真空室的製作方法

2023-08-09 00:21:11

本實用新型涉及真空技術領域，具體涉及一種真空室。

背景技術：

真空斷路器由於在真空狀態下的優良絕緣性能，在切斷中高壓電源後能夠迅速熄滅電弧並抑制電流的擴大，真空度越高越能保證真空斷路器開端電流的能力。

隨著真空斷路器工作時間的增長，由於觸頭開合以及密封不嚴等問題引起真空度改變，使真空斷路器的工作性能降低，嚴重時不能開斷正常工作或故障電流。因此真空度的檢測尤為重要。

目前測量真空斷路器真空度的方法很多，包括旋轉式電場探頭的屏蔽罩電位法、光電變換法、耦合電容法、冷陰極磁控放電法、弧後發射電流法等。其中，耦合電容法是在真空室外設置屏蔽盒，通過監測屏蔽罩電位進而獲得真空室內真空度，具有成本低、實現簡單等優點。但在實際應用中，屏蔽罩電位會受到電網電壓波動及環境溫度變化等影響，導致所監測的真空度準確度低、可靠性差，僅能測量10pa數量級的真空度，無法滿足對真空室的真空度高精度在線監測的要求。光電變換法用光學元件Pockels作為探頭，把與真空度對應電場的變化轉換成光通量的變化，再經光纖傳到低電場或檢測系統中檢測。但是探頭長期運行的可靠性無法保證，而且存在溫差幹擾，所以此種方法並不能保證測量結果的準確性。

弧後電流發射法的真空度測量精度較高、測量範圍大，但是，弧後發射電流法需要利用幾百安的真空電弧清除觸頭表面原有的吸附層，獲取吸附量為零的清潔表面，故這種測量方法很難實用化。另外，需要在不施加磁場的情況下，強行將滅弧室的動觸頭和靜觸頭拉開，可能對滅弧室的正常運行及壽命造成一定影響，而且不能實現在線檢測，即不能在真空開關合閘時進行真空度檢測。

還有，現有的真空度測試儀大多都是可攜式單機設備，需要手動操作來完成檢測過程，檢測效率低，不適用於大批量、高效率的檢測需求。

技術實現要素：

針對以上缺陷，本實用新型提供一種真空室，在對該真空室進行真空度檢測時，可以在真空開關合閘時進行真空度檢測，具有在線檢測的可行性。

本實用新型提供的一種真空室包括真空腔、設置在所述真空腔內部的動觸頭和靜觸頭、兩個平行的具有預設間隙的檢測電極，還包括電源模塊和檢測模塊；

所述的兩個檢測電極均設置在所述真空腔的內部；

所述電源模塊，設置在所述真空腔的外部，且與所述的兩個檢測電極連接，用於為所述的兩個檢測電極提供電壓且使間隙電壓持續增加，所述間隙電壓為所述預設間隙的電壓；

所述檢測模塊，設置在所述真空腔的外部，且與所述的兩個檢測電極連接，用於檢測所述預設間隙產生場致發射電流時的第一間隙電壓和所述預設間隙發生擊穿時的第二間隙電壓，並根據所述第一間隙電壓和所述第二間隙電壓確定所述真空腔的真空度。

可選的，所述檢測模塊具體用於計算所述第一間隙電壓和所述第二間隙電壓的比值，在預先確定的真空度-間隙電壓比值關係中查找與該比值相對應的真空度，該真空度即為所述真空腔內部的真空度。

可選的，所述的兩個檢測電極的間隙小於0.5mm。

可選的，所述的兩個檢測電極的材質為銅鉻合金。

可選的，所述電源模塊為工頻電壓源或直流脈衝電壓源。

可選的，該真空室還包括保護模塊，所述保護模塊設置在真空腔外部，且與兩個檢測電極連接，用於減小所述預設間隙擊穿時的電弧電流。

在對本實用新型提供的真空室進行真空度檢測時，利用電源模塊為真空腔內的兩檢測電極提供電壓，並利用檢測模塊檢測預設間隙產生場致發射電流的第一間隙電壓及預設間隙發生擊穿時的第二間隙電壓，然後利用檢測模塊根據這兩個間隙電壓確定真空腔內的真空度。而由於預設間隙是在兩個檢測電極之間形成的，間隙較小，與真空腔內的動觸頭和靜觸頭沒有關係，所需的第一間隙電壓和第二間隙電壓較小，因此可以在真空開關合閘時進行真空度的檢測，實現在線檢測。

附圖說明

通過參考附圖會更加清楚的理解本實用新型的特徵信息和優點，附圖是示意性的而不應理解為對本實用新型進行任何限制，在附圖中：

圖1示出了根據本實用新型真空室一實施例的結構示意圖；

附圖標記說明：

101-真空腔；102-屏蔽罩；103-靜觸頭；104-動觸頭；105-動導電桿；106-波紋管；107-靜導電桿；108-檢測電極；109-電源模塊；110-檢測模塊，111-保護模塊。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本實用新型的上述目的、特徵和優點，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本實用新型，但是，本實用新型還可以採用其他不同於在此描述的其他方式來實施，因此，本實用新型的保護範圍並不受下面公開的具體實施例的限制。

