横磁场和纵磁场中真空电弧的离子能量

在真空断路器中，当电流达到几千安时会产生电弧集聚，我们使用两种触头来克服由于这种现象而产生的不良后果。横磁触头产生的横磁场使集聚电弧旋转，电有量均匀地分布在触头表面。纵磁触头可以防止电弧集聚到很高的能量。为了提高这两种真空断路器的开断容量，了解电流零点附近真空电弧等离子体（即真空电弧）的特性和变化过程，如等离子体的密度、等离子体的衰变以及能量就十分重要。在本文中，我们主要是用延迟场分析仪来研究电流过零前最后3ms内电弧电流的有效值达到了7．5kA时真空电弧等离子体中离子能量的分布状况。研究发现：横磁和纵磁触头的电弧离子能量存在着明显的差别。在电流超过5kA时，这两种触头上电弧离子能量的分布接近于麦克期韦（Maxwellian)分布，这是一种由离子碰撞决定的等离子体的特有分布。也就是说，在电流接近零点时，横磁触头中电弧离子的运动具有很强的方向性，而纵磁触头中能量的分布却明显受到离子碰撞的影响。