開關(guān)電器中熄滅交流電弧的基本方法

1、開關(guān)電器中熄滅交流電弧的開關(guān)電器中熄滅交流電弧的基本方法基本方法電弧電弧 電孤是一種氣體放電現(xiàn)象電孤是一種氣體放電現(xiàn)象 它有兩個特點(diǎn)：它有兩個特點(diǎn)： 一是電弧中有大量的電子、離子，因而是一是電弧中有大量的電子、離子，因而是導(dǎo)電的，電孤不熄滅電路繼續(xù)導(dǎo)通，要電弧熄滅導(dǎo)電的，電孤不熄滅電路繼續(xù)導(dǎo)通，要電弧熄滅后電路才正式斷開后電路才正式斷開; ; 二是電弧的溫度很高，弧心溫度達(dá)二是電弧的溫度很高，弧心溫度達(dá)400040005 5000000攝氏度以上，高溫電弧會燒壞設(shè)備造成嚴(yán)重事攝氏度以上，高溫電弧會燒壞設(shè)備造成嚴(yán)重事故，所以必須采取措施，迅速熄滅電弧。故，所以必須采取措施，迅速熄滅電弧。電弧的產(chǎn)

2、生電弧的產(chǎn)生 熱電子發(fā)射熱電子發(fā)射高溫高溫 強(qiáng)電場發(fā)射強(qiáng)電場發(fā)射強(qiáng)電場力強(qiáng)電場力 碰撞游離碰撞游離電場力的作用，由高速運(yùn)動的電子電場力的作用，由高速運(yùn)動的電子作用產(chǎn)生作用產(chǎn)生 熱游離熱游離高溫（起?。?，由中性質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動碰撞高溫（起?。?，由中性質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動碰撞產(chǎn)生產(chǎn)生電弧的形成：熱電子發(fā)射熱電子發(fā)射 加速加速 碰撞游離碰撞游離 溫度溫度 熱游熱游強(qiáng)電場發(fā)射強(qiáng)電場發(fā)射 離離 電弧電弧 陰極發(fā)射（起因）陰極發(fā)射（起因） 碰撞游離（重要因素）碰撞游離（重要因素） 擊擊 穿（量變到質(zhì)變）穿（量變到質(zhì)變） 熱游離（主要因素）熱游離（主要因素） 維持發(fā)展維持發(fā)展電弧產(chǎn)生的過程電弧產(chǎn)生的過程 1.1.熱電子、強(qiáng)電場

3、發(fā)射電子。熱電子、強(qiáng)電場發(fā)射電子。 2.2.碰撞游離產(chǎn)生電弧。碰撞游離產(chǎn)生電弧。 3.3.熱游離維持電弧穩(wěn)定燃燒。熱游離維持電弧穩(wěn)定燃燒。電弧中的去游離電弧中的去游離 1.1.去游離：氣隙中帶電離子消失的過程。去游離：氣隙中帶電離子消失的過程。 2.2.去游離的形式去游離的形式 （1 1）復(fù)合：正、負(fù)質(zhì)點(diǎn)相互吸引復(fù)合為中性質(zhì)）復(fù)合：正、負(fù)質(zhì)點(diǎn)相互吸引復(fù)合為中性質(zhì)點(diǎn)。點(diǎn)。 （2 2）擴(kuò)散：將正、負(fù)質(zhì)點(diǎn)擴(kuò)散移出。）擴(kuò)散：將正、負(fù)質(zhì)點(diǎn)擴(kuò)散移出。 開關(guān)電器中的滅弧過程就是開關(guān)電器中的滅弧過程就是去游離的過程。去游離的過程。電弧的特點(diǎn)：電弧的特點(diǎn)： 電弧的放電現(xiàn)象是一種氣體自持放電。電弧的放電現(xiàn)象是一種

4、氣體自持放電。 電弧是一種電弧是一種離子離子通道（載流通道）：只有通道（載流通道）：只有觸頭間的電弧熄滅后，電流才真正切斷。觸頭間的電弧熄滅后，電流才真正切斷。 電弧的溫度很高、能量大：容易燒壞觸頭，電弧的溫度很高、能量大：容易燒壞觸頭，或使觸頭周圍的絕緣材料遭受破壞?；蚴褂|頭周圍的絕緣材料遭受破壞。 電弧燃燒時間過長，壓力過高，有可能使電弧燃燒時間過長，壓力過高，有可能使電器發(fā)生爆炸事故。電器發(fā)生爆炸事故。 質(zhì)量輕，在外力的作用下易變形。質(zhì)量輕，在外力的作用下易變形。電弧的危害電弧的危害 1.1.電弧的高溫?zé)龎拈_關(guān)觸頭及部件；電弧的高溫?zé)龎拈_關(guān)觸頭及部件； 2.2.電弧長久不熄滅引起電氣設(shè)備

