影响真空绝缘水平的主要因素有哪些

　　影响真空绝缘水平的主要因素真空绝缘是一个十分复杂的物理过程，其机理到目前为止仍没有明确的结论。从实际应用情况来看，主要有以下几个方面：

　　1、电极的几何形状

　　电极的几何形状对电场的分布有很大的影响，往往由于几何形状不够恰当，引起电场在局部过于集中而导致击穿，这一点在高电压的真空产品中尤其突出。电极边缘的曲率半径大小是重要因素。一般来说，曲率半径大的电极承受击穿电压的能力比曲率半径小的大。此外，击穿电压还和电极面积的大小成反比，即随着电极面积的增大而有所降低。面积增大导致耐压降低的原因主要是放电概率增加。

　　2、间隙距离

　　真空的击穿电压与间隙距离有着比较明确的关系。试验表明，当间隙距离较小时(≤5mm)，击穿电压随着间隙距离的增加而线性增长，但随着间隙距离的进一步增加，击穿电压的增长减缓，即真空间隙发生击穿的电场强度随着间隙距离的增加而减小。当间隙达到一定的长度后(≥20mm)，单靠增加间隙距离提高耐压水平已经十分困难，这时采用多断口反而比单断口有利。一般认为短间隙下的电击穿主要是场致发射引起的，而长间隙下的的电击穿则主要是微粒效应所致。

　　3、电极材料

　　真空开关工作在10-2Pa以上的高真空，由于此时气体分子十分稀少，气体分子的碰撞游离对击穿已经不起作用，因此击穿电压表现出和电极材料有较强的相关性。

　　真空间隙的击穿电压随着电极材料的不同而不同，研究者发现击穿电压和材料的硬度与机械强度有关。一般来说，硬度和机械强度较高的材料，往往有较高的绝缘强度。比如，钢电极在淬火后硬度提高，其击穿电压较淬火前可提高80%。

　　此外，击穿电压还和阴极材料的物理常数如熔点、比热和密度等正相关，即熔点较高的材料其击穿电压也较高。对比热和密度而言亦然。这一问题的实质是在相同热能的作用下，材料发生熔化的概率越大，则击穿电压越低。

　　4、真空度

　　图一显示了间隙击穿电压和气体压强之间的关系。由图可以看到真空度高于10-2Pa(10-4托)时，击穿电压基本上不再随着气体压力的下降而增大，因为气体分子碰撞游离现象已不再起作用。当气体压力从l0-2Pa逐步升高时(真空度下降)，击穿强度逐渐下降，而在接近1托(102Pa左右)最低，以后又随气压的增高而增高。从曲线上可以看出真空度高于10-2Pa时其耐压强度基本上保持不变。这就表明，真空灭弧室的真空度在10-2Pa以上时完全能够满足正常的使用需求。

　　5、电极的表面状况

　　电极的表面状况对真空间隙的击穿电压影响较大。电极表面的氧化物、杂质和金属微粒都会使真空间隙的击穿电压明显下降。

　　此外，无论真空灭弧室的电极表面在制造中加工得如何，大电流开断均会使电极表面变得凸凹不平，这也将使得击穿电压降低。

　　6、老炼效应

　　电极老炼有电压老炼和电流老炼两种。

　　一个新的真空间隙进行试验时，最初几次的击穿电压往往较低。随着试验次数的增加击穿电压也逐渐增大，最后会稳定在某一数值上。这种击穿电压随击穿次数增大的现象就是电压老炼的作用。