测试方法和测试设备

技术领域

本发明涉及一种测试设备，尤其涉及真空灭弧室的真空度测试设备。

背景技术

目前行业内常用的真空度检测方法，是将真空开关管直接放置于高电压、带磁场环境下，通过磁场对真空管内的带电粒子进行加速并撞击真空管内残余气体，使气体电离，然后在电场作用下带电粒子在触头间形成电流。由于带电粒子数量在一定范围内和真空管内气体压力是成正比关系，故可以通过该方法来检测真空管的真空度。

传统的真空度检测方法主要缺陷如下：

1.当真空管存在漏点且压力到Paschen曲线的极值(1mbar)附近时，此时真空管触头间(开距约10mm)绝缘水平最低(1KV)。若此时进行真空度检测，真空管会造成测试设备的高压源直接短路或使输出电流突然升高，导致高压源或测量卡的损坏风险极高。故提前挑选出明显存在漏点的真空管极为重要。

2.在进行真空度测量时，传统测量设备并不考虑真空管表面状况对测量结果的影响。实际研究发现，真空管表面状况，如脏污或潮气，对测试结果有显著影响。如不对真空管表面状况进行判定，会导致最终检测值失真。

3.由于真空度测试普遍存在“抽气”效应，同一只真空管在同一时间段内测试结果不具备重复性，短时间内的重复测试会造成测量值越来越小，表现的特征就是真空度越来越高。在实际生产中，若生产人员遗漏或误操作，也会导致测量结果出现失真。我们需要一套防呆措施避免在实际生产中出现重复测试导致“假”合格品。

4.现有市售通用真空度检测仪器，普遍使用的线圈体积较小，其产生的磁场强度低(通常低于100mT),磁场均匀性较差，导致同一只真空管放置磁场线圈不同的位置，测试值会有5％到20％的偏差，同时检测的电流值与真空管内实际气压对应的线性区域小，有效测量范围窄。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是提供一种真空灭弧室的真空度测试方法和测试设备，能够在真空度测试之前剔除部分真空度极差的产品，保护关键部件。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种真空灭弧室的真空度测试方法，在通过高压源和励磁线圈对真空开关管进行真空度测试前，对真空开关管进行内部压力和泄漏电流的测试：

1)对真空开关管施加10-20kV的AC电源以测试真空开关管的内部压力；

2)在测试加载磁场前，对真空开关管两端加载10-20kV的DC电源，以测试真空开关管的泄漏电流。

在一较佳实施例中：步骤1的持续时间不少于2s，被测试真空开关管的内部压力大于1pa则被判定为不合格品，不进行真空度测试。

在一较佳实施例中：步骤2的持续时间不少于1s，被测试真空开关管的泄漏电流大于15μA则被判定为不合格品，不进行真空度测试。

在一较佳实施例中：还包括步骤3，所述步骤3用于判断该真空开关管距离上一次真空度测试的间隔是否大于24小时，若是，则该真空管可以进行下一次真空度测试；若否，则该真空管不能进行下一次真空度测试。

本发明还提供了一种真空灭弧室的真空度测试设备，包括：高压源、励磁线圈、交流老炼装置、直流老炼装置、电压测试卡和带触点托盘，真空开关管置于带触点托盘上，并与带触点托盘的触点电连接；

所述高压源连接在带触点托盘的触点；所述交流老炼装置连接在带触点托盘的触点，所述直流老炼装置的输出端分别连接至励磁线圈的两端和带触点托盘的触点；所述电压测试卡采集端连接至真空开关管动端的输出端，输出端与PLC连接；所述电压测试卡的采集端还连接至所述交流老炼装置和直流老炼装置；

所述PLC与人机操作界面建立数据连接，所述PLC的输出端分别连接所述交流老炼装置、直流老炼装置。

在一较佳实施例中：所述电压测试卡具有至少两个测量通道，通过检测交流老炼装置、直流老炼装置输出电压的大小选择不同精度的测量通道。

在一较佳实施例中：所述测量通道为四个，分别对应0-10V、0-20V、0-100V、0-1000V电压。

在一较佳实施例中：还包括环境温湿度自动控制装置，用于检测并调整环境的温湿度。

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

1.本发明提供了一种真空灭弧室的真空度测试方法和测试设备，在通过高压源和励磁线圈对真空开关管进行真空度测试前，增加交流老炼装置为真空开关管提供持续时间约2s的Burn-in耐压，有效剔除内部压力高于1pa的真空度极差的产品，从而解决真空度极差的真空管在真空度测试时导致测量设备损坏的问题，保护设备关键部件。

