密封腔体、大电流条件下重复频率长寿命气体开关的烧蚀特性

摘要：

为进一步提高铜钨合金(质量分数为30％的铜和70％的钨)二电极自击穿气体开关的性能,在干燥空气为绝缘气体、气腔温度最高达80℃、不可换气的有限密闭腔体(1.2 L)内,以及30 kV自击穿电压、75 kA通流能力、0.1 Hz重复频率且工作寿命达至少5 000次等极端工作条件下,实验研究了电极烧蚀量、表面烧蚀特性随放电次数的变化,进而分析了开关工作性能及失效原因.结果表明:阴极电极头烧蚀更为严重,电极烧蚀率为6.3×10-6cm3/C,阳极电极头的电极烧蚀率为5.5× 10-6 cm3/C,阴、阳极电极头表面均存在大量蚀坑、凸起和裂纹;自击穿电压呈现较明显上升趋势,5 800次放电时加压至45 kV开关未击穿,判定开关失效;聚四氟乙烯绝缘子表面损失大量氟元素并新增铜、钨等元素.因此推断开关失效的主要原因为在密封腔体、大电流条件下,电极烧蚀的喷溅产物与绝缘子表面发生复杂化学反应并生成强电负性气态产物,造成开关自击穿电压骤升.

关键词：电极烧蚀、铜钨合金、二电极开关、脉冲功率、开关寿命、X射线光电子能谱

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分类号：O4 ;TN7

资助基金：“十二五”国家科技支撑计划重点项目2012BAK04B02;国家重点基础研究发展计划973计划2013CB228004;国家自然科学基金50877059.Project supported by the Key Projects in the National Science & Technology Pillar Program during the Twelfth Five-year Plan Period2012BAK04B02;National Basic Research Program 973 Program2013CB228004;National Natural Science Foundation of China50877059

在线出版日期：2014-12-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：3235-3242