電氣設(shè)備中電弧理論

電氣設(shè)備中電弧理論第一頁，共27頁。由絕緣氣體或絕緣油受熱分解出的氣體游離產(chǎn)生的自由電子導(dǎo)電現(xiàn)象什么是電??？2第二頁，共27頁。電弧延長(zhǎng)了電路開斷的時(shí)間電弧的高溫可能燒損開關(guān)的觸頭，燒毀電氣設(shè)備、導(dǎo)線及電纜強(qiáng)烈的弧光可能損傷人的視力，使人眼致瞎電弧的危害3第三頁，共27頁。

觸頭本身及觸頭周圍介質(zhì)中含有大量可被游離的自由電子產(chǎn)生電弧的根本原因4第四頁，共27頁。陰極陽極自由電子炙熱的電流斑產(chǎn)生熱電子發(fā)射5第五頁，共27頁。陽極U陰極自由電子強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射強(qiáng)電場(chǎng)6第六頁，共27頁。強(qiáng)電場(chǎng)陰極陽極U自由電子中性質(zhì)點(diǎn)正離子碰撞游離7第七頁，共27頁。陰極陽極電弧開始燃燒8第八頁，共27頁。陰極陽極自由電子中性質(zhì)點(diǎn)正離子電弧高溫所產(chǎn)生的熱游離維持電弧的燃燒9第九頁，共27頁。復(fù)合去游離的強(qiáng)弱取決于離子間的相對(duì)速度與距離陰極陽極自由電子中性質(zhì)點(diǎn)正離子電弧燃燒中的復(fù)合去游離10第十頁，共27頁。陰極陽極自由電子電弧燃燒中的擴(kuò)散去游離擴(kuò)散去游離的強(qiáng)弱取決于離子間的濃度差和溫度差11第十一頁，共27頁。溫度降低熱發(fā)射、熱游離作用減弱帶電質(zhì)點(diǎn)速度減慢復(fù)合加強(qiáng)去游離作用加強(qiáng)電弧溫度對(duì)去游離的影響12第十二頁，共27頁。壓力增大帶電質(zhì)點(diǎn)間的距離減小復(fù)合加強(qiáng)去游離作用加強(qiáng)電弧燃燒空間的壓力對(duì)去游離強(qiáng)弱的影響13第十三頁，共27頁。傳熱能力越強(qiáng)介電強(qiáng)度越大介質(zhì)熱容量越大去游離作用越強(qiáng)熄弧介質(zhì)與觸頭材料對(duì)去游離強(qiáng)弱的影響耐高溫金屬對(duì)表面電子束縛力強(qiáng)14第十四頁，共27頁。通過降低電弧溫度采取的滅弧措施通過增大氣體介質(zhì)壓力采取的滅弧措施按照介質(zhì)特性采取的滅弧措施通過選取觸頭材料采取的滅弧措施

有針對(duì)性的滅弧措施15第十五頁，共27頁。粗弧分細(xì)滅弧法長(zhǎng)弧切短滅弧法真空滅弧法增大電弧上的壓降利用真空較高的絕緣強(qiáng)度速拉滅弧法冷卻滅弧法吹弧滅弧法降低電弧溫度常用的熄弧方法16第十六頁，共27頁。陰極陽極橫吹氣流，油流17第十七頁，共27頁。

陰極陽極縱吹18第十八頁，共27頁。陰極陽極

長(zhǎng)弧切短-柵片滅弧19第十九頁，共27頁。滅弧室20第二十頁，共27頁。開關(guān)電器中的滅弧方法和裝置觸頭在通斷過程中產(chǎn)生的電弧會(huì)燒損觸頭，造成其它故障。對(duì)于通斷大電流電路的電器，如接觸器、斷路器等，這個(gè)問題更為突出，因此開關(guān)電器要有較完善的滅弧裝置。21第二十一頁，共27頁。（1）橋式結(jié)構(gòu)雙斷口滅弧橋式結(jié)構(gòu)雙斷口觸頭，流過觸頭兩端的電流方向相反，將產(chǎn)生互相推斥的電動(dòng)力。當(dāng)觸頭打開時(shí)，在斷口中產(chǎn)生電弧。使電弧向外運(yùn)動(dòng)并拉長(zhǎng)，從而使它迅速穿越冷卻介質(zhì)，加快電弧冷卻并熄滅。這種觸頭結(jié)構(gòu)同時(shí)也具有將一個(gè)電弧分成兩段以分散電弧能量的作用。交流接觸器常采用這種滅弧方法。22第二十二頁，共27頁。（2）柵片滅弧滅弧柵一般是由多片鍍銅薄鋼片（柵片）和石棉絕緣板組成。它們安放在電器觸頭上方的滅弧室內(nèi)，彼此之間互相絕緣，片間距離約2～5mm。當(dāng)觸頭分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，在觸頭之間產(chǎn)生電弧，電弧電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，由于鋼片磁阻比空氣磁阻小得多，因此，電弧上方的磁通非常稀疏，而下方的磁通卻非常密集，這種上疏下密的磁場(chǎng)將電弧拉入滅弧罩中。當(dāng)電弧進(jìn)入滅弧柵后，被分割成數(shù)段串聯(lián)的短弧。這樣每?jī)善瑴缁牌梢钥醋饕粚?duì)電極，而每對(duì)電極間都有150～250V的絕緣強(qiáng)度，從而使整個(gè)滅弧柵的絕緣強(qiáng)度大大加強(qiáng)。與此同時(shí)每個(gè)柵片間的電壓不足以達(dá)到電弧燃燒電壓，鋼柵片又強(qiáng)烈吸收電弧熱量，因此電弧迅速冷卻并很快熄滅。23第二十三頁，共27頁。（3）磁吹滅弧利用電弧在磁場(chǎng)中受力，將電弧拉長(zhǎng)，并使電弧在冷卻的滅弧罩窄縫隙中運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的去游離作用，從而將電弧熄滅。電弧兩側(cè)的合成磁通不相等，下側(cè)大于上側(cè)，因此，產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁力將電弧向上側(cè)推動(dòng)，并使電弧急速進(jìn)入滅弧罩，電弧被拉長(zhǎng)并受到冷卻而很快被熄滅。a)示意圖b)頂視圖24第二十四頁，共27頁。電流到零電弧暫時(shí)熄滅電流過零電弧可能重燃It交流電弧熄滅的特點(diǎn)25第二十五