1、一、概述,1、電弧為一種氣體游離放電現(xiàn)象 現(xiàn)象：開關電器開斷電路時，觸關間產(chǎn)生的耀眼的白光。 電弧的存在說明電路中有電流，只有當電弧熄滅，觸頭間隙成為絕緣介質(zhì)時，電路才算斷開。,2、特征： 電弧的能量集中，溫度報高，亮度很強 例：10kvQF斷開20kv的電流，電弧功率達到 1萬kw以上 電弧由陰級區(qū)，陽極區(qū)和弧柱區(qū)組成。 弧柱處溫度最高，可達67k0C到1萬度以上在弧柱周圍溫度較低，亮度明顯減弱的部分叫弧焰，電流幾手都從弧柱內(nèi)部流過。,電弧的氣體放電是自持放電，維持電弧燃燒的電壓很低。在大氣中，1cm長的直流電弧的弧柱電壓僅1530v，在變壓器油中1cm長的直流電弧的弧柱電壓僅100220v

2、。 電弧是一束游離的氣體，質(zhì)量極輕，極易變形。 電弧在氣體或液體的流動作用下或電動力作用下，能迅速移動、伸長或彎曲。,二、電弧的形成,1、帶電質(zhì)點的來源 電極發(fā)射大量自由電子： 熱電子+強電場發(fā)射 弧柱區(qū)的氣體游離，產(chǎn)生大量的電子和離子： 碰撞游離+熱游離 2、電弧的形成,三、電弧的熄滅,關鍵是加強去游離作用 介質(zhì)的游離作用電弧產(chǎn)生 介質(zhì)的去游離作用電弧熄滅 當 游離去游離電弧電流 當游離=去游離電弧電流不變（穩(wěn)定燃燒） 當游離去游離電弧電流（熄滅） 去游離方式有2種： 復合：正負離子相互吸引，彼此中和 擴散：弧柱中的帶電質(zhì)點由于熱運動逸出弧柱外。,影響游離和去游離的因素,電弧溫度： 熱游離Q

3、 速度復合加強Q 使溫度降低的方法有：吹弧、拉長電弧、或與冷卻介質(zhì)表面接觸。 電場強度：E 運動速度復合 Q熱游離 氣體介質(zhì)的壓力：F自由行程縮短離子濃度復合 真空數(shù)目少磁撞游離擴散 介質(zhì)特性：包括氣體的介電強度、導熱系數(shù)、熱量量、電負荷 電極材料：銅、銀、銅鎢、銀鎢合金 具有熔點高、導熱能力強、熱容量大的特點，可減少熱電子發(fā)射和弧柱中的金屬蒸氣。,3.2 直流電弧的 特性及熄滅,一、特性：,1、靜態(tài)伏安特性曲線 為發(fā)弧電壓、即產(chǎn)生電弧的最小電壓值,2、電弧電壓分布圖： =陰極區(qū)電壓+弧柱區(qū)電壓+陽極區(qū)電壓,U=陰極區(qū)電壓U陰極區(qū)+弧柱區(qū)UH+陽極區(qū) U陰極區(qū)大小與in無關，在空氣中U=811

4、V U陽極區(qū) U陰極區(qū)、且隨in增大而減小甚至為零 UH與in呈線性關系 短弧：幾個mm長、主要由U陰極區(qū)+ U陽極區(qū)組成, UH近似于零 長?。簬讉€cm幾個m長，主要由UH組成,近陰極效應（短弧原理）,將長弧沿垂直方向切割成多段電弧串聯(lián)，每一段即構成一個短弧，獲得一個陰極區(qū)壓降。 如果加在觸頭間的電壓小于各段短弧的陰極電壓之和，則電弧就不能維持而熄滅。,二、直流電弧的工作點,直流電弧的熄滅條件,33 交流電弧的 特性及熄滅,交流電?。涸诮涣麟娐分挟a(chǎn)生的電弧,一、特性 1、動態(tài)狀安特性曲線： 電弧電壓和電流隨時間不斷變化，每一周期，電流過零2次 Uh馬鞍形狀。A B A燃弧電壓 B熄弧電壓,電

5、弧在自然過零時將自動熄滅，但下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，電弧就此熄滅。 2、熱慣性：電弧溫度的變化滯后于電流的變化,二、交流電弧的熄滅,1、弧隙介質(zhì)電強度的恢復過程U j Uj 弧隙介質(zhì)能夠承受而不改使弧隙去穿的最小電壓 過程：電流過零前，0C很高，Rn很小，弧隙為良導電通道 電流過零前后，0C ，Rn具有一定抗電強度 電流 過零后，U j恢復不是從零開始,而是有一個起始電壓。這種現(xiàn)象稱為交流電路的近陰極效應。 （電流極性改變后的0.11.0秒瞬間, 有U j=150250V）,2、弧隙電壓的恢復過程Unf,Unf電壓由熄弧電壓恢復到電源電壓的過程。 過程

6、 1、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載的阻抗上。 2、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。,3、交流電弧的熄滅條件：,四、交流電弧的滅弧方法,1、提高觸頭的分閘進度 迅速拉長電弧，E，冷卻與擴散 2、采用多斷口滅弧拉長迅速，行程， 滅弧時間提高了滅弧能力 3、吹弧加強冷卻和擴散 橫吹將電弧吹彎吹長 縱吹將電弧吹細,4、利用固體介質(zhì)的狹縫狹溝滅弧 冷卻， 表面吸附電子，加強復合。 如：介質(zhì)縱縫滅弧罩 介質(zhì)填料滅弧管 5、利用短弧原理滅弧 交流電路：電流自然過零時，每一短弧有150250v電壓。 直流電路：每一短弧的陰極區(qū)有811v電壓降。,6、磁吹利用電磁力驅(qū)動和拉長電弧至固體介質(zhì)滅弧罩或金屬柵滅弧罩中 7、高壓力氣體介質(zhì)滅弧磁撞游離，復合 8、真空滅弧碰撞游離，熱游離，擴散,34 電氣觸頭,分類,1、固定觸頭如母線的聯(lián)接，采用螺柱連接和壓接兩種； 2、滑動觸頭如滑環(huán)與碳刷； 3、可斷觸頭如QF的動靜觸頭，可采用對接式和插入式。,觸頭的接觸電阻,接觸電阻直接反映觸頭的工作狀況 其大小決定了觸頭的發(fā)熱觸頭的工作情況,觸頭的工作情況,1、在長期負載電流下的工作 負載電流I觸頭RcI2Rc 發(fā)熱 需采用 降低溫度及提高通流能力、嚴防金屬氧化層造成的惡性循環(huán)的方法。,2、在