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点状斑点模式(Footpoint Mode)解析

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:电弧对阳极触头材料产生了明显的侵蚀,被侵蚀的量明显超过了阴极材料在阳极的沉积。由于电弧模式从扩散弧转变为点状斑点,引起阳极电压降的升高,从而使得总的电弧电压升高。Miller发现点状斑点状态下弧柱电压降没有变化,只有阳极区的电压降有明显的升高和不稳定现象。由于点状斑点很小,同时温度不高,产生的蒸气量相对比较小,所以不会对弧柱中的电场产生显著的影响。

点状斑点模式(Footpoint Mode)解析

电流较小时,电弧呈扩散态模式,随着电流的提高,真空灭弧室的阳极表面会出现一个或者多个小的亮斑。点状斑点模式是一种过渡的电弧模式,在这种模式下,阳极开始在燃弧过程中起积极作用,阳极和阴极间隙充满相对亮的电弧等离子体(极间电弧和较大电流时的扩散弧模式基本一样),而区别于扩散弧模式的是阳极出现明显的亮斑,亮斑个数可能有一个也可能有多个,但是这些亮斑并没有形成明显的阳极喷溅,这些亮斑被称作点状斑点。

点状斑点一般出现在瞬间电流比较小且开距比较大的情况下,在燃弧过程中点状阳极斑点附近的局部触头材料产生熔化现象但是没有明显的大面积熔斑。随着电流的增大,阳极从扩散弧模式转变为点状斑点模式,阳极表面的温度上升速率可以达到107K/s和108K/s,而稳定的点状斑点温度约为触头材料的熔点量级。电弧对阳极触头材料产生了明显的侵蚀,被侵蚀的量明显超过了阴极材料在阳极的沉积。熔化的阳极触头材料和在金属蒸气中被侵蚀的阳极触头材料要比从阴极喷溅出的粒子的量多。但总的来说,阳极触头材料的净损失还是比较低。

在阳极表面形成点状斑点时,电弧电压常常伴随着叠加明显的噪声分量,电弧处于一种不稳定的状态。由于电弧模式从扩散弧转变为点状斑点,引起阳极电压降的升高,从而使得总的电弧电压升高。Miller发现点状斑点状态下弧柱电压降没有变化,只有阳极区的电压降有明显的升高和不稳定现象。弧柱电压降保持不变说明阳极没有向弧柱中提供额外蒸气,而阳极附近压降的升高表明注入阳极的能量增加,导致阳极表面熔化且形成了点状斑点,一些中性的阳极材料蒸气分布在靠近阳极的区域,同时高的电弧电压和高的噪声分量表明在电弧等离子体中消耗了很多的能量,可以推测,这些中性粒子中的一部分会被电离,但这种推测还未被实验所证明。(www.xing528.com)

由于点状斑点很小,同时温度不高,产生的蒸气量相对比较小,所以不会对弧柱中的电场产生显著的影响。

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