真空斷路器處于合閘位置時(shí),其對地絕緣由支持絕緣子承受,一旦真空斷路器所連接的線(xiàn)路發(fā)生永久接地故障,斷路器動(dòng)作跳閘后,接地故障點(diǎn)又未被清除,則有電母線(xiàn)的對地絕緣亦要由該斷路器斷口的真空間隙承受;各種故障開(kāi)斷時(shí),斷口一對觸子間的真空絕緣間隙要耐受各種恢復電壓的作用而不發(fā)生擊穿。因此,真空間隙的絕緣特性成為提高滅弧室斷口電壓,使單斷口真空斷路器向高電壓等級發(fā)展的主要研究課題。
真空度的表示方式
絕對壓力低于一個(gè)大氣壓的氣體稀薄的空間,稱(chēng)為真空空間,真空度越高即空間內氣體壓強越低。真空度的單位有三種表示方式:托(即1個(gè)mm水銀柱高),毫巴(103bar)或帕(帕斯卡:Pa)。(1托=131。6Pa,1毫巴=100Pa)我們通常所說(shuō)真空滅弧室內部的真空度要達10-4托是指滅弧室內的氣體壓強僅為"萬(wàn)分之一mm水銀柱高",亦即是1。31x10-2Pa。
"派森定理"亦有譯為"巴申定律",是指間隙電壓耐受強度與氣體壓力之間的關(guān)系。圖1表示派森定理的關(guān)系曲線(xiàn)呈"V"字形,即充氣壓力的增加或降低,都能提高極間間隙絕緣強度。其擊穿機理至今還不清楚,因為真空滅弧室內部真空度高于10-4托,這樣稀薄空氣的空間,氣體分子的自由行程為103mm,在真空滅弧室這么大小的容積內,發(fā)生碰撞的機率幾乎是零。因此不會(huì )發(fā)生碰撞游離而使真空間隙擊穿。派森定理的"V"形曲線(xiàn)是實(shí)驗得出的,條件是在均勻電場(chǎng)的情況下,其間隙擊穿電壓Uj可表示為:
Uj=KLa
L------間隙距離;
a------間隙系數(間隙<5mm時(shí)a=1,>5mm時(shí),a=0。5)
由派森定理的"V"形關(guān)系曲線(xiàn)中看出,當真空度達103托時(shí)出現拐點(diǎn),拐點(diǎn)四周曲線(xiàn)變得平坦,擊穿電壓幾乎無(wú)變化。
當真空度和間隙距離相同時(shí),其擊穿電壓則隨觸頭電極材料發(fā)生變化,電極材料機械強度高,熔點(diǎn)高時(shí),真空間隙的擊穿電壓亦隨之提高。