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开关的断口距离为什么不同?

2017-02-15 20:32分类:电工基础知识 阅读:

 

对于低气压、小间隙情况下的气体放电规律可用帕邢定律来分析,帕邢定律可以表述为:当气体成分及电极材料一定时,击穿电压U (kV)是气体压力P(Torr)与两电极间距离d(cm)乘积的函数,即    U=f( Pd)
由帕邢定律的实验曲线得出,当Pd的乘积很小和很大时,击穿电压都很高,即呈现出U形实验曲线。帕邢定律的实验曲线略呈U形,是因为气体击穿电压的高低,主要取决于电子的平均自由行程和碰撞游离次数这两者因素谁为主。这两者因素对气体放电的影响是相反的,具体分析如下。
(1)设d为定值,当P很小时,由于气体稀薄,电子与气体粒子的碰撞机会太少,因而由碰撞产生的新电子的数目也太少,所以难以击穿,即Pd值很小时,击穿电压U要很高才行。
当P很大时,高压力下电子的平均自由行程太短,因而电子积聚的动能太小,不足以使中性原子产生碰撞游离,也难以击穿,即Pd值很大时,击穿电压U亦要很高才行。
(2)设P为定值,当d很大时,因为要达到足够的击穿场强E气隙才会击穿,对于E=U/d,若E不变,则d增大时,显然U亦要增高,即Pd值很大时,击穿电压U,也很高。
当d很小时,因为距离太短,则两极问的碰撞次数太少,所以也必须增加电子的能量使碰撞游离的机会增加,才能产生足够的游离使气体击穿,故击穿电压也要增加,即Pd值很小时,击穿电压U要很高。对于真空断路器,气压P接近于零,利用帕邢定律的U形实验曲线Pd乘积很小时击穿电压也很高的原理,真空断路器断口的间距d可以很小。
对于压缩空气断路器,因为间隙的气压P很大,往往为几个大气压,利用帕邢定律的U形实验曲线Pd乘积很大时击穿电压也很高的原理,要使击穿电压提高,压缩空气断路器的断口问距应较大。但断口间距d过大会使整个断路器体积增大,因采用强气流灭弧,可使其间距适当减小。
对于隔离开关,正常处于空气中,即断口的气压P为l大气压,要使击穿电压提高,也是利用帕邢定律的U形实验曲线Pd乘积大时击穿电压高的原理,断口间距较大。所以同样电压等级的隔离开关的断口间距d应比压缩空气断路器的断口间距d大很多,而真空断路器断口间距最小。

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