本實用新型一實施例提供一種真空室，如圖1所示，該真空室包括真空腔101、設置在所述真空腔101內部的動觸頭104和靜觸頭103、兩個平行的具有預設間隙的檢測電極108，還包括電源模塊109和檢測模塊110；

所述的兩個檢測電極108均設置在所述真空腔的內部；

所述電源模塊109，設置在所述真空腔101的外部，且與所述的兩個檢測電極108連接，用於為所述的兩個檢測電極108提供電壓且使間隙電壓持續增加，所述間隙電壓為所述預設間隙的電壓；

所述檢測模塊110，設置在所述真空腔101的外部，且與所述的兩個檢測電極108連接，用於檢測所述預設間隙產生場致發射電流時的第一間隙電壓和所述預設間隙發生擊穿時的第二間隙電壓，並根據所述第一間隙電壓和所述第二間隙電壓確定所述真空腔的真空度。

在對本實用新型提供的真空室進行真空度檢測時，利用電源模塊109為真空腔內的兩檢測電極108提供電壓，並利用檢測模塊110檢測預設間隙產生場致發射電流的第一間隙電壓及預設間隙發生擊穿時的第二間隙電壓，然後利用檢測模塊根據這兩個間隙電壓確定真空腔內的真空度。而由於預設間隙是在兩個檢測電極之間形成的，間隙較小，與真空腔內的動觸頭和靜觸頭沒有關係，所需的第一間隙電壓和第二間隙電壓較小，因此可以在真空開關合閘時進行真空度的檢測，實現在線檢測。而且，不需要強行將滅弧室的動觸頭和靜觸頭拉開，可以避免對滅弧室的正常運行及壽命造成影響。

進一步地，相對於現有技術中的耦合電容法，由於本實用新型的真空室在進行真空度檢測時無需在真空室外設置屏蔽盒，因此可以避免因屏蔽盒受電網電壓波動、環境溫度變化等因素對檢測造成的影響，提高了檢測的準確性。相對於現有技術中的光電變換法，由於在長期運行時檢測電極相對於探頭具有更高的可靠性，因此本實用新型提高了長期運行的可靠性，又由於溫差對兩檢測電極之間發生場致發射電流和發生擊穿的影響非常小，因此相對於該方法本實用新型的檢測準確度較高。另外，本實用新型提供的真空室可以實現真空度檢測的自動化，可以實現在線監測或離線測試，使得檢測效率提高，適用於大批量、高效率的檢測需求。

在具體實施時，檢測模塊110可以具體用於計算所述第一間隙電壓和所述第二間隙電壓的比值，在預先確定的真空度-間隙電壓比值關係中查找與該比值相對應的真空度，該真空度即為所述真空腔內部的真空度。

這裡，檢測模塊110通過對比查找的方法確定真空度，過程非常簡單。

在具體實施時，真空腔內兩個檢測電極108的間隙可小於0.5mm，這樣可以在較小的電壓下便會發生場致發射電流和擊穿。

在具體實施時，兩個檢測電極108的材質可以但不限於銅鉻合金。

在具體實施時，電源模塊109施加在檢測電極108上的電壓可以為工頻電壓源或直流脈衝電壓源，輸出幅值可調。

在具體實施時，在為所述真空腔內的兩個檢測電極提供電壓之前還包括：將所述設置在真空腔外部的保護模塊，與兩個檢測電極連接，用於減小所述預設間隙擊穿時的電弧電流，這樣可以縮短擊穿時間，從而保護檢測電極，延長使用壽命。

在具體實施時，如圖1所示，該真空腔中的靜觸頭103和動觸頭104平行設置，該真空室還可包括設置在所述真空腔內的靜導電桿107和動導電桿105，其中：

所述靜導電桿107與所述靜觸頭103連接，所述動導電桿105與所述動觸頭104連接，且所述靜導電桿107和所述動導電桿105均伸出所述真空腔101。

真空腔內部的動導電桿105上可以套設有波紋管106，所述波紋管106用於對所述動導電桿和所述真空腔內壁之間密封。

該真空室還可包括設置在所述真空腔內圍設所述靜觸頭和所述動觸頭的屏蔽罩102。

不難理解的是，本實施例是以圖1中的真空室為例對本實用新型進行說明，當然，在實際應用時，本實用新型提供的真空腔內不一定具有圖1中所示出的靜導電桿107、動導電桿105、屏蔽罩102、波紋管106等部件。

應當理解的是，儘管本實用新型中採用檢測模塊進行真空度的計算，但是本實用新型的改進之處並不在於檢測模塊的計算過程，實質上計算過程非常簡單，僅為一個檢測和查找的過程，在實際應用時是完全可以採用現有技術中存在的硬體模塊實現的，因此本實用新型並不涉及軟體的改進。

在本實用新型中，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。術語「多個」指兩個或兩個以上，除非另有明確的限定。

雖然結合附圖描述了本實用新型的實施方式，但是本領域技術人員可以在不脫離本實用新型的精神和範圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權利要求所限定的範圍之內。