真空開(kāi)關(guān)真空度在線監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、真空開(kāi)關(guān)在電力系統(tǒng)和其他領(lǐng)域都獲得了日益廣泛的應(yīng)用。真空開(kāi)關(guān)的真空度是保證其操作性能的重要條件，實(shí)現(xiàn)真空開(kāi)關(guān)真空度的在線監(jiān)測(cè)是真空開(kāi)關(guān)智能化的重要內(nèi)容。但是目前提出的幾種真空開(kāi)關(guān)真空度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)還不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。在真空測(cè)量技術(shù)中，冷陰極反磁控放電真空規(guī)的脈沖放電測(cè)量模式從理論上說(shuō)雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但是因其測(cè)量壓強(qiáng)的下限不易拓展而使其研究和應(yīng)用受到限制，目前還沒(méi)有見(jiàn)到有關(guān)的研究文獻(xiàn)。 本論文對(duì)反磁控冷陰極電離真空規(guī)的物理

2、基礎(chǔ)—高真空環(huán)境中的交叉電磁場(chǎng)放電的有關(guān)理論進(jìn)行了研究，并根據(jù)氣體放電的蒙特卡羅計(jì)算機(jī)模擬原理設(shè)計(jì)了在高真空條件下對(duì)這一放電現(xiàn)象在反磁控管結(jié)構(gòu)中的計(jì)算機(jī)模擬算法，編制了模擬程序，對(duì)放電的一些基本過(guò)程進(jìn)行了模擬研究。 根據(jù)上述有關(guān)的研究結(jié)果設(shè)計(jì)了一種實(shí)用結(jié)構(gòu)的二極型反磁控真空規(guī)和一種智能可調(diào)脈沖高壓發(fā)生及測(cè)量裝置。并研究了此種真空規(guī)的直流放電測(cè)量模式和脈沖放電測(cè)量模式的不同特點(diǎn)；脈沖操作模式下恒流放電及恒壓放電的測(cè)量方法；放電在不

3、同壓強(qiáng)下的伏安特性；反磁控管放電空間的有效長(zhǎng)度對(duì)放電電流的影響；磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化對(duì)放電過(guò)程的影響等問(wèn)題。根據(jù)在高壓脈沖作用期間反磁控冷陰極放電電流的變化情況，設(shè)計(jì)了一種測(cè)量方法，能夠顯著減小冷陰極放電的泵效應(yīng)對(duì)真空度測(cè)量的影響。提出了一種前導(dǎo)脈沖放電法，能夠顯著縮短低壓強(qiáng)下放電的點(diǎn)火時(shí)間，從而有效拓展脈沖模式下的測(cè)量壓強(qiáng)下限。實(shí)驗(yàn)表明此種實(shí)用結(jié)構(gòu)的反磁控冷陰極真空規(guī)的脈沖放電模式可以具有3×10<'-4>Pa至0.5 Pa的真空度測(cè)量范

4、圍，已經(jīng)完全能夠滿足真空開(kāi)關(guān)真空度在線監(jiān)測(cè)的需要。 基于上述實(shí)驗(yàn)及研究結(jié)果，論文設(shè)計(jì)了一種帶有智能真空度傳感器的真空滅弧室，其中真空度傳感器的放電部分是一個(gè)工作于脈沖放電測(cè)量模式的實(shí)用二極型反磁控放電規(guī)管，規(guī)管放電所需要的高壓脈沖電源由高性能一次電池(鋰亞硫酰氯電池)經(jīng)DC/DC升壓電路變換得到；放電的發(fā)生及真空度的測(cè)量由一個(gè)單片微處理器控制，測(cè)量結(jié)果可以通過(guò)無(wú)線或紅外等非接觸方式傳送至外部接收裝置。該真空度傳感器是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)