一、真空的基本概念

　　真空技術(shù)中，“真空”泛指在給定的空間內(nèi)，氣體壓強(qiáng)低于一個(gè)大氣壓的氣體狀態(tài)，也就是說(shuō)，同正常的大氣壓相比，是較為稀薄的一種氣體狀態(tài)。

　　真空度是對(duì)氣體稀薄程度的一種客觀量度。根據(jù)真空技術(shù)的理論，真空度的高低通常都用氣體的壓強(qiáng)來(lái)表示。在國(guó)際單位制中，壓強(qiáng)是以帕(Pa)為單位1Pa=1N/m2。另外常用的單位還有托(Torr)、毫米汞柱(mmHg)、毫巴 (mbar)、工程大氣壓(公斤/厘米2)等。

　　真空區(qū)域的劃分沒有統(tǒng)一規(guī)定，我國(guó)通常是這樣劃分的：

　　粗真空：(760～10)托

　　低真空：(10～10-3)托

　　高真空：(10-3～10-8)托

　　超高真空：(10-8～10-12)托

　　極高真空：10-12托

　　托和帕的關(guān)系：1 托=1 毫米汞柱(mmHg)=133.322Pa，1 帕=7.5×10-3 托。

　　真空區(qū)域的特點(diǎn)不同其應(yīng)用也不同，例如吸塵器工作于粗真空區(qū)域，暖瓶、燈泡等工作于低真空區(qū)域，而真空開關(guān)管和其它一些電真空器件則是工作在高真空區(qū)域。

　　二、真空間隙的絕緣特性

　　真空中放置一對(duì)電極，加上高壓時(shí)，在一定的電壓下也會(huì)產(chǎn)生電極之間的電擊穿。它的擊穿與空氣中的電擊穿有很大不同?？諝庵械膿舸┦怯捎跉怏w中的少量自由電子在電場(chǎng)作用下高速度運(yùn)動(dòng)，與氣體分子碰撞產(chǎn)生較多的電子和離子，新生的電子和離子又同中性原子碰撞，產(chǎn)生更多的電子和離子。這種雪崩式的電離過(guò)程，在電極間形成了放電通道，產(chǎn)生了電弧。而真空中，由于壓強(qiáng)較低，氣體分子極少，在這樣的環(huán)境中，即使電極間隙中存在著電子，它們從一個(gè)電極飛向另一個(gè)電極時(shí)，也很少有機(jī)會(huì)與氣體分子碰撞。因而不可能有電子和氣體分子碰撞造成雪崩式的電擊穿。正是因?yàn)闅怏w分子十分稀少，真空間隙電擊穿需要在非常高的電壓下出現(xiàn)場(chǎng)致發(fā)射等其它現(xiàn)象時(shí)才有可能形成。從理論上推測(cè)，電場(chǎng)強(qiáng)度需達(dá)到108V/cm以上時(shí)才會(huì)造成電擊穿，實(shí)際上真空間隙的絕緣強(qiáng)度由于一系列不利因素例如電極表面粗糙度、潔凈度等的影響，將低于理論計(jì)算值幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　真空滅弧室中的真空度很高，一般為10-3～10-6 帕，此時(shí)真空間隙的絕緣強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于1 個(gè)大氣壓的空氣和SF6 的絕緣強(qiáng)度，比變壓器油的絕緣強(qiáng)度還要高。正因?yàn)檎婵盏慕^緣強(qiáng)度很高，真空滅弧室中的所有電氣間隙都可以做得很小。例如12kV 真空滅弧室的觸頭開距只有8～12mm，40.5kV 真空滅弧室的觸頭開距也只要18～25mm，真空滅弧室中的其它電氣間隙也在此尺度范圍。

　　三、影響真空絕緣水平的主要因素

　　真空絕緣是一個(gè)十分復(fù)雜的物理過(guò)程，其機(jī)理到目前為止仍沒有明確的結(jié)論。從實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，主要有以下幾個(gè)方面：

　　1、電極的幾何形狀

　　電極的幾何形狀對(duì)電場(chǎng)的分布有很大的影響，往往由于幾何形狀不夠恰當(dāng)，引起電場(chǎng)在局部過(guò)于集中而導(dǎo)致?lián)舸?，這一點(diǎn)在高電壓的真空產(chǎn)品中尤其突出。

　　電極邊緣的曲率半徑大小是重要因素。一般來(lái)說(shuō)，曲率半徑大的電極承受擊穿電壓的能力比曲率半徑小的大。

　　此外，擊穿電壓還和電極面積的大小成反比，即隨著電極面積的增大而有所降低。面積增大導(dǎo)致耐壓降低的原因主要是放電概率增加。