觸頭開距

許多學者對電極過程和弧柱過程進行了深入研究，研究了電弧起始及燃弧過程中弧柱狀態的變化，利用高速攝影分別對平板狀觸頭和縱磁觸頭的真空電弧進行了觀察，發現存在幾種不同的電弧形態。這些研究都在中小開距範圍內(通常不大於30mm )，對高電壓等級真空斷路器的研究僅能作參考。此外，前人所用的高速攝影要經過曝光、沖洗、印相若干程序，操作週期長，每一程序都對圖象的分辨率有影響，難以定量分析。所用的採集系統拍攝速度極高，每秒可達65000幅，可利用計算機實現電弧圖象、光強、電子密度與電弧電壓、電弧電流等的實時相關分析。研究的內容為在可拆式真空滅弧室上，利用動態圖象高速微機採集系統，對不同開距下相同電流等級和大開距下不同電流的電弧形態進行觀察與記錄。根據電弧形態，並結合電弧電壓、電弧電流等參數進行相關分析，得出了電弧形態和電弧電壓隨開距和電弧電流的變化規律，並對成因作了探討 ^[1]  。

分析開距L= 40mm不同電弧電流峯值時的真空電弧形態時發現，陰極區域電弧半徑隨電弧電流增加而增加，電弧向左側延伸的部分隨電弧電流而增加。這一結論同樣適用於其它開距的情況。

真空滅弧室在大開距、大電流情況下使用時，由於受到外部引線電動力的作用，電弧可能彎曲，並跑到弧隙外部。因此大開距真空滅弧室屏蔽罩的直徑應足夠大，以免電弧燒到屏蔽罩上，同時應縮短外部引線，並採取磁屏蔽措施以減小橫向磁場，增加真空電弧的穩定性 ^[1]  。

利用暫態波形記錄儀對電弧電壓、電弧電流進行採集存儲後，由磁盤調至主計算機進行分析研究時，以電弧電流峯值、即電流變化率為零時的電弧電壓作為該開距下電弧的電壓，這樣做的原因一方面是為了克服線路電感對側量值的影響；另一方面是在電弧電流峯值時，電弧電壓比較平穩，噪聲分量也較小。

雖然從理論上説在電弧電流一定的條件下，電弧電壓增加意味着輸人到電弧的功率增加，但從電弧圖象可見，隨開距增加，只是電弧在極面上佔有的面積增加，光強值並無多大變化。由此可見，電弧輸入增加的功率的一部分用於加熱觸頭表面，另一部分則用於增加因開距和電弧表面積增加導致電弧向觸頭間隙外擴散的電子、離子和金屬蒸汽量，以維持真空電弧的能量平衡 ^[1]  。

1.電弧電流一定時真空電弧在陰極處的面積，隨開距增加而增加;開距一定時真空電弧在陰極處的面積隨電流增加而增加。

2.大開距下電弧受外部引線橫向磁場的作用會發生彎曲，而延伸到弧隙外部，為此應加大屏蔽罩直徑或採取磁場屏蔽措施，以降低外磁場的影響。

3.電弧電壓基本上隨開距增加而線性增加，平均電場強度隨開距增加而降低 ^[2]  。