200 kV小型低电感气体开关。
自击穿开关轮廓尺寸为+90mm×60mm，电极头形状大小与触发开关主电极相同，除没有触发电极外，基本结构与触发开关相似，间隙在o～13mm可调，采用SF。或SF。与N：混合气体作为绝缘气体介质。当间隙为8mm、两电极电压为±50kV时，电场仿真结果为电极头上最大电场188kV／cm，场不均匀系数为1．5。两电极外表面沿面绝缘距离110mm、内表面距离119mm。开关电感包括火花通道电感和结构电感[10|，火花通道电感和结构电感计算式分别为
式中：d为开关电极间隙；l，为有效开关长度∽为电极半径；，一。为开关室半径；口为介质磁导率。若开关总间隙10mm，则通道电感为14nH；根据式(2)估算，触发开关结构电感约11nH，自击穿开关结构电感约9nH。因此理论估算触发开关总电感约25nH，自击穿开关总电感约23nH。2开关实验2．1自击穿及工作电压实验采用如图3所示的实验装置，开展了不同气体介质及压力下开关自击穿电压和触发工作电压实验。两个电容器正负充电，开关导通后两个电容器串联对负载电阻放电，开关导通时的充电电压为开关自击穿电压，用电阻分压器和电流线圈对负载电压和电流进行监测，以判断开关放电回路工作是否正常。箱体内充人0．2～0．35MPa的SF。气体，开关内分别充入N。，SF。或二者混合气体，进行了多次实验。自击穿开关在间隙分别为9．9，11．9mm时，不同气体介质、不同气压下的击穿电压如图4所示。开关每次拆装后需经过十多次放电老练才能达到基本稳定的击穿电压，从图4可以看出在开关气压0．06MPa(相对气压)增加到0．30MPa内自击穿电压基本呈线性增长；相同条件下纯SF。气体开关击穿电压约为纯N。气体的2倍；SF。与N：按压力2：3混合后作为开关气体介质的击穿电压约为纯SF。时的80％～90％，与文献[11]研究结果基本一致；当自击穿开关间隙11．9mm、充人SFs气压0．25MPa时，自击穿电压在190kV(图4中两台电容器正负充电95kV)左右。