200 kV小型低电感气体开关。
触发开关在不同条件下自击穿电压如图5所示,在开关间隙11mm,SFs气体压力0.25MPa或间隙12.6mm,SF。气体压力0.20MPa时,自击穿电压达到190kV(图5中两台电容器正负充电95kV)左右。图6为开关在不同气压时的触发工作电压,可能由于触发开关的老练次数不够,其自击穿电压相对分散一些。在每个气压下完成多次自击穿后,采用峰值约50kV、前沿约50ns的脉冲电压作为触发源,在气压0.10MPa时,可触发范围为90~120kV(两台电容器正负充电45~60kV);0.20MPa时,可触发范围150~160kV;0.25MPa时,触发范围170~190kV。实验数据表明该触发开关间隙为11mm时,通过调整气压可以实现在90~190kV范围内触发工作。
在自击穿实验过程中,当开关外SF。气压为0.28MPa,两台电容器正负充电92kV时,自击穿开关外表面出现了沿面爬电,此时外表面平均沿面场强约1.7kV/mm。此后将开关外SF。气压增大到0.35MPa,充电电压95kV时没有再出现沿面爬电现象。为了提高开关的适应性,在改进设计中,在不改变开关整体尺寸的条件下将自击穿开关的外表面绝缘距离增加到了136mm,内表面距离增加到140mm,触发开关外表面增加到145mm,内表面仍为141miTt。改进后在开关外气压均为0.25MPa时,自击穿电压达到190kV以上,未出现沿面击穿现象。根据自击穿电压随气压变化的线性关系(图4)及开关表面绝缘能力(约1.7kV/mm)推断,当内外气压均为0.3MPa时开关自击穿电压将达到210kV以上。2.2开关电感实验为了获得开关工作的实际电感,拟测量含有被测开关和不含被测开关两种情况的短路放电电流振荡周期,由周期计算两种情况的回路电感,取其差值为被测开关的工作电感。电容器通过开关短路放电属于欠阻尼情况,其输出电流为
式中:U。为电容器充电电压;艿=R/2L;∞一ffl//A2一铲。由于放电回路电阻很小,艿≈0,测得放电电流的振荡周期T,即可计算回路电感