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1、真空滅弧室結(jié)構(gòu)及原理◆電弧◆真空和真空度◆真空電弧◆交流真空電弧◆真空擊穿◆滅弧原理◆真空滅弧室的壽命1、電弧???電弧或弧光放電是氣體放電的一種形式。氣體放電在性質(zhì)上和外觀上是各種各樣的。在正常狀態(tài)下，氣體有良好的電氣絕緣性能。但當(dāng)在氣體間隙的兩端加上足夠大的電場時(shí)，就可以引起電流通過氣體。這種現(xiàn)象稱為放電。放電現(xiàn)象與氣體的種類和壓力、電極的材料和幾何形狀、兩極間的距離以及加在間隙兩端的電壓等因素有關(guān)。例如在正常狀態(tài)下，給氣體間隙兩端的電極加壓到一定程度時(shí)，普通空氣中電子在電場作用下高速運(yùn)動(dòng)，與氣體分子碰撞后產(chǎn)生較多的電子和離子，新生的電子和離子又同中性原子碰撞，產(chǎn)生更多的電子和離子，
2、這時(shí)，氣體開始發(fā)光，兩電極變?yōu)闊霟?，電流迅速增大。這種性質(zhì)上的轉(zhuǎn)變稱為氣體間隙的擊穿，其所需的電壓稱為擊穿電壓。這時(shí)，由于電場的支持，放電并不停止，故稱為自持放電。電弧則是氣體自持放電的一種形式。電弧具有電流密度大和陰極電位降低的特點(diǎn)。?2、真空和真空度???低于1個(gè)大氣壓的氣體狀態(tài)，都稱為真空。描述真空程度的量叫真空度，用該氣體的壓力大小來表示。l大氣壓=760×133.332Pa＝1.013×105Pa（帕斯卡）或0.1013MPa???真空技術(shù)中將廣闊的真空度范圍劃分為粗、低、高、超高、極高等區(qū)域。其中高真空區(qū)域的氣體壓力為10-1～10-6Pa，這一區(qū)域的后半段，即1.33×10
3、-3～1.3310×10-6就是真空滅弧室通常采用的真空度范圍。???在高真空區(qū)域中，單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)目大大減少了，氣體分子之間碰撞的幾率大大減少，氣體分子之間的平均距離大大增加。???真空度的高低對(duì)滅孤能力有影響。實(shí)驗(yàn)表明：滅孤室真空度在10-3Pa數(shù)量級(jí)時(shí)就能夠可靠地滅弧。真空滅弧定制造廠在產(chǎn)品出廠時(shí)，提高了滅孤室的真空度，達(dá)到10-5～10-6Pa，待經(jīng)過20年的使用或貯存期，或多或少產(chǎn)生外部滲氣等現(xiàn)象使其真空度下降到10-3Pa范圍，仍能保證它的滅孤能力。3、真空電弧???在真空環(huán)境中，氣體非常稀薄，殘存氣體的電離可忽略不記。一對(duì)帶電觸頭在這種高真空環(huán)境中的分離，便會(huì)產(chǎn)生真
4、空電弧。真空電弧是這樣產(chǎn)生的：當(dāng)觸頭行將分離前，觸頭上原先施加的接觸壓力開始減弱，動(dòng)靜觸頭間的接觸電阻開始增大，由于負(fù)荷電流的作用，發(fā)熱量增加。在觸頭剛要分離瞬間，動(dòng)靜觸頭之間僅靠幾個(gè)尖峰聯(lián)系著，此時(shí)負(fù)荷電流將密集收縮到這幾個(gè)尖峰橋上，接觸電阻急劇增大，同時(shí)電流密度又劇增，導(dǎo)致發(fā)熱溫度迅速提高，致令觸頭表面金屬產(chǎn)生蒸發(fā)，同時(shí)微小的觸頭距離下也會(huì)形成極高的電場強(qiáng)度，造成強(qiáng)烈的場致發(fā)射，間隙擊穿，繼而形成真空電弧。真空電弧一旦形成，就會(huì)出現(xiàn)電流密度在104A/cm2以上的陰極斑點(diǎn)，使陰極表面局部區(qū)域的金屬不斷熔化和蒸發(fā)，以維持真空電弧。在電弧熄滅后，電極之間與電極周圍的金屬蒸氣密度不斷下降直
5、到零，仍然恢復(fù)高真空狀態(tài)。3.1真空中電弧的形式：???10真空中的電弧有兩種形式，擴(kuò)散形電弧和收縮形電弧。3.1.1擴(kuò)散型真空電弧：當(dāng)真空電弧電流不大時(shí)，陰極斑點(diǎn)將不停地運(yùn)動(dòng)，通常是由電極中心向邊緣運(yùn)動(dòng)。當(dāng)陰極斑點(diǎn)到達(dá)邊緣，等離子錐便彎曲，接著陰極斑點(diǎn)就突然熄滅，在電極中心又會(huì)繼續(xù)不斷地產(chǎn)生新的陰極斑點(diǎn)。如果電流保持不變，陰極表面存在的陰極斑點(diǎn)數(shù)基本上維持不變。當(dāng)電弧電流增大或減小時(shí)，陰極斑點(diǎn)也隨之增加或減少。這種存在許多陰極斑點(diǎn)的真空電弧，隨著陰極斑點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)不斷地向四周擴(kuò)散，所以叫擴(kuò)散型真空電弧。3.1.2收縮型真空電弧若用銅作電極，當(dāng)電弧電流增加超過10000A時(shí)，電弧的外形將突然
6、發(fā)生變化，陰極斑點(diǎn)不再向四周作擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，而是相互吸引，結(jié)果所有的陰極斑點(diǎn)都聚集成一個(gè)斑點(diǎn)團(tuán)，陰極斑點(diǎn)團(tuán)的直徑可達(dá)1~2CM。此時(shí)陽極上出現(xiàn)了陽極斑點(diǎn)，陰極表面和陽極表面均有強(qiáng)烈的光柱，陰極光柱與陽極光柱自由地向電極的四周擴(kuò)散成為數(shù)條連續(xù)的閃光，有時(shí)偶爾也與電極平行。真空電弧一旦聚集，陰極斑點(diǎn)與陽極斑點(diǎn)便不在移動(dòng)或以很緩慢的速度運(yùn)動(dòng)，陽極和陰極表面被局部強(qiáng)烈加熱，導(dǎo)致嚴(yán)重熔化，這種真空電弧叫做收縮型真空電弧。任何一種真空電弧對(duì)真空滅弧室的滅弧及其電氣壽命均有重大不良影響。4、交流真空電弧上面介紹的擴(kuò)散型電弧、收縮型電弧等，都是在直流情況下討論的。但在交流電路中,上述的概念仍然適用。交流電流
7、方向雖在交變，但每一個(gè)瞬時(shí)，或在很小一段時(shí)間內(nèi)，電流仍是單向的，仍是直流，只不過其瞬時(shí)值不斷在改變罷了。當(dāng)運(yùn)用于交流時(shí)，請(qǐng)記住下列動(dòng)態(tài)變化：5、10真空擊穿真空擊穿是一個(gè)綜合的復(fù)雜的物理過程，主要因素有：真空度，電極材料，電極距離，壓力的影響，老練作用，開斷電流的大小，操作條件的影響等。真空間隙的電擊穿有兩方面因素：一是場發(fā)射，一是微粒撞擊。對(duì)于小間隙場致發(fā)射作用較大，大間隙中微粒撞擊可能性較多。1).場致發(fā)射--經(jīng)過機(jī)械磨光和洗凈