2.本发明提供了一种真空灭弧室的真空度测试方法和测试设备，在通过高压源和励磁线圈对真空开关管进行真空度测试前，通过直流老炼装置提供DC10-20KV加载在真空开关管两端，持续时间约1s秒，并检测真空开关管的泄露电流。如果泄漏电流大于15uA，则判定为该真空开关管的表面已被污染。这样可以避免真空开关管表面被污染从而影响最终检测结果的问题。

3.本发明提供了一种真空灭弧室的真空度测试方法和测试设备，励磁线圈的外直径尺寸达到700mm，有效测试空间直径250mm,满足市面上大部分真空开关管规格。同时高斯量最大至200mT，测试线性范围扩大到10e-9mbar到10e-4mbar，测试精度更高。从而解决了真空开关管的真空度检测结果偏差大和有效测量范围窄的问题，

4.本发明提供了一种真空灭弧室的真空度测试方法和测试设备，为了避免在实际生产中的重复测试导致真空度数值失真的问题，提供了产品测试扫码并记录每个产品测试时间的功能，产品经过一次测量后，设备自动记录产品编号，实现程序自动锁定该产品，需等待24小时后才能进行第二次测试。同时该功能也扩展到设备电压源和电流源的校验，设置24h为一个校验周期，程序自动锁定并提醒进行电源校验，以保证每次测量的精度。

5.本发明提供了一种真空灭弧室的真空度测试方法和测试设备，为了解决设备在高湿度、低温环境运行，导致真空开关管受到湿度影响而结果值失真甚至无法继续产品测试问题，提供了环境温湿度自动控制装置。

6.本发明提供了一种真空灭弧室的真空度测试方法和测试设备，为了解决设备的测试值采集和精度问题，提供了Threshold Voltage Measurement Card高精度采集卡，根据不同真空管产品的在磁场中激发电流范围的特性，分成0-10V、0-20V、0-100V、0-1000V，4个采集通道，为程序控制器输入不同范围的采集电压，测试精度更高。

附图说明

图1为本发明优选实施例中真空灭弧室的真空度测试装置的平面图。

图2为本发明优选实施例的测试方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是壁挂连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参考图1和图2，本实施例提供了一种真空灭弧室的真空度测试设备，包括：高压源3、励磁线圈2、交流老炼装置5、直流老炼装置4、电压测试卡6和带触点托盘13，真空开关管1置于带触点托盘13上，并与带触点托盘13的触点电连接；

所述高压源3连接在带触点托盘13的触点；所述交流老炼装置5连接在带触点托盘13的触点，所述直流老炼装置4的输出端分别连接至励磁线圈2的两端和带触点托盘13的触点；所述电压测试卡6采集端连接至真空开关管1动端的输出端，输出端与PLC7连接；所述电压测试卡6的采集端还连接至所述交流老炼装置5和直流老炼装置4；所述PLC7与人机操作界面建立数据连接，所述PLC7的输出端分别连接所述交流老炼装置5、直流老炼装置4。

上述的真空灭弧室的真空度测试设备，新增了交流老炼装置5，能够在真空度测试之前对真空开关管1提供AC10-20KV高压电源并持续时间约2s的Burn-in耐压，有效剔除内部压力高于1pa的真空度极差的真空开关管1。而直流老炼装置4可以提供DC10-20KV加载在真空开关管1的两端，持续时间约1s秒。对于泄露电流大于900uA的真空开关管1，就可以判定为产品表面已被污染。

具体操作时，用户先通过人机交换界面8将设定配方交直流电压，通过带触点托盘13传送至真空开关管1。而电压测试卡6将采集到的不同等级电压输入至PLC7，最终判断结果值显示在人机交换界面8。新增的老炼步骤可以将产品内部压力极高，表面脏污、以及功能失效的不良产品被提前检出，该新增老炼步骤，解决了产品直接进入励磁磁场线圈后，不能在短时间内重复测试的问题，节约了测试时间，提高了设备使用效率。

所述的电压测试卡6内置的4个测量通道，将根据不同真空管产品的在磁场中激发电流范围的特性，分成0-10V、0-20V、0-100V、0-1000V，4个采集通道，为程序控制器输入不同范围的采集电压，测试精度更高。

本实施例还提供了环境温湿度自动控制装置9，通过环境温湿度自动控制装置9，进一步解决了励磁线圈2、带触点托盘13、高精度测试卡6在高温高湿环境影响下，导致产品测试结果失真甚至无法满足校验要求的问题。环境温湿度自动控制装置9主要是通过实时检测环境温湿度，再将其和目标值进行比对，进而进行自动调节，使得环境的温湿度都能保持在目标值附近。

