从真空开关上不拆卸真空灭弧室测量其真空

　　　　　　　　　　　　　　　　(2)

式(2)说明，要维持磁控放电，与电场方向正交的磁场分量必须大于某一临界值。当磁场再继续增大时，拱高D减少，但电子总行程l≈(4/π)^.d/sinδ基本不变。
　　电子在磁场中运动时动能不变，它只能从电场中获得动能。用表示电子和与残余气体分子两次碰撞间在电场方向的平均位移，在临界着火条件下有=d/(γ^.g)^-1。当电子在两次碰撞间从电场中获得的动能eE大于气体分子电离能eU_i时，电子才会发生碰撞电离，即要求电场E＞U_i/，或者是极间电压　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　(3)

式(3)说明，要使磁控放电着火，极间电压必须大于某一最小着火电压值。
　　本文在试验中发现，对于真空度大于10^-3Pa的真空灭弧室及某一特定型式的励磁线圈，当励磁电流低于某一临界值时，提高极间电压不能获得离子电流。而当励磁电流超过该临界值后，若极间电压小于某一临界值时，同样也不能获得离子电流。当励磁电流和极间电压都大于其临界值时，才可获得离子电流，且有离子电流与极间电压近似成正比，而与励磁电流基本无关。这就验证了上述关于磁控放电有临界磁场和最小着火电压的论断。　　

4　磁控放电的离子电流与真空度的关系

　　由于真空灭弧室内的真空度较高，在形成磁控放电后，真空灭弧室极间一个或数个并联磁控放电通道便是强电离等离子体的行为。在常温下，压强P和中性粒子的浓度n₀成正比，在磁控放电通道内，等离子体的电离度x(=n_i/n₀)可近似为1，所以，其离子浓度　　

n_i≈n₀=2.44×10²⁴P

根据等离子体的输运原理，可得到达阴极的离子电流为

I_max=en_iμA^.E=2.44×10²⁴eμA^.E^.P　　　　　　　　　　(4)

式中　n_i—等离子体的体积浓度
　　　μ—粒子迁移率
　　　A—阴极的有效接受面积
　　本文应用自行研制的智能化磁控放电真空度测试仪(包括新型励磁线圈)对不同真空度下的真空灭弧室离子电流进行了测试，结果如图3所示。图中可见，离子电流与真空度基本成正比关系，从而验证上述理论公式(4)的正确性。

图3　离子电流-真空度曲线

5　结论

　　研制了一种新型励磁线圈，它可以放在真空灭弧室的侧面产生与电场垂直的磁场分量，从而实现了真空灭弧室真空度的现场不拆卸测量。
　　通过理论分析并结合试验验证，探讨了真空灭弧室真空度不拆卸测量的磁控放电机理。

参考文献

1　王季梅.真空开关理论及其应用.西安：西安交通大学出版社，1986.114～119
2　邹积岩，何俊佳，程礼椿.真空灭弧室的真空度测试与在线监测.高压电器，1993(5)：13～17
3　Okawa M,Tsutsumi T,Aiyoshi T.Reliability and field experience of vacuum interrupters.IEEE Trans.on PWRD-2,1987(3)：799～804
4　唐政清.真空测量.北京：宇航出版社，1991.211

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