灭弧室真空度与屏蔽罩电位变化关系的研究

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1、中图分类号：TM561.5盲审编号：Z08190硕士学位论文题目灭弧室真空度与屏蔽罩电位变化关系的研究作者姓名欧阳建光指导老师肖慧荣教授学科、专业光学工程2015年6月7日学校代码：10406分类号：TM561.5学号：120085202016南昌航空大学硕士学位论文（专业学位研究生）灭弧室真空度与屏蔽罩电位变化关系的研究硕士研究生：欧阳建光导师：肖慧荣教授申请学位级别：硕士学科、专业：光学工程所在单位：测试与光电工程学院答辩日期：2015年6月7日授予学位单位：南昌航空大学ResearchonRelationship

2、BetweenInterrupterVacuumDegreeandShieldElectricPotentialADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnOpticalEngineeringbyOuyangJianguangUndertheSupervisionofProf.XiaoHuirongSchoolofMeasuringandOpticalEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune2015南昌航

3、空大学硕士学位论文摘要摘要真空断路器是一种以真空作为灭弧介质，在输配电系统得到广泛应用的电力开关。真空灭弧室是真空断路器的核心部件，承担着灭弧任务，而其内部真空环境是其实现灭弧的关键。然而，随着工作时间的推移，灭弧室内部真空度会逐渐下降，当其下降到一定程度后将不能可靠熄弧，并会带来安全隐患。为此，必须对灭弧室真空度进行检测以确保其工作的可靠性和安全性。真空灭弧室真空度的检测可分为离线检测与在线检测两类，其中具有实时性好、维护少、结构紧凑等优点的在线检测是未来真空度检测的趋势。基于屏蔽罩电位测量真空灭弧室真空度的方法是在

4、线检测中主要的方法，但目前该方法还处于向高精度、实用化方向摸索的阶段。本论文对灭弧室真空度与其电场电位间关系进行了进一步的探索研究。首先，根据克劳修斯-莫索提方程与理想气体状态方程建立了气体压强与其相对介电常数间关系，并基于此关系，在有限元分析工具ANSYS中对不同压强条件下的真空灭弧室进行了静电场分析。分析结果表明：在不同压强条件下屏蔽罩电位的变化可-2通过对灭弧室外测量点电位的测量来反应；在内部压强为10Pa时，测量点电位开始有了较为明显的变化。其次，为进一步验证该仿真分析结果并为后续研究提供实验基础，搭建了真空灭

5、弧室真空度模拟测量系统。该系统由真空系统、真空调节与测量、高压系统以及信号探头四部分构成，实现了真空灭弧室内部压强与加载电压的可调，可完成对不同真空度条件下真空灭弧室的实验模拟。最后，基-3于该模拟实验系统，在6kV高压加载下对10Pa~1Pa压强范围内电场信号进行了-2测量。结果分析显示，压强处于10Pa附近时测量点电位开始有了较为明显的变化，并随压强的上升而逐渐增大。该结果在所测压强范围内具有与仿真分析结果类似的变化规律，对真空灭弧室真空度的在线检测具有一定的参考价值。关键字：真空灭弧室，真空度，介电常数，有限元分

6、析，模拟测量I南昌航空大学硕士学位论文AbstractAbstractVacuumcircuitbreaker(VCB)isakindofpowerswitchwhichtakesvacuumambientasthearcextinguishingmedium,andithasbeenwidelyusedintransmissionanddistributionsystems.VacuuminterrupteristhecorecomponentofVCB,anditisresponsibleforarcextingu

7、ishingwhosekeyfactoristheinternalvacuumenvironment.Withthepassageofworkingtime,however,theinternalvacuumofinterrupterwilldeclinedgradually,andarcextinctionwillbefailedandmaybringsecurityriskswhenitdropstoacertainextent.Therefore,interruptervacuumtestingmustbecar

8、riedouttoensurethereliabilityandsafety.Thevacuumtestingmethodsofvacuuminterruptercanbeclassifiedintooff-linetestingandon-linetesting,andthelatterone,withthemeritsofgo