实验数据分析：真空灭弧室的击穿电压与间隙距离的关系

实验获得的6～60mm触头间隙范围内工频击穿电压与触头开距关系的结果如图2-2所示，使用实验数据按照式（2-2）进行数据拟合获得A和B的数值，工频击穿电压U_B与触头间隙距离d关系为

U_B=89d^0.25 （2-4）

图2-2 模型灭弧室工频击穿电压与触头间隙距离之间的关系

从实验结果看，长真空间隙下工频击穿电压随间隙距离增大存在明显的“饱和”现象。下面将分析击穿发生时触头表面的电场强度。对图2-3所示灭弧室结构进行数值分析，获得击穿发生时电极表面的最大电场强度。具体采用Maxwell2D有限元分析软件按照一比一的比例建立二维模型，其中考虑了主屏蔽筒、端部屏蔽筒等对真空灭弧室在不同触头间隙距离下的电场分布的影响。仿真过程中在静触头上施加高电位，动触头上施加地电位，屏蔽罩设为悬浮电位。计算场域为关心区域的6～8倍。采用自适应网格剖分，计算误差小于1%。

假设在工频电压下击穿发生在触头表面电场最强的地方，则定义触头表面上最大电场强度为工频击穿电场强度E_B。代入实验获得的实际击穿电压，得到不同触头间隙距离下的工频击穿电场强度E_B曲线如图2-4所示。真空灭弧室的工频击穿电场强度随着触头间距的变化发生明显变化，而不是某一固定阈值。(www.xing528.com)

图2-3 126kV高电压等级真空灭弧室的二维模型

图2-4 模型真空灭弧室不同触头间隙距离下的击穿电场强度