造成漏電損耗的原因 漏電電動機保護器 1引言隨著人類空間活動規(guī)模的增加，對空間飛行器功率供給能力的需求也隨之變大。太陽功率系統的能力已由最初的幾百瓦、幾千瓦增加到幾十千瓦，甚至幾百千瓦。為了減輕結構重量、減少歐姆損耗以及供電電流與地磁場間的相互作用影響，就必須提高太陽電池陣的工作電壓。稱工作在 100V以上的太陽電池陣為高壓太陽電池陣， HVSA置于低地球軌道（ LEO）等離子體環(huán)境中會發(fā)生電弧放電，這種放電是一種低電壓、大電流的放電，會危害太陽電池正常工作，造成漏電損耗并產生電磁干擾，從而影響部分空間系統的正常工作。 2電弧放電初始模型關于 HVSA電弧放電的解釋曾有以下兩種理論觀點。一種是 Park等人提出的，他們認為每一金屬互連片上都有絕緣雜質薄層存在，這薄層可能產生于太陽電池陣的制造過程，也可能由于互連片暴露于空氣中而形成。 由于具有負電勢的金屬互連片吸引等離子體中的離子，當這些離子聚集在這些薄層內時，就會建立一個層內電場，該電場隨著離子充電過程的延續(xù)而不斷增大，當其到達某一值時，就可引發(fā)向空間等離子體發(fā)射電子，這些電子流使薄層受熱而電離，這一過程就是電弧放電穿前電流引起太陽電池玻璃蓋片邊緣吸附的中性氣體分子被解吸出，并聚集在互連片上面，電弧就發(fā)生在這些表面中性氣體層內，好似火花放電 1991年Cho和 Hastings結合上述兩個理論觀點，研究了三結合處（即等離子體、電介質和互連片）的充電情況。裝有介質材料的導體加有負偏壓，并放置于等離子體環(huán)境中。 賈瑞金等：低地球軌道等離子體環(huán)境引起的高壓太陽電池陣電弧放電現象的研究151在這個模型中，介質材料相當于太陽電池的玻璃蓋片和粘合劑，導體則相當于互連片。 通過這次研究，對電弧放電的解釋有如下擴展 （ 1）帶有負偏壓的導體吸引周圍的正離子，為電介質的上表面充電，而四周的側面卻沒有充電； （ 2）由于上表面的電勢近似為零，于是在三結合處與上表面之間建立了一個強電場，其中：為偏置電壓，是電介質的厚度； （ 3）這個強電場在導體表面場增加的幫助下，引起一個擊穿前電流場增強電子發(fā)射（ EFEE），同時由于導體表面被離子撞擊而致使電子被釋放； （ 4）發(fā)射出的電子有些會撞擊電介質的側面，導致二次電子釋放，被激活的電子就會解吸出被吸附的中性氣體分子。如果二次電子發(fā)射系數大于 1，并且電子有逃脫路徑，電介質側面就會被充上正電，從而提供一個正反饋機制進一步地增強導體表面的電場； （ 5）隨著電場的增強，電子發(fā)射電流會增加，直到被周圍空間發(fā)射電子的充電所限制； （ 6）一旦這個中性氣體的分子密度大到一定的程度，電子和中性粒子的碰撞就會引發(fā)電離； （ 7）即使這個中性氣體的分子密度沒有大到可帶正電的離子能中和帶負電的電子，并能提高導體表面的電場，這個擊穿還是有可能會發(fā)生； （ 8）電弧放電的時間是導體表面所有位