固封極柱是將真空滅弧室及導電端子等零件用環氧樹脂固化連結成一體的集成式極柱,由于真空滅弧室被包封在環氧樹脂之中,幾乎不受外界污穢、潮氣等的不良影響,另外環氧樹脂不僅作為滅弧室的主絕緣,而且...
影響真空絕緣水平的主要因素真空絕緣是一個十分復雜的物理過程,其機理到目前為止仍沒有明確的結論。從實際應用情況來看,主要有以下幾個方面:
1、電極的幾何形狀
電極的幾何形狀對電場的分布有很大的影響,往往由于幾何形狀不夠恰當,引起電場在局部過于集中而導致擊穿,這一點在高電壓的真空產品中尤其突出。電極邊緣的曲率半徑大小是重要因素。一般來說,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比較明確的關系。試驗表明,當間隙距離較小時(≤5mm),擊穿電壓隨著間隙距離的增加而線性增長,但隨著間隙距離的進一步增加,擊穿電壓的增長減緩,即真空間隙發生擊穿的電場強度隨著間隙距離的增加而減小。當間隙達到一定的長度后(≥20mm),單靠增加間隙距離提高耐壓水平已經十分困難,這時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致發射引起的,而長間隙下的的電擊穿則主要是微粒效應所致。
3、電極材料
真空開關工作在10-2Pa以上的高真空,由于此時氣體分子十分稀少,氣體分子的碰撞游離對擊穿已經不起作用,因此擊穿電壓表現出和電極材料有較強的相關性。
真空間隙的擊穿電壓隨著電極材料的不同而不同,研究者發現擊穿電壓和材料的硬度與機械強度有關。一般來說,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、比熱和密度等正相關,即熔點較高的材料其擊穿電壓也較高。對比熱和密度而言亦然。這一問題的實質是在相同熱能的作用下,材料發生熔化的概率越大,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系。由圖可以看到真空度高于10-2Pa(10-4托)時,擊穿電壓基本上不再隨著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(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。從曲線上可以看出真空度高于10-2Pa時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以上時完全能夠滿足正常的使用需求。
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、雜質和金屬微粒都會使真空間隙的擊穿電壓明顯下降。
此外,無論真空滅弧室的電極表面在制造中加工得如何,大電流開斷均會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。
一個新的真空間隙進行試驗時,最初幾次的擊穿電壓往往較低。隨著試驗次數的增加擊穿電壓也逐漸增大,最后會穩定在某一數值上。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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