電弧基本知識盧凱霞時(shí)間年月課件

教師：盧凱霞

時(shí)間：2021年11月電弧基本知識

BasicknowledgeofarcCONTENTS目錄電弧基本知識1電弧產(chǎn)生的原因2熄滅電弧的方法3

電弧基本知識在斷開電路時(shí)，電路中的開關(guān)觸頭在分開瞬間產(chǎn)生電弧，電路中的電流借此電弧維持導(dǎo)通。這樣會使觸頭不能斷開電路，因而燒毀設(shè)備，危及人身安全。尤其是在電路發(fā)生短路故障時(shí)，如不快速切斷短路電流，就會造成通信電源停電，影響整個(gè)通信設(shè)備的正常工作。電弧的現(xiàn)象電弧實(shí)際上是一種氣體游離的放電現(xiàn)象。開關(guān)型電器在斷開時(shí)，由于電路中電壓和電流的作用，在相互分開的開關(guān)觸頭之間產(chǎn)生一種強(qiáng)烈的亮光，這個(gè)亮光稱為電弧。經(jīng)測定如果觸頭間的電壓大于10-20V；電流大于80-100mA時(shí)，在觸頭間就會產(chǎn)生電弧。由于電弧具有能量集中，溫度高、亮度強(qiáng)，因此必須在開關(guān)電器中，安裝滅弧裝置，防止燒毀開關(guān)觸頭。

電弧產(chǎn)生的原因形成電弧的四個(gè)因素（1）強(qiáng)電場發(fā)射：在開關(guān)的觸頭剛分開的瞬間，觸頭之間的距離很近，所以分開的縫隙間電場強(qiáng)度E(V/cm)很大。在此強(qiáng)電場的作用下，電子從陰極表面被拉出，以高速度奔向陽極，這種現(xiàn)象稱強(qiáng)電場發(fā)射。（2）熱電發(fā)射：當(dāng)觸頭分開的瞬間，接觸電阻增大，從而使電極上出現(xiàn)強(qiáng)烈的熾熱點(diǎn)。再加上正離子迅速移向陰極釋放能量，使陰極表面溫度升高，便于發(fā)射電子。使弧隙中電子數(shù)目增加，這種現(xiàn)象稱為熱電發(fā)射。

二、電弧產(chǎn)生的原因形成電弧的四個(gè)因素（3）碰撞游離：奔向陽極的自由電子，因具有很大的動能，在運(yùn)動的過程中，如果碰到中性分子或原子，所持的一部分動能就傳給原子或分子。若自由電子所持的能量足夠大時(shí)，可將中性原子的外圍電子撞擊出來，變?yōu)樽杂呻娮樱艿诫妶龅淖饔枚\(yùn)動。并獲得一定的動能。再次碰撞出新的自由電子，如此繼續(xù)碰撞，在弧隙中的自由電子和離子濃度不斷增加，成為游離狀態(tài)，這種游離狀態(tài)稱為碰撞游離。（4）熱游離：熱游離是維持電弧燃燒的主要原因。

二、電弧產(chǎn)生的原因電弧的伏安特性圖1-16所示為電弧的伏安特性曲線，它表示電弧的電流和電壓的關(guān)系。由圖可見，隨著電弧電流的增大，電弧電壓（維持電弧電壓）降低。

二、電弧產(chǎn)生的原因熄滅電弧的過程，就是去游離的過程。因此必須減弱或完全終止熱游離，加強(qiáng)帶電質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合和離子向周圍介質(zhì)的擴(kuò)散。在現(xiàn)代開關(guān)電路中，根據(jù)上述電弧產(chǎn)生的因素和熄滅電弧的過程，廣泛采取了下面幾種滅弧方法：1．利用氣體吹動滅弧2．利用固體介質(zhì)的狹縫或狹溝滅弧3．將長電弧分成若干短電弧滅弧4．利用多斷開點(diǎn)滅弧5.拉長電弧6．強(qiáng)冷滅弧

