摘要 阐述了影响真空中绝缘子沿面闪络的主要因素及其规律；介绍了有关真空中绝缘子沿面闪络机理的研究现状、主要假说及今后的研究方向和趋势。
关键词 沿面闪络现象 绝缘子 真空
Surface Flashover of Insulator in Vacuum
Abstract This paper reviews surface flashover of insulator in vacuum. It discusses the factors that influence surface flashover of insulator; presents some hypotheses about the theories and models relating to surface flashover. It intorduces the present status of the research work on surface flashover in vacuum, and some specific points to be investigated in the future.
Key words surface flashover insulator vacuum
0 引言
绝缘子在各种电力设备和许多现代真空器件中被大量采用，同时也在大型尖端设备中得到应用。例如：X射线管、高功率微波管、高功率速调管、中子束二级管、脉冲功率开关、粒子加速器等。在真空中应用绝缘子，存在一个特殊的现象：当在一真空间隙中加入一绝缘子支撑后，该绝缘体系在一个较低的电压下就会被击穿，即绝缘子表面闪络击穿。
由于真空中绝缘子沿面闪络现象严重制约了电真空器件的性能，影响尖端设备的正常运行而造成巨大的经济损失，因此许多专家学者对真空中绝缘子沿面闪络现象的特性、影响因素及形成机理进行研究，并寻求防止绝缘子沿面闪络、提高沿面闪络电压的方法。特别是从70年代开始，美、英、日、法等国家投入了大量研究经费对这一现象进行研究，企图弄清真空中绝缘子沿面闪络现象的形成原因及其机理，用以改善和提高电真空器件的性能，防止影响尖端设备的正常运行。通过研究，得到了大量实验结果，找出了许多影响真空中沿面闪络现象的因素，提出了多种关于真空中绝缘子沿面闪络机理的假说及一些改善和提高沿面闪络电压的方法［1］。
1 影响沿面闪络的主要因素
1.1 电压的影响
大家知道，对于同一绝缘材料施加不同类型的电压，材料所表现出的电性能也不相同。对于真空中绝缘子所构成的绝缘体系，其沿面闪络特性也和被施加的电压有关。
试验中分别应用了脉冲、雷电冲击、交流和直流等形式电压，其中脉冲电压有矩形、梯形、双极性脉冲等，脉冲持续时间从ns级到ms级，交流电压的频率范围从工频到射频。研究结果表明，在大多数情况下，真空中施加了脉冲电压的绝缘子的沿面闪络电压值是随脉冲电压持续时间(脉冲宽度)的增加而下降的，这一规律在脉冲电源的脉冲宽度为ns～ms区间时最为明显。此外还发现，很多情况下施加工频(50/60Hz)电压时的绝缘子沿面闪络电压最低。
1.2 真空度的影响
A.S.Pillai和R.Hackam等研究了不同真空度(气体压力范围在10－6～105Pa之间)下绝缘子的沿面闪络现象［3］。用不锈钢电极，聚四氟乙烯绝缘子，分别施加了交流、直流和脉冲电压，其结果见图1。从图1可见，在1×10－6～6×10－1Pa的压力范围内，气体压力的变化几乎不影响沿面闪络电压发生，即在上述气压范围内绝缘子的沿面闪络电压与气体压力(或真空度)无关；随着真空度的下降(或气体压力提高)，沿面闪络电压也下降。
图1 气体压力与闪络电压的关系
1.3 预放电的影响
在研究真空中绝缘子沿面闪络现象时，经常发现当体系施加电压产生一次沿面闪络后，紧接着发生的第二次沿面闪络的电压要比第一次高［3～5］。
图2是A.S.Pillai和R.Hackam的研究结果。图2表明，随着预放电次数的增加，表面闪络电压提高，在一定次数后趋向一个稳定值。图中两条曲线是在不同气体压力情况下作出的。
