真空斷路器處于合閘位置時,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路發(fā)生永久接地故障,斷路器動作跳閘后,接地故障點又未被清除,則有電母線的對地絕緣亦要由該斷路器斷口的真空間隙承受;各種故障開斷時,斷口一對觸子間的真空絕緣間隙要耐受各種恢復(fù)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
絕對壓力低于一個大氣壓的氣體稀薄的空間,稱為真空空間,真空度越高即空間內(nèi)氣體壓強(qiáng)越低。真空度的單位有三種表示方式:托(即1個mm水銀柱高),毫巴(103bar)或帕(帕斯卡:Pa)。(1托=131。6Pa,1毫巴=100Pa)我們通常所說真空滅弧室內(nèi)部的真空度要達(dá)10-4托是指滅弧室內(nèi)的氣體壓強(qiáng)僅為"萬分之一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(qiáng)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(qiáng)度。其擊穿機(jī)理至今還不清楚,因為真空滅弧室內(nèi)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(nèi),發(fā)生碰撞的機(jī)率幾乎是零。因此不會發(fā)生碰撞游離而使真空間隙擊穿。派森定理的"V"形曲線是實驗得出的,條件是在均勻電場的情況下,其間隙擊穿電壓Uj可表示為:
Uj=KLa
L------間隙距離;
a------間隙系數(shù)(間隙<5mm時a=1,>5mm時,a=0。5)
由派森定理的"V"形關(guān)系曲線中看出,當(dāng)真空度達(dá)103托時出現(xiàn)拐點,拐點四周曲線變得平坦,擊穿電壓幾乎無變化。
當(dāng)真空度和間隙距離相同時,其擊穿電壓則隨觸頭電極材料發(fā)生變化,電極材料機(jī)械強(qiáng)度高,熔點高時,真空間隙的擊穿電壓亦隨之提高。