真空灭弧室真空度的两种测量方法及其综合设计

摘要

真空灭弧室的真空度是真空开关的最重要的技术指标之一。运行中的真空开关，真空度一旦超过允许的最低限值，就可能导致真空开关不能正常开断，直接危害着电力系统的安全运行。
　　目前的所有测量方法中，脉冲磁控放电法因为测量精度高、有效区间广、可重复性明显而成为应用最多的测量方法。本文首先分析经典的脉冲磁控法的优缺点，并进行改进设计，实现了横向磁控法。
　　本文设计了一种全新的测量真空灭弧室真空度的方法——内置式冷阴极规管法。首先，在充分了解冷阴极规管法测量原理的基础上，分别对冷阴极规管的物理结构和各部分材料进行设计；然后利用有限元软件对所做设计进行电磁场的仿真验证，包括传感器的内部三维静磁场的仿真，以及对安装冷阴极规管前后真空灭弧室内部的静电场分布情况的对比，分析结果验证了设计的科学性、可行性。
　　研究发现，在同一个坐标系下，以放电电流为横轴，以真空度为纵轴，不同真空灭弧室的校准曲线的形状大致相同，即可以把“通用校准曲线”沿横轴平移得到专用的校准曲线。而出厂时合格证上标注的真空度值的准确度又是最好的。利用这些特点，针对某个特定真空灭弧室，以出厂时的真空度值为基准，测量在此真空度下的放电电流，对通用的校准曲线平移，即可得到这个特定真空灭弧室的专用的校准曲线，从而实现测量传感器的自校准功能。本文通过增量法和曲线拟合法对真空度校准曲线做平移，提高了测量准确度。

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第一章 绪论

§1-1 真空开关的介绍

§1-2 选题的背景和意义

§1-3 真空度测量方法综述

§1-4 论文主要工作

第二章 脉冲磁控放电法

§2-1脉冲磁控放电法的基本原理

§2-2放电电流与真空度的关系

§2-3经典磁控法的问题与改进

§2-4 本章小结

第三章 内置式冷阴极规管法

§3-1内置式冷阴极规管法原理

§3-2 冷阴极规管零件材料的选择

§3-3 冷阴极规管的整体结构以及尺寸的确定

§3-4 本章小结

第四章 内置式冷阴极规管的仿真

§4-1 ANSYS的介绍

§4-2 ANSYS电磁场仿真的理论基础

§4-3 基于ANSYS的规管内部静磁场仿真

§4-4 基于ANSYS的静电场仿真

§4-5本章小结

第五章 两种真空度测量方法的综合分析

§5-1 两种测量方法的综合分析

§5-2 真空度测量传感器自校准功能的实现

§5-3 真空度校准曲线的两种处理方法

§5-4 本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果