核心提示 新型碳化硅器件具有高电压、大电流、快速开关的特点，很适合在新型电力系统应用。国网智研院依托国家重点研发计划“战略性先进电子材料”重点专项潜心攻关，突破了碳化硅器件制造和碳化硅电力电子装备关键技术，相关成果有效助力雄安零碳交通能源互联网建设。
高比例电力电子装备是新型电力系统的主要特征之一。传统电力电子设备采用的硅器件历经60年开发，已达到理论性能极限，而新型碳化硅器件具有承载电压高、功率损耗低、本体耐高温等优势，是电力电子装备升级换代的关键核心技术。“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出，强化国家战略科技力量，瞄准人工智能、量子信息、集成电路等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目；在集成电路领域，加强碳化硅、氧化镓等宽禁带半导体材料发展。
碳化硅产业正处于高速发展时期。2012年起，国网智能电网研究院有限公司依托国家重点研发计划“战略性先进电子材料”重点专项，成立碳化硅功率器件攻关团队，潜心攻关碳化硅器件制造和碳化硅电力电子装备关键技术，突破了国产6.5千伏碳化硅金属-氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）芯片及模块封装核心技术，成功研制35千伏/5兆瓦全碳化硅电力电子变压器，并在国网河北省电力有限公司示范应用，服务雄安零碳交通能源互联网建设。
一、概述（ZKY-2000真空度测量仪服务快捷深受广大客户好评）
真空断路器是电力系统中普遍使用的高压电器，其核心部件是真空灭弧室，由于灭弧室是以真空条件作为工作基础的，所以它不象油开关，SF6开关那样容易检测其质量。传统上，真空断路器用户判断灭弧室真空度的方法是工频耐压法，这种方法只能粗略判断真空度严重化的灭弧室。
是真空灭弧室的真空度的鉴定设备，以单片计算机为主控单元，测试过程完全实现自动化。该仪器的采样设计一改以往采用电流峰值做标定的方法，而采用离子电荷来做标定。这样，有效地抑制了测试过程中瞬态电源的干扰，使测试稳定可靠。由于采用计算机为主控单元，该仪器能很方便地扣除由于环境因素产生的漏电电流。本仪器突出的特点是：实现了真空灭弧室的免拆卸测量，直接显示真空度值，使真空断路器用户详细掌握灭弧室的真空状态，为有计划地更换灭弧室提供了可靠的依据，为电网的运行提供了有力保障，克服了工频耐压法仅能判断灭弧室是否报废的缺陷。
测量精度高，操作简单，携带方便，抗干扰能力强，特别适用于供电单位现场测试，是真空断路器生产、安装、调试、维修的必备仪器之一。
二、测试原理（ZKY-2000真空度测量仪服务快捷深受广大客户好评）
将灭弧室的两触头拉开一定的开距，施加脉冲高压，与残余气体分子发生碰撞电离，所产生的离子电流与残余气体密度即真空度近似成比例关系。对于不同的真空管，在同等真空度条件下，离子电流的大小也不相同，当测知离子电流后，通过离子电流一真空度曲线，由计算机自动完成真空度的计算，并显示真空度值。
三、技术参数（ZKY-2000真空度测量仪服务快捷深受广大客户好评）
1.真空度测量范围： 9.999×10-1～1×10-5
2.离子电流测量范围： 9.999×10-1～1×10-7
3.测 量 误 差： ＜5%
4.测 量 分 辨 率： 10-5pa
5.允许环境温度： -20℃～50℃
6.空 气 湿 度： ≤80%RH
7.电 源： AC，220V，50Hz±10%
8.外 型 尺 寸： 420×290×210（mm）
9.高 压 输 出： 脉冲≤4kV15kHz
⒑重 量： 8kg
四、使用方法（ZKY-2000真空度测量仪服务快捷深受广大客户好评）
（1）本仪器分两种用途使用：
1、用于真空灭弧室生产线中灭弧室的质量控制，断路器生产厂家的灭弧室的入库检验。
2、用于检测安装于开关整机上的真空灭弧室的真空度。这类检测主要用于供电部门的例行检修及容量试验中对真空灭弧室承受能力的判定。
（2）连线：
使灭弧室触头至于分状态，将高压线和信号输入线分别接灭弧室的动端与静端。注意，高压线应悬空
注意：使用前仪器必须良好接地!检查连线正确后便可开机。
将仪器的电源开启后，显示屏显示菜单如下图：
（3）管型选择：
测量时，首先选择管型，仪器内已存入多种管型，具体参数见附录表格。
