真空灭弧室真空度两种测量方法及其互补性分析

论文摘要

真空开关在电力系统和其他领域都获得了日益广泛的应用。真空灭弧室是真空开关的重要部件,灭弧室内的真空度将直接影响真空开关的性能。对真空度进行检测是保证真空开关运行质量的重要措施。对真空度测试和检测的方法比较多,一般分为离线检测在线监测,不同的方法适用于不同的场合且对其要求的条件也不尽相同。本文对脉冲磁控放电法和屏蔽罩电位法进行分析研究,并比较、设计互补性。脉冲磁控放电法是基于带电粒子在正交电磁场中的运动原理,利用灭弧室自身的结构特点,通过测量放电电流值并根据放电电流与真空度的关系测量灭弧室内真空度的方法。本文设计了C型电磁线圈,产生横向磁场。经ANSYS分析并计算,设计的线圈产生的磁感应强度值能使脉冲磁控放电法中形成稳定的放电电流。脉冲磁控放电法测量真空度的范围在10-1～10-4Pa。屏蔽罩电位法是一种基于真空灭弧室的结构和局部放电原理提出的真空度测量方法。本文研究了真空灭弧室内真空度降低时屏蔽罩上电位发生变化的机制,分析了真空度下降到一定值时灭弧室内出现的放电现象,给出真空度下降时屏蔽罩上电位变化的等效电路模型,并找出屏蔽罩上交流电位和直流电位分别与真空度之间的对应关系。将互补思维模式运用于真空度检测中,根据脉冲磁控放电法和屏蔽罩电位法的特点及联系将它们结合、对比,设计两种方法在量程等方面的互补性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 课题研究的背景和意义
• §1-2 国内外真空度测量的研究现状
• §1-3 真空开关与真空灭弧室
• §1-3-1 真空开关概述
• §1-3-2 真空灭弧室的结构和工作原理
• §1-4 真空度及真空度测量
• §1-4-1 真空度的概念与真空度测量
• §1-4-2 灭弧室中真空度降低的原因
• §1-5 真空灭弧室真空度检测方法概述
• §1-5-1 真空度离线检测方法
• §1-5-2 真空度在线监测方法
• §1-6 论文的主要工作
• 第二章 脉冲磁控放电法
• §2-1 引言
• §2-2 脉冲磁控放电法原理
• §2-3 脉冲磁控放电法理论基础
• §2-3-1 稳恒磁场中的lamor（拉摩）运动
• §2-3-2 带电粒子在正交电磁场中的运动
• §2-4 脉冲磁控放电产生的条件
• §2-5 磁场设计
• §2-5-1 C型线圈的磁场设计
• §2-5-2 用安培回路定律进行计算
• §2-5-3 电磁线圈参数的确定
• §2-5-4 用有限元法对电磁线圈进行磁场分析并测量
• §2-6 小结
• 第三章 屏蔽罩电位法
• §3-1 引言
• §3-2 屏蔽罩电位法的理论基础
• §3-2-1 局部放电理论
• §3-2-2 真空灭弧室动静触头与屏蔽罩之间的放电特性
• §3-3 屏蔽罩电位法测量真空度
• §3-3-1 屏蔽罩电位法测量真空度原理
• §3-3-2 屏蔽罩电位法测量真空度试验研究
• §3-3-3 屏蔽罩上电位变化的机理研究
• §3-4 小结
• 第四章 两种测量方法的互补性设计
• §4-1 引言
• §4-2 互补原理的起源和物理意义
• §4-3 互补思维模式在真空度测量方法上的应用
• §4-3-1 两种不同方法的量程范围比较
• §4-3-2 磁感应强度对真空度检测的影响
• §4-4 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果