脉冲大电流下电极烧蚀特性分析综述*
2021-01-12罗启平
科技创新与应用 2021年1期
罗启平,李 婷
(广西机电职业技术学院 电气工程系,广西 南宁 530007)
引言
电极烧蚀是指在电弧能量的作用下,准确地说是在输入电极表面的电弧能量作用下,材料逐渐损耗的过程,一般是通过脉冲大电流条件在空气中或者水中快速放电引起的。电容储存的能量瞬间放电,电极被瞬间击穿,产生电弧放电或者电晕放电[1],高能密度的通道充满高温(104~105K)的等离子体。瞬间释放的高能量产生高幅值的冲击波压力。电极材料的熔点,沸点一般都达不到高温等离子体的温度,因此高温电弧会导致电极表面烧蚀。脉冲大电流放电过程电极的烧蚀会存在很多种类型,包括消融、等离子体溅射、电极氧化、等离子体轰击电极表面、电蚀[2]等。电极的烧蚀也是限制脉冲功率发展的瓶颈,因此,近年来很多学者都对电极的烧蚀开展了广泛的研究[3-6]。然而电极烧蚀是一个非常复杂的过程,放电瞬间会产生很多的物理变化和化学反应。本文首先调研总结空气中和水中电极烧蚀速率的定量表示;接着分析了影响电极烧蚀的因素,比如电极材料的影响,放电电压、放电振荡电流、电极间距、放电介质的影响、等离子体喷溅等;最后提出减少电极烧蚀的方法和延长电极工作寿命的方式。
1 电极烧蚀速率
电极烧蚀速率是影响电极使用寿命的重要的影响因素,电极烧蚀速率低,电极的使用寿命就更久。因此很有必要对不同材料放电烧蚀量给出定量的分析,得到不同放电介质电极的烧蚀量的大小,为选择电极材料提供参考。……
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