高壓真空開關(guān)電弧熄滅與重燃的原理與特點

1、高壓真空開關(guān)電弧熄滅與重燃的原理與特點高壓真空開關(guān)電弧熄滅與重燃的原理與特點游離是在外加電壓和電弧電流作用下，電子和離子不斷產(chǎn)生的過程， 也就是電弧的產(chǎn)生和維持的過程。 與此同時， 在弧柱中還存在著電子 和離子消失（減少）的過程，使電弧電流減少，以致使電弧熄滅，稱 為去游離。 在穩(wěn)定燃燒的電弧中，這兩個過程處于動態(tài)平衡。 如果游 離現(xiàn)象大于去游離現(xiàn)象， 電弧將繼續(xù)熾熱燃燒； 如果去游離大于游離， 電弧越來越弱， 最后熄滅。 因此使去游離大于游離就是電弧熄滅的基 本原理。一、去游離的方式主要是復(fù)合與擴散（1）復(fù)合弧隙中帶正電或帶負(fù)電的質(zhì)點， 在運動中彼此結(jié)合形成中性質(zhì)點的過 程，稱為復(fù)合。電子的

2、運動速度約為離子運行速度的 1000 倍，因此， 電子和離子的直接復(fù)合可能性很小。 但是，電子在碰撞時先附著在中 性質(zhì)點上形成負(fù)離子，然后與運動速度大致相等的正離子相互吸引、 接觸而形成中性質(zhì)點（中性分子） 。復(fù)合過程的快慢， 主要決定于離子運動的速度。 使弧柱場強減小，降 低電弧溫度，增大氣體壓力，升高氣體密度等，均可減小離子運動速 度，增加離子間接觸機會，加強復(fù)合。（2）擴散 擴散是弧柱中的自由電子及正離子由于熱運動從弧柱內(nèi)逸出進(jìn)入周 圍介質(zhì)的一種現(xiàn)象。 電弧中的高溫自由電子和正離子由密集的空間向 周圍密度小、溫度低的介質(zhì)擴散，并與介質(zhì)中帶異性電的質(zhì)點結(jié)合， 形成中性分子。 電弧與周圍介質(zhì)

3、溫度差以及離子濃度差愈大， 擴散作 用愈強。采用冷的、 新鮮的、未游離的氣體吹動電弧，可使電弧在周圍介質(zhì)中 移動，加強與新鮮介質(zhì)接觸，一方面帶走電弧的熱量，另一方面增大 電弧與周圍介質(zhì)的溫差，加強擴散，有利于滅弧。電弧熄滅與否， 取決于游離與去游離兩個因素作用的結(jié)果。 當(dāng)弧柱中 去游離大于游離時，電弧中離子減小，電弧電阻增加，電流減小，最 后電弧趨于熄滅。二、交流電弧的熄滅交流電流每半個周期經(jīng)過一次零值。 此時，電源停止向弧隙輸入能量， 而弧隙由于不斷散出熱量，溫度下降， 熱游離作用迅速減弱， 電弧暫 時熄滅。但是由于弧隙的溫度很高，熱游離尚在繼續(xù)，在弧隙電壓的 作用下，弧隙仍有電流通過，電源

4、仍向弧隙輸入能量，使弧隙溫度升 高，熱游離加強。若輸入能量大于散出能量， 即弧隙中游離過程大于去游離過程， 電弧 將重燃。 這種由于熱游離而引起電弧的重燃稱熱擊穿。 反之，如果電流過零后， 輸入能量小于散出能量，弧隙溫度將繼續(xù)下降，熱游離基 本停止，弧隙由導(dǎo)電狀態(tài)向介質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)變，電弧即熄滅電流過零時，電弧暫時熄滅，但弧隙介質(zhì)絕緣能力要恢復(fù)到正常情況需要 一定時間， 稱為介質(zhì)強度恢復(fù)過程。在此過程中，弧隙所承受而不致 使弧隙擊穿重燃的臨界電壓稱為介質(zhì)的擊穿電壓 uj (t)。與此同時, 弧隙電壓由熄弧電壓，經(jīng)一定時間，逐漸恢復(fù)到電源電壓，這是弧隙 電壓的恢復(fù)過程。隨著電壓的升高， 游離因素加強， 可能引起間隙再擊穿， 稱為電擊穿， 電弧重燃。交流電流過零后， 電弧熄滅是否會重熄， 取決于介質(zhì)強度恢復(fù)過程與 弧隙電壓恢復(fù)過程相互作用的結(jié)果。 只要電流過零后， 弧隙的介質(zhì)擊 穿電壓 uj 永遠(yuǎn)大于弧隙恢復(fù)電壓 uhf ，弧隙不被擊穿，電弧即熄滅。 否則，電弧將重燃