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一种真空开关管真空度测量及校准方法 史海如，吴安恕，郑宗仁，宁进学 （国营4404厂，湖北 孝感 432104） A Method of Vacuum Measurement and Calibration of Vacuum Interrupter Shi Hai-ru, Wu An-shu, Zheng Zong-ren, Ning Jin-xue (The State Run 4404 Factory, Hubei, Xiaogan, 432104, China) Abstract: In this paper, a method of vacuum measurement and calibration of vacuum interrupter will be introduced. It will make an active role to normalize the vacuum measurement and calibration of vacuum interrupter in this industry. Key words: Vacuum interrupter; Vacuum measurement and calibration 摘 要：本文详细介绍了一种真空开关管真空度测量及校准方法。这种方法对规范真空开关管行业真空度测量及校准将起积极的作用。 关键词：真空开关管 真空度测量及校准 真空开关管是一种新型真空器件，其广泛用于电力行业作电力开断、保护之用。根据行业要求，这种器件贮存寿命为20年。在贮存期内，其管内真空度不低于1.33×Pa（即管内压强≤1.33×Pa）。根据不同的管型计算其允许漏气率在1×～1×帕·升/秒。这一数值非常之小。因而如何提高检漏灵敏度，并比较准确地测量真空度是各真空开关管制造厂家、用户及整个行业较为关注的问题。本文介绍了一种真空度测量及校准方法。经过多年的实践证明，这种方法符合国家计量量值传递规定，且误差较小。 原理与方法 测量真空开关管真空度有两种接法。第一种接法是，将被测真空开关管两触头拉开规定距离，其动 图1 图2 端和静端分别连接到冷阴极电离真空计高压电源上。第二种接法是真空开关管两触头闭合，将真空开关管的动端（或静端）和屏蔽罩外露部分分别连接到冷阴极电离真空计高压电源上。将被测管置入冷阴极 电离真空计产生磁场的励磁线圈中，分别如图1、图2所示。 在一定条件下，真空开关管中受宇宙射线或其它因素产生的少量初始电子在电场和磁场的共同作用下，增加了其在电极空间的运动行程。在运动中，其与气体分子发生碰撞，而使气体分子电离，并形成自持放电。在一定条件下，其放电电流大小与真空开关管内的气体密度有关。气体密度大，管内压强高，真空度低，放电电流大；反之，气体密度小，管内压强低，真空度高，放电电流小。在上述条 件下，施加适当的高压和磁场，测量真空开关管内的气体放电电流。根据放电电流大小确定管内真空度值。 冷阴极电离真空计的校准 上述两种连接方法中采用的冷阴极电离真空计都有一定的要求并且必须进行校准。这两种接法中冷阴极电离真空计所加高压约为10000伏左右，如真空开关管绝缘外壳的绝缘电阻以1000MΩ计算，其漏电流约为10μA左右。这一电流与仪器测定管子真空度时产生的自持放电电流相比，不可忽略。因而这两种接法中冷阴极电离真空计都必须有抵消漏电流的措施，保证其漏电流与测定真空度时产生的自持放电电流相比，可以忽略不计。第二，这种方法中测得的是放电电流，；因而仪器必须有显示放电电流和真空度指示的功能。第三，由于这种方法是将真空开关管作为电离规管，而结构不同的真空开关管，在相同的电场及磁场条件下，其放电电流是不同的。因此，冷阴极电离真空计应具备储备多种曲线的功能，以方便使用。目前国内西安高压电器研究所研制的冷阴极电离真空计具备上述功能，其能固化100条左右曲线。 本文推荐的校准方法是在二等高真空比对校准装置上进行的。其原理如图3[1]。该装置所用标准规和真空计以及整个校准装置按国家计量标准定期校准，校准装置的不确定度小于±10%。因而标准规、 标准真空计、真空校准室要求及氮气纯度等均应符合相关计量标准要求。其简要检定程序如下： 按上述方法将待校准真空开关管及待校冷阴极电离真空计接于二等高真空比对校准装置上。按图1连接时，真空开关管触头应拉开规定距离。 将待校真空开关管置于待校冷阴极电离真空计所带的励磁线圈中，并使管子的轴线与线圈轴线尽可能重合。 按二等高真空比对校准装置操作规程启动系统，并使其正常。 为了保证校准的精度，首次测量某一结构的真空开关管时，每量程标准压强取九点，即1×Pa、2×Pa、……、9×Pa（a为-5、-4