真空開(kāi)關(guān)管從生產(chǎn)到維護期間,都是需要重視真空度的,隨著(zhù)開(kāi)關(guān)管的使用時(shí)間延長(cháng),真空度會(huì )越來(lái)越低,定期的做好真空度的檢測就尤為重要,不過(guò)在進(jìn)行真空度檢測的時(shí)候,這幾個(gè)影響結果準確性的因素要引起重視。...
影響真空絕緣水平的主要因素真空絕緣是一個(gè)十分復雜的物理過(guò)程,其機理到目前為止仍沒(méi)有明確的結論。從實(shí)際應用情況來(lái)看,主要有以下幾個(gè)方面:
1、電極的幾何形狀
電極的幾何形狀對電場(chǎng)的分布有很大的影響,往往由于幾何形狀不夠恰當,引起電場(chǎng)在局部過(guò)于集中而導致?lián)舸?,這一點(diǎn)在高電壓的真空產(chǎn)品中尤其突出。電極邊緣的曲率半徑大小是重要因素。一般來(lái)說(shuō),曲率半徑大的電極承受擊穿電壓的能力比曲率半徑小的大。此外,擊穿電壓還和電極面積的大小成反比,即隨著(zhù)電極面積的增大而有所降低。面積增大導致耐壓降低的原因主要是放電概率增加。
2、間隙距離
真空的擊穿電壓與間隙距離有著(zhù)比較明確的關(guān)系。試驗表明,當間隙距離較小時(shí)(≤5mm),擊穿電壓隨著(zhù)間隙距離的增加而線(xiàn)性增長(cháng),但隨著(zhù)間隙距離的進(jìn)一步增加,擊穿電壓的增長(cháng)減緩,即真空間隙發(fā)生擊穿的電場(chǎng)強度隨著(zhù)間隙距離的增加而減小。當間隙達到一定的長(cháng)度后(≥20mm),單靠增加間隙距離提高耐壓水平已經(jīng)十分困難,這時(shí)采用多斷口反而比單斷口有利。一般認為短間隙下的電擊穿主要是場(chǎng)致發(fā)射引起的,而長(cháng)間隙下的的電擊穿則主要是微粒效應所致。
3、電極材料
真空開(kāi)關(guān)工作在10-2Pa以上的高真空,由于此時(shí)氣體分子十分稀少,氣體分子的碰撞游離對擊穿已經(jīng)不起作用,因此擊穿電壓表現出和電極材料有較強的相關(guān)性。
真空間隙的擊穿電壓隨著(zhù)電極材料的不同而不同,研究者發(fā)現擊穿電壓和材料的硬度與機械強度有關(guān)。一般來(lái)說(shuō),硬度和機械強度較高的材料,往往有較高的絕緣強度。比如,鋼電極在淬火后硬度提高,其擊穿電壓較淬火前可提高80%。
此外,擊穿電壓還和陰極材料的物理常數如熔點(diǎn)、比熱和密度等正相關(guān),即熔點(diǎn)較高的材料其擊穿電壓也較高。對比熱和密度而言亦然。這一問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是在相同熱能的作用下,材料發(fā)生熔化的概率越大,則擊穿電壓越低。
4、真空度
圖一顯示了間隙擊穿電壓和氣體壓強之間的關(guān)系。由圖可以看到真空度高于10-2Pa(10-4托)時(shí),擊穿電壓基本上不再隨著(zhù)氣體壓力的下降而增大,因為氣體分子碰撞游離現象已不再起作用。當氣體壓力從l0-2Pa逐步升高時(shí)(真空度下降),擊穿強度逐漸下降,而在接近1托(102Pa左右)最低,以后又隨氣壓的增高而增高。從曲線(xiàn)上可以看出真空度高于10-2Pa時(shí)其耐壓強度基本上保持不變。這就表明,真空滅弧室的真空度在10-2Pa以上時(shí)完全能夠滿(mǎn)足正常的使用需求。
5、電極的表面狀況
電極的表面狀況對真空間隙的擊穿電壓影響較大。電極表面的氧化物、雜質(zhì)和金屬微粒都會(huì )使真空間隙的擊穿電壓明顯下降。
此外,無(wú)論真空滅弧室的電極表面在制造中加工得如何,大電流開(kāi)斷均會(huì )使電極表面變得凸凹不平,這也將使得擊穿電壓降低。
6、老煉效應
電極老煉有電壓老煉和電流老煉兩種。
一個(gè)新的真空間隙進(jìn)行試驗時(shí),最初幾次的擊穿電壓往往較低。隨著(zhù)試驗次數的增加擊穿電壓也逐漸增大,最后會(huì )穩定在某一數值上。這種擊穿電壓隨擊穿次數增大的現象就是電壓老煉的作用。
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