§22交、直流電弧的形成及熄弧原理與方法開關(guān)設(shè)備在高壓電器中占有重要的地位,機械式的開關(guān)設(shè)備是用觸頭的位移來開斷電路電流的靜觸頭動觸頭發(fā)生在開關(guān)設(shè)備中的電弧稱為開關(guān)電弧。開關(guān)在斷開的狀態(tài)時,動、靜觸頭間一般是不導(dǎo)電的絕緣氣體為什么在切斷有電流通過的電路時會形成導(dǎo)電的弧道?電弧的形成電弧是氣體放電的一種形式。放電現(xiàn)象:帶電體周圍介質(zhì)從絕緣狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài),從而使電能通過的現(xiàn)象。D開關(guān)設(shè)備進行切斷電路或關(guān)合電路時,若動、靜觸頭之間的電場強度大于介質(zhì)強度,則觸頭之間的絕緣氣體被擊穿,成為游離狀態(tài),在游離狀態(tài)下的氣體具有很強的導(dǎo)電性能,這實質(zhì)上是絕緣介質(zhì)轉(zhuǎn)變成了導(dǎo)電體,也就是形成了電弧觸頭剛分離觸頭開距加大觸頭分離后期強場發(fā)射占電場強度熱電子發(fā)射占主導(dǎo)地位E減小主導(dǎo)地位踫撞游離熱游離形成電弧電弧持續(xù)燃燒電弧通常可以分為三部分:陰極、弧柱和陽極電弧的產(chǎn)生是中性質(zhì)點不斷被游離的結(jié)果二、電弧的特點:(1)電弧是強功率的放電現(xiàn)象伴隨著電弧,大量的電能轉(zhuǎn)化為熱能的形式,使電弧處的溫度極高,以焦耳熱形式發(fā)出的功率可達10000kW。(2)電弧是一種自持放電現(xiàn)象不用很高的電壓和很大的電流就能維持相當長的電弧穩(wěn)定燃燒而不熄滅(3)電弧是等離子體,質(zhì)量極輕,極易改變形狀電弧區(qū)內(nèi)氣體的流動包括自然對流及外界甚至電弧電流本身產(chǎn)生的磁場都會使電弧受力,改變形狀。、電弧熄滅的物理過程在游離的同時,還存在著一種與游離現(xiàn)象相反的過程,即帶電質(zhì)點互相中和成為不導(dǎo)電的中性質(zhì)點,使帶質(zhì)點大大減少,這種現(xiàn)象稱為去游離。中性粒子1電弧的去游離方式:(1)復(fù)負離子(2)擴散(3)氣體分離復(fù)合正離子(+中性粒子2熄滅電弧的基本條件:游離速度去游離速度電弧燃燒更加強烈電弧游離速度二去游離速度穩(wěn)定燃燒游離速度<去游離速度電弧逐漸熄滅四、電弧電壓分布觸頭間的電弧可以分為三個區(qū)域陰極區(qū)弧柱區(qū)陽極區(qū)觸頭陰極區(qū)弧柱區(qū)陽極區(qū)電弧上的電壓降;uk-陰極電壓降um弧柱上的電壓降;uln一陽極電壓降五、直流電弧的熄滅條件1直流電弧的伏安特性從電路角度看,直流電弧是一非線性電阻,阻值隨電流及其它因素而改變。E具有電弧的RL直流電路起弧后電壓平衡方程式為:E=iR+l-+uE當游離與去游離處于動態(tài)平衡,電弧穩(wěn)定燃燒,dtE-iR=uE-iR=f(i)是電路伏安特性Un=f(i)是電弧靜伏安特性直流電弧的穩(wěn)定燃燒點及熄滅條件(一)直流電弧的穩(wěn)定燃燒點直流電弧的穩(wěn)定燃燒點也稱工作點。讓觸頭保持一定距離,電弧燃燒達到穩(wěn)定狀態(tài)后,電流不隨時間變化。兩條曲線交于A、B兩點,此兩點既滿足了電路的要求(電弧外部