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电弧怎么产生的

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发表于 2018-11-28 08:22:12 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
  当带负载的电路被开关电器切断时。由于触头在分离瞬间间隙很小。电路电压几乎全部加在触失之间,从而在触头问形成很强的电场。此时。处在负极的自由电子会逸出到气隙中。井在电压的作用下高速向正极运动。运动途中与空气分子相撞,使空气发生电离现象。而产生新的电子和离子。这些新的电子和离子,又被加速去撞击其他空气分子,重新产生撞击电离。这种连锁反应使空气气隙中自由电子的数量剧增,空气开始导电,在两触头间出现大量电子流并产生高温和发出强光,即产生了电弧电弧产生后温度猛然升高,会使弧隙问气体发生热离。反过来又加剧了空气分子的电离,使电弧继续燃烧,从而加大了熄灭电弧的难度。电弧的产生,可能会使触头烧坏严重时会造成短路甚至发生安全事故。因此必须采取有效措施,迅速将电弧熄灭,以保证开关电器正常地工作。
电弧的形成是触头间中性质子(分子和原子)被游离的过程。当用开关电器断开电流时,如果电路电压不低于10—20伏,电流不小于80~100mA,电器的触头间便会产生电弧。
熄灭电弧的方法
① 拉灭弧法
在开关触头断开时,加速触头分离,将电弧迅速拉长,从而降低了开关触头之间的电场强度,或者说电弧不足以维持电弧的燃烧,而使电弧熄灭。
a.用气体吹动灭弧
利用任何一种较冷的绝缘介质的气流来纵吹电弧(气流方向与弧柱平行)或横吹电弧(气流方向与弧柱垂直),使电弧迅速扩散,加强冷却,从而达到灭弧的目的。
b.采用多断口灭弧
在高压断路器中,常制成每相有两个或更多个串联断口,可将电弧分割成多个小电弧段。其作用是:在相等的触头行程下,多断口比单断口的电弧拉长速度快,从而弧隙电阻迅速增加,增大了介质强度的恢复速度;同时,加在每个断口的电压减小,使弧隙的电压恢复速度降低,因而灭弧性能良好。
c.利用真空灭弧
真空具有较高的绝缘强度,将开关触头置于真空容器中,当电流过零时即能熄灭电弧。为防止产生过电压,应当不使触头分开时电流突变为零。宜在触头间产生少量金属蒸汽,形成电弧通道。当交流电流自然下降过零前后,这些金属蒸汽便在真空中迅速飞散而熄灭电弧。
d.将电弧分为多个串联的短弧
交流电弧,在电流过零的瞬间,新阴极附近在0.1~1us的时间内,立即出现大约150~250V的介质强度,称为新阴极效应。当触头两端外加交流电压小于150V时,则电弧将熄灭。将长弧切成几个短弧串联就是利用新阴极效应灭弧。一般是采用绝缘板夹着许多金属栅片组成灭弧栅,罩住开关触头的全行程。当开关触头分离时,长电弧在电动力和磁场力的作用下迅速移入灭弧栅,长电弧被灭弧片切割成一连串的短电弧,在电弧电流过零,电弧熄灭时,每两栅片间均立即出现150~250伏的介质强度,设有n个栅片,则灭弧栅片总的介质强度为n(150~250)V,若作用于触头间的电压小于该值时,不能维持电弧燃烧,电弧必然熄灭。也就是说,当所有栅片间的介质强度总和大于动、静头向外加电压,电弧就不再重燃。
e.利用有机固体介质的狭缝灭弧
狭缝灭弧装置,灭弧栅片电陶土或有机固体材料制成。当触头间产生电弧后,在磁吹线圈产生的磁场作用下,以电弧产生电动力,将电弧拉长进入灭弧栅片的狭缝中,电弧与栅片紧密接触,冷却电弧,加强去游离。同时有机固体介质在高温作用下分解而产生气体,压力增大,使电弧强烈冷却,最终熄灭
② 冷却灭弧法
降低电弧的温度,使离子运动速度减慢,这样不但使热游离作用减弱,同时离子的复合作用也增强,有利于电弧的熄灭。温度愈低,复合作用就愈强烈,电弧愈易熄灭。

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