三、熄滅電弧的方法01利用氣體吹動滅弧

這種滅弧的原理，是利用氣體縱向或橫向吹動電弧，使電弧冷卻，因此減弱了電弧的熱游離，加強(qiáng)了帶電質(zhì)點(diǎn)的再結(jié)合及向周圍的擴(kuò)散作用。縱向吹弧如圖(a)所示，橫向吹弧如圖(b)所示。使電弧受到強(qiáng)烈的冷卻和拉長，而將電弧熄滅?？v向吹弧如圖(a)所示，橫向吹弧如圖(b)所示。使電弧受到強(qiáng)烈的冷卻和拉長，而將電弧熄滅。

三、熄滅電弧的方法利用氣體吹動滅弧在高壓開關(guān)柜中的少油斷路器，就采用氣體吹弧的滅弧方法。02利用固體介質(zhì)的狹縫或狹溝滅弧

電弧與固體介質(zhì)緊密接觸時(shí)，使電弧的去游離大大加強(qiáng)。原因是在固體介質(zhì)表面的帶電離子強(qiáng)烈復(fù)合；同時(shí)固體介質(zhì)在電弧高溫作用下，使狹縫或狹溝中的氣體受熱膨脹壓力增大，并使固體介質(zhì)對電弧冷卻的結(jié)果。目前我國生產(chǎn)的RTO系列熔斷器就是利用這種原理進(jìn)行滅弧。

三、熄滅電弧的方法圖1-18將長電弧分成幾個(gè)短電弧03將長電弧分成若干短電弧滅弧利用由金屬片制成的滅弧柵，將長弧分割成短電弧串聯(lián)，如圖1-18(a)所示。由于維持一個(gè)電弧的穩(wěn)定燃燒，需要20-40V的外加電壓，當(dāng)被分割的短電弧上外加電壓小于電弧的維持電壓時(shí)，電弧熄滅。一般低壓開關(guān)電器滅弧常采用這種滅弧的方法。

三、熄滅電弧的方法04利用多斷開點(diǎn)滅弧這種方法是在開關(guān)電器的同一相內(nèi)，可制成兩個(gè)或更多斷開點(diǎn)。當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，則在一相內(nèi)便形成幾個(gè)串聯(lián)的電弧，所有電弧的全長為一個(gè)斷開點(diǎn)電弧長的幾倍，相當(dāng)于把長電弧分成幾個(gè)短電弧串聯(lián)。

三、熄滅電弧的方法

圖1-19表示兩個(gè)不同弧長所需的發(fā)弧電壓及伏安特性。從圖看出L1、L2表示弧長，其L1＞L2，則UF1＞UF2。如果在UF2的條件下，把電弧拉到L1長度，則小于維持電弧燃燒的電壓而滅弧。05拉長電弧拉長電弧，則電弧的伏安特性向上移，發(fā)弧電壓UF增高，要維持電弧燃燒所需的電壓增大。

三、熄滅電弧的方法

圖2-4表示兩個(gè)不同弧長所需的發(fā)弧電壓及伏安特性。從圖看出L1、L2表示弧長，其L1＞L2，則UF1＞UF2。如果在UF2的條件下，把電弧拉到L1長度，則小于維持電弧燃燒的電壓而滅弧。

圖1-19表示兩個(gè)不同弧長所需的發(fā)弧電壓及伏安特性。從圖看出L1、L2表示弧長，其L1＞L2，則UF1＞UF2。如果在UF2的條件下，把電弧拉到L1長度，則小于維持電弧燃燒的電壓而滅弧。06強(qiáng)冷滅弧直流電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)，電弧功率幾乎全部轉(zhuǎn)為熱功率，可以通過傳導(dǎo)、輻射和對流（氣吹）將熱功率擴(kuò)散到周圍介質(zhì)中，使去游離速度大于游離速度而滅弧。

三、熄滅電弧的方法

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