本实施例还提供了一种真空灭弧室的真空度测试方法，在通过励磁线圈2和高压源3进行真空开关管1真空度测试前，先对真空开关管1进行内部压力和泄漏电流的测试：

1)对真空开关管1施加10-20kV的AC电源以测试真空开关管1的内部压力；

2)在测试加载磁场前，对真空开关管1两端加载10-20kV的DC电源，以测试真空开关管1的泄漏电流。

其中步骤1的持续时间为不少于2s，被测试真空开关管1的内部压力大于1pa则被判定为不合格品，不进行真空度测试。步骤2的持续时间为不少于1s，被测试真空开关管1的泄漏电流大于15μA则被判定为不合格品，不进行真空度测试。这样就可以在使用励磁线圈2和高压源3的真空度测试开始之前，将真空度极差和表面脏污的不合格品剔除出来，从而避免真空度极差的真空管在真空度测试过程中会造成测试设备的高压源直接短路或使输出电流突然升高，导致高压源或测量卡的损坏的问题。还可以避免表面脏污的真空管在真空度测试过程中造成检测值失真的问题。

如果真空开关管1通过了内部压力和泄漏电流的测试。再通过高压源3和励磁线圈2将真空开关管1放置于高电压、带磁场环境下，通过磁场对真空开关管1的带电粒子进行加速并撞击真空开关管1内残余气体，使气体电离，然后在电场作用下带电粒子在触头间形成电流。由于带电粒子数量在一定范围内和真空开关管1内气体压力是成正比关系，从而检测真空管的真空度。

本实施例中还包括步骤3，所述步骤3用于判断该真空开关管1距离上一次真空度测试的间隔是否大于24小时，若是，则该真空管可以进行下一次真空度测试；若否，则该真空管不能进行下一次真空度测试。步骤3是为了避免在实际生产中的重复测试导致真空度数值失真的问题，因此步骤3提供了产品测试扫码并记录每个产品测试时间的功能，产品经过一次测量后，设备自动记录产品编号，实现程序自动锁定该产品，需等待24小时后才能进行第二次测试。同时该功能也扩展到设备电压源和电流源的校验，设置24h为一个校验周期，程序自动锁定并提醒进行电源校验，以保证每次测量的精度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (8)

1.一种真空灭弧室的真空度测试方法，其特征在于：在通过高压源和励磁线圈对真空开关管进行真空度测试前，对真空开关管进行内部压力和泄漏电流的测试：

1)对真空开关管施加10-20kV的AC电源以测试真空开关管的内部压力；

2)在测试加载磁场前，对真空开关管两端加载10-20kV的DC电源，以测试真空开关管的泄漏电流。

2.根据权利要求1所述的一种真空灭弧室的真空度测试方法，其特征在于：步骤1的持续时间为不小于2s，被测试真空开关管的内部压力大于1pa则被判定为不合格品，不进行真空度测试。

3.根据权利要求1所述的一种真空灭弧室的真空度测试方法，其特征在于：步骤2的持续时间为不小于1s，被测试真空开关管的泄漏电流大于15μA，则被判定为不合格品，不进行真空度测试。

4.根据权利要求1所述的一种真空灭弧室的真空度测试方法，其特征在于：还包括步骤3，所述步骤3用于判断该真空开关管距离上一次真空度测试的间隔是否大于24小时，若是，则该真空管可以进行下一次真空度测试；若否，则该真空管不能进行下一次真空度测试。

5.一种真空灭弧室的真空度测试设备，其特征在于包括：高压源、励磁线圈、交流老炼装置、直流老炼装置、电压测试卡和带触点托盘，真空开关管置于带触点托盘上，并与带触点托盘的触点电连接；

所述高压源连接在带触点托盘的触点；所述交流老炼装置连接在带触点托盘的触点，所述直流老炼装置的输出端分别连接至励磁线圈的两端和带触点托盘的触点；所述电压测试卡采集端连接至真空开关管动端的输出端，输出端与PLC连接；所述电压测试卡的采集端还连接至所述交流老炼装置和直流老炼装置；

所述PLC与人机操作界面建立数据连接，所述PLC的输出端分别连接所述交流老炼装置、直流老炼装置。

6.根据权利要求5所述的一种真空灭弧室的真空度测试设备，其特征在于；所述电压测试卡具有至少两个测量通道，通过检测交流老炼装置、直流老炼装置输出电压的大小选择不同精度的测量通道。

7.根据权利要求5所述的一种真空灭弧室的真空度测试设备，其特征在于；所述测量通道为四个，分别对应0-10V、0-20V、0-100V、0-1000V电压。

8.根据权利要求5所述的一种真空灭弧室的真空度测试设备，其特征在于；还包括环境温湿度自动控制装置，用于检测并调整环境的温湿度。

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