2.4 真空滅弧室長(zhǎng)真空間隙的工頻絕緣特性

2.4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)獲得的6～60mm觸頭間隙范圍內(nèi)工頻擊穿電壓與觸頭開(kāi)距關(guān)系的結(jié)果如圖2-2所示，使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按照式（2-2）進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合獲得A和B的數(shù)值，工頻擊穿電壓UB與觸頭間隙距離d關(guān)系為

UB=89d0.25 （2-4）

圖2-2 模型滅弧室工頻擊穿電壓與觸頭間隙距離之間的關(guān)系

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，長(zhǎng)真空間隙下工頻擊穿電壓隨間隙距離增大存在明顯的“飽和”現(xiàn)象。下面將分析擊穿發(fā)生時(shí)觸頭表面的電場(chǎng)強(qiáng)度。對(duì)圖2-3所示滅弧室結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值分析，獲得擊穿發(fā)生時(shí)電極表面的最大電場(chǎng)強(qiáng)度。具體采用Maxwell2D有限元分析軟件按照一比一的比例建立二維模型，其中考慮了主屏蔽筒、端部屏蔽筒等對(duì)真空滅弧室在不同觸頭間隙距離下的電場(chǎng)分布的影響。仿真過(guò)程中在靜觸頭上施加高電位，動(dòng)觸頭上施加地電位，屏蔽罩設(shè)為懸浮電位。計(jì)算場(chǎng)域?yàn)殛P(guān)心區(qū)域的6～8倍。采用自適應(yīng)網(wǎng)格剖分，計(jì)算誤差小于1%。

假設(shè)在工頻電壓下?lián)舸┌l(fā)生在觸頭表面電場(chǎng)最強(qiáng)的地方，則定義觸頭表面上最大電場(chǎng)強(qiáng)度為工頻擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度EB。代入實(shí)驗(yàn)獲得的實(shí)際擊穿電壓，得到不同觸頭間隙距離下的工頻擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度EB曲線如圖2-4所示。真空滅弧室的工頻擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度隨著觸頭間距的變化發(fā)生明顯變化，而不是某一固定閾值。

圖2-3 126kV高電壓等級(jí)真空滅弧室的二維模型

圖2-4 模型真空滅弧室不同觸頭間隙距離下的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度