1、管型选择操作方式：
按[选择键]，使[◢◢]指向选择测试管型，按[确认键]，用［＋键］或［－键］调整管型参数，当显示器显示管型与所需测量的管型代号一致时便可，按[确认键]，返回主菜单。若说明书中没有给出要测量的管型时，可用尺寸相近，接线方式相同的管型代替。
2、测量
按[选择键]使[◢◢]至测试真空管“Pa”，按[确认键]仪器处于测量状态。并自动完成所有的测量、计算、显示等全过程。
3、打印：
若需打印测试数据，则按[确认键]返回主菜单，按[选择键]使[◢◢]至打印测试数据，再按[打印键]，即可打印出所有测量数据。
4、如果没有可代用的参数，则可按[选择键]使[◢◢]指向“A”，这样可直接给出电离电流，一般来说。电离电流（A）较真空度（Pa）小2个数量级。
五、硬件构造（ZKY-2000真空度测量仪服务快捷深受广大客户好评）
ZKY-2000的硬件大致分为四部分
1、CPU主控单元
该部分用于接收用户指令，控制显示器进行各种显示，产生高压单元所需的脉冲信号，及对磁控电流控制单元发出各种控制指令，负责整个测量过程的精准时序控制，该单元是整个系统的主体。
2、高压控制板
高压部分将控制部分送来的具有一定占空比的信号进行功率放大，驱动高压变压器，从而产生测量所需的高压。
3、按键与显示板
按键部分用于用户指令，操纵按键使仪器处于不同的工作状态。
显示部分用于显示系统的各种参数。
4、打印机
用于打印输出所测量的参数，打印结果如下所示：
TESTED BUIC-Ⅲ TESTED BYUC-Ⅲ
PRESSURE：3.260E-5Pa CURRENT：2.621E-6A
（真空度值） （漏电流值）
TUBE NO： （管编号） TUBE NO： （管编号）
TUBE TYPE：（管型） TUBE TYPE：（管型）
DATE： （日期） DATE： （日期）
TEST REPORT TEST REPORT
（检验记录） （检验记录）
“新型电力系统的发展离不开电力电子技术，功率器件是电力电子装置的核心。要实现原始更新，不受制于国外技术影响，就要突破碳化硅器件和应用的关键核心技术。”国网智研院电力电子所所长赵国亮介绍。
碳化硅具有更宽的禁带宽度、更高的导热率、更大的电子饱和漂移速度。禁带越宽，价带电子要进入导带成为自由电子所需的额外能量就越大，耐压水平就越高；更高的导热率可以实现更好的散热性能，通流能力更大；碳化硅的电子饱和漂移速度是硅的2倍，可以使开关速度更快。
具有高电压、大电流、快速开关特点的碳化硅器件十分适合用于新一代电力电子装备。国家重点研发计划“战略性先进电子材料”重点专项负责人杨霏说：“碳化硅器件理论上具有高结温、高电压、低损耗的特点，非常适合在电网应用。它的广泛应用将推动电网的电力电子化进程。”
目前，在全球碳化硅产业格局中，我国企业虽然在碳化硅衬底、外延和器件方面均有布局，但仍处于追赶阶段。为打破国际垄断，实现我国电力电子器件和装备的原始更新，在国家重点研发计划“战略性先进电子材料”重点专项支持下，国网智研院于2012年成立碳化硅功率器件攻关团队，自主攻关碳化硅芯片和封装两大核心关键技术。历经10年研究，相关技术达到国际同等水平并通过第三方检测。
高压模块多芯片并联封装对芯片提出了电压高、电流大、一致性好的更高要求。碳化硅功率器件攻关团队基于自主研制的低缺陷厚外延材料，提出了低表面电场强度的高压芯片终端结构，攻克了高质量栅氧、短沟道自对准技术等关键工艺，破解了设计和工艺兼容性差、导通电阻大、碎片率高等难题，在国内**掌握了6英寸碳化硅芯片全流程工艺。团队于国内**批量研制了具有高耐压、高通流能力的6.5千伏/25安碳化硅芯片。该芯片通过了高温栅偏、高温反偏等系列可靠性测试，芯片技术指标达到国际产品同等水平，部分关键指标优于国际同型器件。
高压大容量碳化硅器件封装则面临着并联封装的电磁热均衡难、高电场强度下的绝缘配合难、碳化硅封装的工艺尚处于空白状态的挑战。攻关团队攻克了高压绝缘设计、高导热性焊接、高可靠性绝缘灌封等核心技术，突破了高压、低寄生参数封装的技术瓶颈，更新提出了基于转移曲线距离系数的芯片聚类分组方法，解决了大电流封装面临的多芯片并联均流难题，研制了国际上同电压等级中电流*大的6.5千伏/400安碳化硅MOSFET模块。
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