真空開關(guān)管是以真空作為絕緣和滅弧介質(zhì)的，內(nèi)部真空度對其性能起著決定性的作用，本文對諸多因素如何影響真空度測量準(zhǔn)確性進行了分析討論。

　　真空開關(guān)管是真空開關(guān)的心臟，真空開關(guān)管的性能決定真空開關(guān)的性能。真空開關(guān)管是以真空作為絕緣和滅弧介質(zhì)的真空電子器件，內(nèi)部真空度對其性能起著決定性作用。隨著真空開關(guān)管制造技術(shù)和理論研究水平的不斷提高，對它的三大壽命，即真空壽命、電壽命、機械壽命的要求也不斷提高，特別是對真空壽命提出更高的要求。采用何種測試方法準(zhǔn)確地測試出真空開關(guān)管內(nèi)部的真空度，一直是各大真空開關(guān)管生產(chǎn)廠家追求的目標(biāo)。目前大多數(shù)公司采用磁控管放電法測量真空開關(guān)管真空度，在磁控法測量真空壓力的過程中一些影響真空度測量準(zhǔn)確性的因素，需要關(guān)注和探討，例如真空不規(guī)則放電的影響、連續(xù)測量的影響、測量環(huán)境的影響、釬焊后溫度變化的影響、真空開關(guān)管外部漏電流的影響等等。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.healwit.com.cn/)發(fā)布本文對諸多因素如何影響真空度的準(zhǔn)確性進行了分析討論。

1、真空開關(guān)管真空度的測量原理

　　目前大多數(shù)公司采用脈沖磁控放電法測量真空開關(guān)管的真空度。其測量原理線路如圖1所示。圖中真空開關(guān)管置于電磁線圈中心，當(dāng)線圈通過電流時，在真空開關(guān)管電極間將產(chǎn)生一個縱向磁場。若在分開的電極間施加數(shù)千伏直流電壓時，將產(chǎn)生一可測量的放電效應(yīng)。這是由于所建立的電場在觸頭附近幾乎與磁場垂直相交，使存在于真空開關(guān)管內(nèi)的少量自由電子在向陽極的運動途中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這部分電子成圓形或螺旋形路線運動，這就顯著增加了電子運動的自由途徑以及參與氣體分子的碰撞電離的概率，從而獲得一個穩(wěn)定的可測量的放電電流。

2、影響真空開關(guān)管真空度測量準(zhǔn)確性的因素

　　2.1、真空不規(guī)則放電對真空度測量的影響

　　測量真空開關(guān)管真空度時，要在其動端與靜端或靜端與動端之間施加10kV左右的高壓，因此，如果真空開關(guān)管內(nèi)部局部場強過高，就會形成不規(guī)則放電。不規(guī)則放電是極間閃絡(luò)(放電)現(xiàn)象，如圖2(a)所示，被稱為非持續(xù)性放電(NSDD)，該情況下，常出現(xiàn)放電電流不穩(wěn)定現(xiàn)象，影響測量的準(zhǔn)確性。

圖1　測量真空開關(guān)管真空壓力的原理線路

　　出現(xiàn)不規(guī)則放電的情況下，測量出的真空度并不是該真空開關(guān)管真實的真空度，所以在測量過程中出現(xiàn)了不規(guī)則放電的真空開關(guān)管不應(yīng)判為不合格，對于這樣的真空開關(guān)管要保留待處理再測量。

圖2　測量的真空度的電流波形

　　2.2、連續(xù)測量對真空度測量的影響

　　在測量真空開關(guān)管真空度的過程中，真空開關(guān)管內(nèi)放電，真空開關(guān)管內(nèi)的氣體會等離子化，附著在電極等上面，放電后暫時提高了真空開關(guān)管內(nèi)部的真空度。由于此時真空開關(guān)管內(nèi)處于更好的高真空狀態(tài)，電極等表面吸附的氣體直到處于平衡狀態(tài)才能放出。由于真空度測量程中真空開關(guān)管內(nèi)部有暫時的吸氣效應(yīng)，連續(xù)測量，真空度會越測越高，影響到測量的準(zhǔn)確性，所以在進行真空度測量時，應(yīng)記錄第一次測試的結(jié)果，如需再次測量確認(rèn)，時間間隔至少靜放72h(經(jīng)驗)后，再進行測量。

　　2.3、測量環(huán)境對真空度測量的影響

　　從真空開關(guān)管的測量原理可知，測量真空度時，真空開關(guān)管要加上一定的電場和磁場，很顯然在測量儀的周圍不應(yīng)有影響其正常工作的電場和磁場，否則會影響其測量的準(zhǔn)確性。另外，周圍不應(yīng)有可以使真空開關(guān)管內(nèi)產(chǎn)生電子發(fā)射的熱源及放射性源。測量溫度一般應(yīng)在5～40℃范圍內(nèi)。環(huán)境的相對濕度不應(yīng)大于85%，因為環(huán)境濕度大，沿真空開關(guān)管絕緣外殼表面的漏電流就會增大，這樣會影響其測量的準(zhǔn)確性。

　　2.4、整管釬焊后溫度變化的影響

　　真空開關(guān)管經(jīng)800℃的高溫真空釬焊后，真空度得到提高，從氣體狀態(tài)方程pV =nRT，可以看出T如果變小p 減少，所以真空開關(guān)管從800℃降至室溫，最后溫度穩(wěn)定在室溫，在這一降溫到最后穩(wěn)定在室溫的過程中，真空度會不穩(wěn)定。按照至今為止的經(jīng)驗來看2-3天時間為不穩(wěn)定期，所以真空開關(guān)管出爐后不要立刻進行真空度測試，靜放或壓力儲存下放置3天，再測真空度，這樣測試出的真空度相對準(zhǔn)確。

　　2.5、真空開關(guān)管外部漏電流的影響

　　真空開關(guān)管在真空爐內(nèi)高溫焊接后有可能會有目測明顯或目測不明顯的金屬蒸發(fā)物附著在真空開關(guān)管絕緣外殼表面;大氣中的灰塵等附著在真空開關(guān)管外殼表面，灰塵會吸收大氣中的水分，形成導(dǎo)電膜。測量真空開關(guān)管真空度時，在外加電壓下，絕緣外殼表面如附著的金屬蒸發(fā)物或灰塵污物，會產(chǎn)生流過污物層的泄漏電流，影響真空度測量的準(zhǔn)確性，特別對設(shè)計尺寸比較小，絕緣外殼比較短的真空開關(guān)管真空度準(zhǔn)確性的影響更大，所以對出爐的真空開關(guān)管要進行絕緣外殼表面的清潔處理;在真空開關(guān)管加工的各個環(huán)節(jié)注意防塵等的保護，防止絕緣外殼表面附著污物影響真空度的測量。

　　2.6、測量儀校準(zhǔn)的影響

　　測量儀器校準(zhǔn)方法也會影響測量的準(zhǔn)確性，除了必須校準(zhǔn)所加的高壓、磁場強度、放電電流外，還必須校準(zhǔn)對應(yīng)于放電電流的真空開關(guān)管實際真空度曲線。

3、結(jié)束語

　　真空開關(guān)管真空度指標(biāo)直接關(guān)系到真空開關(guān)管的真空壽命，關(guān)系到其使用期間的耐壓水平和開斷能力，關(guān)系到電網(wǎng)運行的安全性，因此在進行真空開關(guān)管真空度測量時，要排除一切影響真空度測量準(zhǔn)確性的因素，為電力系統(tǒng)提供高可靠的真空開關(guān)管。