短间隙磁控放电离子电流特性及影响因素研究.PDF

第３４卷 第８期 电工 电能新 技 术 Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．８ ２０１５年８月 Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｕｇ． ２０１５ 短间隙磁控放电离子电流特性及影响因素研究 １ ２ ２ 胡上茂 ，姚学玲 ， 陈景亮 （１． 南方电网科学研究院高电压技术研究所，广东广州５１００８０； ２． 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，陕西 西安７１００４９） 摘要：传统Ｐｅｎｎｉｎｇ磁控放电理论测量真空间隙要求真空间距大于１０ｍｍ，无法测量现有短间距１ ～７ｍｍ触发真空开关内部真空度。 因此，本文实验研究了在短间隙１～７ｍｍ 条件下，磁控管放电 －４ －１ 离子电流特性及其影响因素。 实验结果表明，Ｐｅｎｎｉｎｇ磁控放电下随着气压由１０ Ｐａ 向１０ Ｐａ增 加时，离子电流波形由三角波逐渐向方波转变，并非呈一方波不变。 在电场和磁场满足Ｐｅｎｎｉｎｇ磁 控放电着火条件下，离子电流峰值只受电场影响，与磁场无关；离子电流脉冲宽度只受磁场的影响， 与电场无关。 离子电流峰值与电荷随气压的变化呈幂函数变化。 关键词：真空；气压； 离子电流；磁控放电；触发真空开关 中图分类号：ＴＮ１０７　 　 　 　 　 文献标识码：Ａ　 　 　 文章编号：１００３⁃３０７６（２０１５）０８⁃００４４⁃０７ 所示。 １　 引言 触发真空开关（Ｔｒｉｇｇｅｒｅｄ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｗｉｔｃｈ，ＴＶＳ） 的研究始于２０世纪６０ 年代，在 １９６６ 年美国ＧＥ公 图１　 Ｐｅｎｎｉｎｇ磁控放电法测量示意图 司的Ｌａｆｆｅｒｔｙ Ｊ Ｍ发表了对涂覆氢化物触发介质的 Ｆｉｇ．１　 Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｏｆ Ｐｅｎｎｉｎｇ ｍａｇｎｅｔｒｏｎ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ［１］ ＴＶＳ 的研究成果 。 随后国内外学者对 ＴＶＳ 进行 ［２⁃６］ ［７，８］ Ｐｅｎｎｉｎｇ磁控放电施加的电压和磁场都存在一 大量研究 ，使得ＴＶＳ进入实质性应用阶段 。 ＴＶＳ 的成功应用得益于现代真空封接技术，但无论 最小值，即电场与磁场的着火条件，如式（１）和式 是何种优良的真空封接技术，都难以保证ＴＶＳ封接 （２）所示。 电场与磁场的着火条件与ＴＶＳ真空间距 －３ ｄ和触头半径Ｒ 密切相关。 Ｐｅｎｎｉｎｇ磁控放电形成 后内部气压长期保持在 １０ Ｐａ数量级以下。 随着 ｓ ＴＶＳ储存时间的延长会使其内部真空度下降。 因 稳态离子电流与气压的关系为幂函数关系。 此，精确可靠的测量密封ＴＶＳ 内部真空度对ＴＶＳ 的 电场的着火条件为： １／ ２ １／ ２ 应用具有非常重要的意义。 （２ｍ