本发明专利技术公开了一种真空度在线监测装置及方法，高压电源的高压端与真空灭弧室中的上触头及高压电容的一端相连接，高压电源的接地端与真空灭弧室中下触头及接地电容的一端相连接，接地电容的另一端及高压电容的另一端与锁相放大器的电压参考通道相连接，锁相放大器的输出端与信号采集模块相连接，高压电源的接地端与真空灭弧室下触头之间的线路上设置有电流互感器，其中，电流互感器的输出端与锁相放大器的测量输入通道相连接，磁控放电设备与真空灭弧室相连接，该装置及方法能够适用于气体压力小于0.1Pa时的真空度测量。压力小于0.1Pa时的真空度测量。压力小于0.1Pa时的真空度测量。
【技术实现步骤摘要】
一种真空度在线监测装置及方法
[0001]本专利技术属于真空绝缘与真空分断
，涉及一种真空度在线监测装置及方法。
技术介绍
[0002]维持必要的真空度是确保真空灭弧室绝缘特性和灭弧能力的基本条件，目前的真空断路器灭弧室真空度检测分为离线检测和在线检测两种方式。离线检测技术已较为成熟，但无法满足实时监测的需要。而对于灭弧室真空度的在线监测法，目前尚无成熟技术，其研究方向主要包括以下几个方面。
[0003]文献[Gentsch D,Fugel T.Measurements by Residual Gas Analysis(RGA)inside Vacuum Interrupters/devices[C].Discharges and Electrical Insulation in Vacuum,International Symposium on IEEE,2008:169
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172.]利用光谱吸收法对真空灭弧室内的气体含量和光谱参数间的关系进行定性分析，为灭弧室真空度检测提供了一种思路。
[0004]文献[李炜,郭媛媛,王承玉,等.基于X射线量变化评估真空灭弧室真空度的方法[J]高压电器,2008,44(04):315
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318.]及文献[郭丽萍,王德忠.X射线法评估灭弧室真空度的可能性研究[J].高压电器,2015,51(01):92
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97.]研究X射线吸收剂量率与真空度的关系，探讨以X射线吸收剂量率作为参量评估真空灭弧室的真空度的可能性。
[0005]文献[段雄英，赵子玉，邹积岩.真空灭弧室真空度在线检测的试验研究[J].高压电器,2000,36(04):30
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32.]、文献[李赟,李卫国,李彦斌.新型耦合电容式电场传感器对灭弧室电场分布影响的研究[J].真空科学与技术学报,2014,34(04):352
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357.]、文献[赵子玉,李兆治,陈雾,等.用旋转式电场探头在线检测灭弧室真空度[J].高电压技术,2003,29(10):29
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31.]及文献[陈昌龙,邹积岩.基于比例差分探头的真空灭弧室2真空度在线监测[J].高压电器,2009,45(06):124
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127.]分别提出了耦合电容法、光电转换法和电场探头法，这三种方法均通过测量灭弧室屏蔽罩电位方法实现间接测量灭弧室真空度的目的。
[0006]文献[刘建华,姜颖先,刘鹏飞,等.基于潘宁放电的真空断路器真空度在线监测方法研究[J].真空科学与技术学报,2017,37(2):225
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230.]并通过增加励磁线圈，在灭弧室内产生轴向磁场，促使场致发射电子产生潘宁放电的方式，研究了灭弧室屏蔽罩电位与真空度间的关系。
[0007]综上所述，现有的真空度在线测量方法其分辨率受测量原理限制，大多只能用于气体压力大于0.1Pa时的真空度测量，而较为新型的光学测量原理目前还只能作为原理定性分析，且只适用于玻壳型的灭弧室；类似磁控放电法的潘宁放电测量方式，则要求在灭弧室外围增加励磁线圈，该励磁线圈及其供电系统的引入，无疑会给灭弧室原有的绝缘结构设计以及电场和磁场分布造成一定影响。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种真空度在线监测装置及方法，该装置及方法能够适用于气体压力小于0.1Pa时的真空度测量。
