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真空灭弧室内真空度对弧后发射及微放电电流的影响研究
  • 项目名称:真空灭弧室内真空度对弧后发射及微放电电流的影响研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:50377024
  • 申请代码:E070301
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2004-01-01-2006-12-31
  • 项目负责人:赵子玉
  • 负责人职称:副教授
  • 依托单位:上海交通大学
  • 批准年度:2003
中文摘要:

目前,定量测量真空开关灭弧室真空度较好的方法是在灭弧室外围加上磁场线圈的磁控放电法。此法只能用于灭弧室不拆卸测量线圈可进入的旧型号真空开关。新型真空开关,由于灭弧室被绝缘全封闭,磁场线圈无法靠近,磁控放电法就无能为力了,必须寻找新的方法。本研究中,提出了一种无需施加磁场的新方法,即首先利用几百安的真空电弧除去电极表面原有的分子吸附层,形成一清洁的表面。电弧熄灭后,随着时间的加长,气体分子又慢慢被吸附到电极表面上,形成新的吸附层,这些新的吸附层的存在会增大触头材料逸出功,导致弧后发射和微放电电流的衰减,此衰减与真空度有直接关系。若在电弧熄灭后的电极间施加工频电压,极间就会有容性、发射和微放电电流,在补偿掉容性电流后,余下的主要是发射和微放电电流,通过测量该发射和微放电电流随真空度的变化情况,再通过理论分析与计算,就可以知道灭弧室内的真空度。该方法真空度测量范围可达10的负5幂到10的负2幂帕

结论摘要:

灭弧室传统的真空度测试方法为磁控放电法及工频耐压法。磁控放电法需使用磁场线圈,对于紧凑型变电站,为了节省空间,通常在灭弧室上套装绝缘筒或采用环氧胶注,这样一来,磁场线圈无法靠近灭弧室,磁控放电法就无能为力了。而工频耐压法只能测出严重漏气的灭弧室。本项目提出了三种无需施加磁场的真空度测量新方法──微放电起始电压/发射电流起始电压法(Vd/Ve法)、发射电流起始场强法(Eip法)和发射电流衰减法。三种方法都是利用了触头表面气体吸附量对较小真空间隙的微放电和发射电流特性的影响来测量真空度。发射电流衰减法是利用35微安发射电流的衰减时间△t测量真空度。真空压强P越大,△t越小。Eip法是利用发射电流起始场强Eip的大小测量真空度,P越小,Eip越小。Vd/Ve法是利用微放电起始电压与发射电流起始电压的比值测量真空度,P越小,Vd/Ve越大。本课题在实验室测量了不同灭弧室管型Vd/Ve、Eip、△t与P的关系,实验表明,Vd/Ve法和Eip法的真空度测量范围比发射电流衰减法大,Vd/Ve法比Eip法较少受管型的影响,故三种方法中较好的是Vd/Ve法,其真空度测量范围为1帕到10的-4次方帕。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
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