真空斷路器具有開斷能力強(qiáng)，可靠性高，無爆炸危害，體積小，重量輕，壽命長，而且使用方便，對(duì)環(huán)境無污染，維護(hù)簡單等一系列優(yōu)點(diǎn)。受到廣大用戶的普遍歡迎，得到了廣泛的應(yīng)用。為電力系統(tǒng)的滿發(fā)多供、安全可靠、穩(wěn)定運(yùn)行起到了重要作用。真空斷路器是近年來普及的新產(chǎn)品，它的安裝調(diào)試基本上是廠家協(xié)助進(jìn)行的，僅靠廠家安裝人員指導(dǎo)，或通過產(chǎn)品安裝使用說明書的學(xué)習(xí)，對(duì)電力行業(yè)職工進(jìn)行這項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用掌握，遠(yuǎn)不能滿足崗位的需要，給安裝、檢修、運(yùn)行維護(hù)和試驗(yàn)人員實(shí)際工作帶來一些困難。
一)場致發(fā)射引起電擊穿
隨著溫度和表面電場強(qiáng)度的增加，發(fā)射電子電流密度也增大。當(dāng)電子流達(dá)到一定的臨界值，如1012A/m2，真空間隙就擊穿了。如果只考慮電場的作用，要產(chǎn)生比較顯著的場致發(fā)射電流，電場強(qiáng)度E必須在109V/m以上。實(shí)際結(jié)構(gòu)計(jì)算表明E值要低得多。例如1cm的間隙試驗(yàn)擊穿電壓約為100kV，這時(shí)E·107V/cm，兩者相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上，這個(gè)差別的原因主要是：
即便經(jīng)過磨光和洗凈的電極表面，從微觀上看仍呈現(xiàn)凸凹不平，其中存在著許多10-6m級(jí)的尖峰突起物。因此這些尖峰突起處電場將局部增強(qiáng)，以電場局部增強(qiáng)系數(shù)β(最大局部電場強(qiáng)度/平均電場強(qiáng)度)表示微觀不平整對(duì)電場的影響。試驗(yàn)及計(jì)算都證實(shí)，實(shí)際加工電極表面，盧值可達(dá)10～100。如果考慮滅弧室觸頭實(shí)際工作情形，這種影響更是不可忽視。電極材料表面雜質(zhì)、氧化膜的存在不可避免，導(dǎo)致了電極表面逸出功的降低，場致發(fā)射更容易發(fā)生。
(二)微粒引起電擊穿
從微觀觀察，經(jīng)過研磨和清理處理的電極表面仍遺留著一些金屬微粒，電極經(jīng)燃弧后留下了微小的金屬顆粒或在強(qiáng)電場作用下從電極表面尖峰拉出金屬須。這引進(jìn)塊狀物統(tǒng)稱為“微粒”。這些微粒在電場作用下攜帶電荷離開電極，加速運(yùn)動(dòng)撞擊到對(duì)方電極點(diǎn)上，由動(dòng)能轉(zhuǎn)變成熱能，引起局部加熱、氣化、釋放大量蒸氣，以致真空間隙的擊穿。
電極表面尖峰突起物場致發(fā)射的電子流盡管不大，但是因?yàn)榧夥宓慕孛娣e極小，電流密度卻很大。當(dāng)場致發(fā)射電流流過尖峰時(shí)，會(huì)使電極局部發(fā)熱。這不僅使電子發(fā)射增強(qiáng)，而且可能產(chǎn)生電極局部蒸發(fā)、熔化，釋放出大量的蒸氣。產(chǎn)生的金屬蒸氣原子與電極表面發(fā)射電子的碰撞，造成游離，出現(xiàn)與氣體間隙相似的擊穿過程。 |
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