应用瞬态光谱分析仪研究产气材料对灭弧室开断性能的作用

利用瞬态光谱分析仪，可以测量灭弧室在开断过程中的各种物理参数，例如气体成分、温度分布、粒子密度以及电弧直径等，对判断灭弧室的开断性能有重要作用，以下举例说明。

产气材料受电弧侵蚀后产生气体，会增大灭弧室内压力，此压力与外界大气压力之差形成灭弧室通过出气口的气流，这一气流一方面能推动电弧向栅片运动并进入栅片；另一方面也对电弧进行对流冷却，这是外在的因素，而另一个更为重要的内在因素是产气材料产生的气体中含有氢，氢气有良好的导热性能，对冷却电弧起关键性作用，特别是能提高电流过零后的介质恢复强度。LG公司的S.Y.Lee等人用瞬态光谱仪测量了一个模型灭弧室内开断过程气体的光谱，灭弧室器壁分别放置POM、尼龙和陶瓷材料，以振荡回路为电源，在电压为415V，预期电流12kA下进行开断试验，测试结果发现产气材料呈现明显的氢的谱线H_α，而陶瓷材料则仅有银金属蒸气AgⅠ和氮气NⅡ的谱线，如图7-25所示，其中图7-25a为陶瓷的谱线，图7-25b为POM的谱线，图7-25c为尼龙。

另外，还在灭弧室内延弧柱直径方向布置了6根光纤，依靠光信号，由光谱仪测得银的谱线后，再计算出相应的温度，获得不同器壁材料沿弧柱直径温度分布，如图7-26所示，由图7-26可见，电弧弧柱核心部分温度最高，产气材料的温度分布陡度大于陶瓷，这是由于氢气的冷却作用所致，其中尼龙的温度分布变化最大，温度分布陡峭也意味着电弧直径变细，细的电弧直径在气吹和磁吹作用下会促使电弧运动速度变快。(www.xing528.com)

图7-26 沿弧柱直径的温度分布