5、燒毀或爆電弧長久不熄滅引起電氣設(shè)備燒毀或爆 炸；炸； 3.3.電弧的存在使故障長時間不能切除，使電弧的存在使故障長時間不能切除，使事故范圍擴(kuò)大，危及電力系統(tǒng)安全；事故范圍擴(kuò)大，危及電力系統(tǒng)安全； 4.4.電弧會危及人身安全。電弧會危及人身安全。交流電弧的特性交流電弧的特性 動態(tài)伏安特性曲線：電弧電壓和電流隨時間不斷動態(tài)伏安特性曲線：電弧電壓和電流隨時間不斷變化，每一周期，電流過零變化，每一周期，電流過零2 2次次 U Uh h 馬鞍形狀。馬鞍形狀。 A B A BA A 燃燒電壓燃燒電壓 B B 熄滅電壓熄滅電壓 電弧在自然過零時將自動熄滅，但下電弧在自然過零時將自動熄滅，但下半周期隨著電壓的

6、升高，電弧會重燃。半周期隨著電壓的升高，電弧會重燃。 若電流過零時，電弧不再重燃，電弧若電流過零時，電弧不再重燃，電弧就此熄滅。就此熄滅。 交流電弧的熄滅主要是阻止電弧重燃，交流電弧的熄滅主要是阻止電弧重燃，比直流電弧較易于熄滅。比直流電弧較易于熄滅。弧隙介質(zhì)強(qiáng)度弧隙介質(zhì)強(qiáng)度UjUj的恢復(fù)的恢復(fù) 過程：過程： 電流過零前電流過零前 電弧的溫度高，熱游電弧的溫度高，熱游離強(qiáng)烈，弧隙的導(dǎo)電性能好。離強(qiáng)烈，弧隙的導(dǎo)電性能好。 電流過零時電流過零時 弧隙溫度劇降，熱游弧隙溫度劇降，熱游離減弱，弧隙失去導(dǎo)電性能而恢復(fù)為絕緣離減弱，弧隙失去導(dǎo)電性能而恢復(fù)為絕緣介質(zhì)。介質(zhì)。 電流過零后電流過零后溫度繼續(xù)下降

7、，弧隙介溫度繼續(xù)下降，弧隙介質(zhì)電強(qiáng)度逐漸回升。質(zhì)電強(qiáng)度逐漸回升。 (電流極性改變后的電流極性改變后的0.11.0秒瞬間、有秒瞬間、有Uj=150250)弧隙電壓弧隙電壓U Uhfhfd d的恢復(fù)過程的恢復(fù)過程 過程：過程：1 1、電流過零前，電弧電阻很小，電源電壓大、電流過零前，電弧電阻很小，電源電壓大部分降落在線路或負(fù)載的阻抗上。部分降落在線路或負(fù)載的阻抗上。2 2、電流過零時，電弧熄滅，最后變?yōu)榻^緣介、電流過零時，電弧熄滅，最后變?yōu)榻^緣介質(zhì)，電源電壓全部加在弧隙上。質(zhì)，電源電壓全部加在弧隙上。交流電弧的熄滅條件交流電弧的熄滅條件 U Uhf hf U Uj j 兩曲線無交點(diǎn)兩曲線無交點(diǎn)熄滅

8、交流電弧的基本方法熄滅交流電弧的基本方法1.1.采用滅弧能力強(qiáng)的滅弧介質(zhì)采用滅弧能力強(qiáng)的滅弧介質(zhì)2.2.采用特殊金屬材料做滅弧觸頭采用特殊金屬材料做滅弧觸頭3.3.吹弧吹弧加強(qiáng)冷卻和擴(kuò)散加強(qiáng)冷卻和擴(kuò)散 橫吹橫吹將電弧吹彎吹長將電弧吹彎吹長 縱吹縱吹將電弧吹細(xì)將電弧吹細(xì)4.4.采用多斷口滅弧采用多斷口滅弧 拉長迅速拉長迅速 ，行程，行程 ，滅弧時間，滅弧時間 提高了滅弧能力提高了滅弧能力 為使兩斷口電壓分部均勻，裝設(shè)均壓電容為使兩斷口電壓分部均勻，裝設(shè)均壓電容5.5.提高斷路器（開關(guān)）觸頭的分離速度提高斷路器（開關(guān)）觸頭的分離速度 迅速拉長電弧，冷卻與擴(kuò)散迅速拉長電弧，冷卻與擴(kuò)散6.6.采用柵片滅弧裝置采用柵片滅弧裝置 近陰極效應(yīng)：交流電路電流自然過零近陰極效應(yīng)：交流電路電流自然過零時，每一短弧陰極附近有時，每一短弧陰極附近有150250V150250V介質(zhì)