[0009]为达到上述目的，本专利技术所述的真空度在线监测装置包括高压电源、真空灭弧室、磁控放电设备、电流互感器、信号采集模块、锁相放大器、高压电容及接地电容；
[0010]高压电源的高压端与真空灭弧室中的上触头及高压电容的一端相连接，高压电源的接地端与真空灭弧室中下触头及接地电容的一端相连接，接地电容的另一端及高压电容的另一端与锁相放大器的电压参考通道相连接，锁相放大器的输出端与信号采集模块相连接，高压电源的接地端与真空灭弧室下触头之间的线路上设置有电流互感器，其中，电流互感器的输出端与锁相放大器的测量输入通道相连接，磁控放电设备与真空灭弧室相连接。
[0011]电流互感器为穿心式电流互感器。
[0012]本专利技术所述的真空度在线监测方法包括以下步骤：
[0013]启动高压电源加高压至上触头及下触头，将通过高压电容及接地电容分压得到的同相位电压信号输入到锁相放大器的电压参考通道，将电流互感器所测到的电流信号输入到锁相放大器的测量输入通道，通过信号采集模块记录锁相放大器输出的与触头间的高电压信号同相位、与场致发射电流成比例的直流电压信号，建立信号采集模块采集到的直流电压信号与真空灭弧室真空度之间的对应关系，在监测时，根据信号采集模块采集到的直流电压信号获取真空灭弧室的真空度。
[0014]还包括：将真空灭弧室上触头与下触头之间保持预设间距，利用磁控放电设备通过磁控放电方法测量标定真空灭弧室的真空度。
[0015]本专利技术具有以下有益效果：
[0016]本专利技术所述的真空度在线监测装置及方法在具体操作时，采用锁相放大检测方法，稳定实现从远大于待测信号的噪声电压中检出有用信号，具体的，以微电流信号作为锁相放大器的待测信号，以真空灭弧室两端的电压信号作为参考信号，将所述微电流信号以及电压信号分别输入到锁相放大器的测量输入通道及电压参考通道，使得锁相放大器的输出通道得到与输入信号振幅成比例，且与参考电压同频的直流电压信号，并以此进行真空灭弧室的真空度测量，以实现气体压力小于0.1Pa时的真空度测量。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的结构示意图。
[0018]其中，1为高压电源、2为真空灭弧室、3为磁控放电设备、4为电流互感器、5为电压参考通道、6为测量输入通道、7为信号采集模块、8为锁相放大器、C1为高压电容、C2为接地电容。
具体实施方式
[0019]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本专利技术公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本专利技术公开的概念。基于
本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0020]在附图中示出了根据本专利技术公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0021]参考图1，本专利技术所述的真空度在线监测装置包括高压电源1、真空灭弧室2、磁控放电设备3、电流互感器4、信号采集模块7、锁相放本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种真空度在线监测装置，其特征在于，包括高压电源(1)、真空灭弧室(2)、磁控放电设备(3)、电流互感器(4)、信号采集模块(7)、锁相放大器(8)、高压电容(C1)及接地电容(C2)；高压电源(1)的高压端与真空灭弧室(2)中的上触头及高压电容(C1)的一端相连接，高压电源(1)的接地端与真空灭弧室(2)下触头及接地电容(C2)的一端相连接，接地电容(C2)的另一端及高压电容(C1)的另一端与锁相放大器(8)的电压参考通道(4)相连接，锁相放大器(8)的输出端与信号采集模块(7)相连接，高压电源(1)的接地端与真空灭弧室(2)下触头之间的线路上设置有电流互感器(4)，其中，电流互感器(4)的输出端与锁相放大器(8)的测量输入通道(6)相连接，磁控放电设备与真空灭弧室(2)相连接。2.根据权利要求1所述的真空度在线监测装置，其特征在于，电流互感器(4)为穿心式电流互感器...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟小社，王建华，耿英三，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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