真空灭弧室高电压化的绝缘技术

1、绝缘技术需要解决的问题

为一个真空灭弧室的结构图，真空灭弧室需要解决的绝缘性能的部位都标于图中，包括触头间绝缘、导电杆和屏蔽罩间绝缘、沿面绝缘和外部绝缘等。触头间绝缘击穿性能大大影响真空断路器的开断电流性能，屏蔽罩和导电杆间绝缘性能在设计真空灭弧室时与外形尺寸关系很大，灭弧室内外沿面绝缘会受电场分布是否均匀的影响，因此电场的均匀化设计非常重要。上海真空接触器提示

2、间隙绝缘的面积效应

真空间隙的击穿电压随电极形状的不同而大不同，这是因为电极形状造成电场分布及绝缘击穿开始时有效的电极面积各不相同的缘故。当电极面积增加时，就会因电极表面的微小突起及吸附气体（氧化物）等诱发绝缘击穿的电极表面的弱点数目增加，因此电极面积增加时，击穿电压降低。

对于各种间隙，击穿通常发生在大于90[%]场强的区域，这个区域被称为导致击穿的有效面积Seff，真空间隙的绝缘击穿电场强度Eb和绝缘击穿时的Seff存在密切关系[2]，即面积效应：随着Seff的增大，Eb降低。为了提高间隙的击穿电压，当间隙长度一定时，加大触头曲率，Seff增加，有时会产生相反的结果；而当电场强度相同时，若选择Seff较小的触头形状，可使耐压值提高。

真空灭弧室设计时要考虑电场分布及其有效面积后，再进行绝缘设计。

3、真空中沿面绝缘

在真空间隙的电极周围有绝缘件时，与无绝缘件时相比，击穿电压会下降，这是因为放电在绝缘件表面扩展，造成沿面绝缘击穿的缘故。绝缘件表面的沿面绝缘击穿的机理有以下两种假说

（1）二次电子雪崩说：许多绝缘件的二次电子放电比在很广的入射能量范围内大于1，因此电子对绝缘件表面每冲撞1次就会引起二次电子雪崩，在表面正电荷积累而使电场增高，因这种电子增殖而造成绝缘击穿。

（2）气体说：通过施加高电压，使绝缘件表面吸着的气体脱离，以及因绝缘件材质自身的气化造成局部气体密度上升，从而引发了绝缘击穿。上海真空接触器提示