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电弧产生现象原因及特点

电弧产生现象原因及特点

  • 分类:新闻中心
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  • 发布时间:2020-05-25 16:03
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【概要描述】   在有触点电器中,触头接通和分断电流的过程中往往伴随着气体放电现象---电弧的产生及熄灭,电弧对电器具有一定的危害。

  电弧属于气体放电的一种形式。气体放电分为自持放电与非自持放电两类,电弧属于气体自持放电中的弧光放电。试验证明,当在大气中开断或闭合电压超过10V、电流超过100MA的电路时,在触头间隙(或称弧隙)中会产生一团温度极高、亮度极强并能导电的气体,称为电弧。由于电弧的高温及强光,它可以广泛应用于焊接、熔炼、化学合成、强光源及空间技术等方面。对于有触点电器而言,由于电弧主要产生于触头断开电路时,高温将烧损触头及绝缘,严重情况下甚至引起相间短路、电器爆炸,酿成火灾,危及人员及设备的安全。所以从电器的角度来研究电弧,目的在于了解它的基本规律,找出相应的办法,让电弧在电器中尽快熄灭。

  我们借助一定的仪器仔细观察电弧,可以发现,除两个极(触头)外,明显的分为3个区域,即近阴极区、近阳极区及弧柱区。

    近阴极区的长度约等于电子的平均自由行程。在电场力的作用下正离子向阴极运动,造成此区域内聚集着大量的正离子而形成正的空间电荷层,使阴极附近形成高电场强度。正的空间电荷层形成阴极压降,其数值随阴极材料和气体介质的不同而有所变化,但变化不大,约在10-20V之间。

    近阳极区的长度约等于近阴极区的几倍。在电场力的作用下自由电子向阳极运动,它们聚集在阳极附近而且不断被阳极吸收而形成电流。在此区域内聚集着大量的电子形成负的空间电荷层,产生阳极压降,其值也随阳极材料而异、但变化不大,稍小于阴极压降。由于近阳极区的长度比近阴极区的长,故其电场强度较小。

  阴极压降与阳极压降的数值几乎与电流大小无关,在材料及介质确定后可以认为是常数。

  弧柱区的长度几乎与电极间的距离相同。是电弧中温度最高、亮度最强的区域。因在自由状态下近似圆柱形,故称弧柱区。在此区中正、负电粒子数相同,称等离子区。由于不存在空间电荷,整个弧区的特性类似于一金属导体。每单位弧柱长度电压降相等。其电位梯度E。也为一常数,电位梯度与电极材料、电流大小、气体介质种类和气压等因素有关。

  电弧按其外形分为长弧与短弧。长短之别一般取决于弧长与弧径之比。把弧长大大超过弧径的称为长弧。长弧的电压是近极压降(阴极压降与阳极压降)与弧柱压降之和。若弧长小于弧径,两极距离极短(如几毫米)的电弧称为短弧。此时两极的热作用强烈,近极区的过程起主要作用。电弧的压降以近极压降为主,几乎不随电流变化。

  电弧还可按其电流的性质分为直流电弧和交流电弧。

  电弧的形成原因

  变压器及各种用电设备投入或者退出电网时,都有开关电器来完成。当其在大气中开断时,只要电源电压超过12~20V,被关断的电流超过0.25~1A,在触头间(简称弧隙)就会产生一团温度极高、发出强光、能导电的近似圆柱形的气体,此即为电弧。比如铜触头间的最小生弧电压为13V,最小生弧电流为0.43A,开断220V交流电路时产生电弧的最小电流为0.5A。

  实际上开关电器在工作时,电路的电压和电流大都大于生弧电压和生弧电流。即开断电路时触头间隙中必然产生电弧这一现象。电弧的产生,一方面使电路仍旧保持导通状态,而延迟了电路的开断;另一方面电弧长久不熄还会烧损触头及附近的绝缘,严重时甚至引起开关电器的爆炸和火灾。建立于电弧理论基础上的各种开关电器的构造和工作原理,都和电弧有关,电弧在众多电气设备火灾事故中,作为一个很重要的点火源,已引起消防界的重视。因此,我们必须掌握电弧的产生和熄灭的原理,以便采取正确的措施,防范爆炸和火灾事故的发生。

  电弧能够形成导电通道,是因为触头开始分离时,接触处的接触面积很小,电流密度很大,这就使触头金属材料强烈发热。它首先被融化形成液态金属桥,然后有一部分被汽化,变成金属蒸汽进去弧隙。阴极表面在高温作用下,也产生热电发射,向弧隙发射电子。同时,触头间隙开始很小,电场强度极大,阴极表面内部的电子会在强电场作用下被拉出来,送向弧隙,这叫场强发射。由于场强发射和热电发射在弧隙中形成的自由电子,又被强电场加速,向阳极运动,具有足够动能的电子与弧隙介质中性点产生碰撞游离。这种现象不断发生的结果,是触头间隙中的介质点大量游离,变成大量正、负带电质点,从而使弧隙击穿发弧。

  电子动能大于介质的游离能(即游离电位)时,碰撞游离才能发生,但当电子动能小于介质游离能时.中性质点只能激励。电子在弧隙电场中动能的大小,有电子速度决定,而电子平均速度与介质密度和电场强度有关。在开关电器触头间往往充以游离电位高的氢、六氟化硫等物质,来达到使电弧易于熄灭并难于重燃的目的。开关油作灭弧介质,因为它在电弧高温下,能分解出游离电位高的氢气,易于灭弧。

  碰撞游离是电弧发生的主要原因,触头间的强电场,是电弧发生的必要条件,弧隙介质的热游离则是维持电弧燃烧的主要因素。发生电弧时,弧隙中电子、原子及分子互相碰撞,并不断交换能量,使弧隙中介质温度急剧增加,弧柱温度高达6000~7000℃,甚至10000℃以上。一般气体当温度大于7000~8000℃时,金属蒸汽温度大于3000~4000℃,热游离产生的电子,就足够形成导电通路,使电弧得以维持。

 

 

 电弧产生原理图

  电弧产生原理图也是一个简易高压发生器电路,使用一块固定频率脉宽调制电路TL494 产生方波信号控制MOS 管Q1,Q1 上的交变电流在通过串联的黑白电视机高压包T 的时候升压到2k~10kV,升压后经高压包次级串联的高压整流二极管半波整流,输出带直流分量的高频高压(或者说带高频纹波的直流高压也行,两者是一回事)。

 

电弧熄灭的方法

①拉灭弧法

  在开关触头断开时,加速触头分离,将电弧迅速拉长,从而降低了开关触头之间的电场强度,或者说电弧不足以维持电弧的燃烧,而使电弧熄灭。

a.用气体吹动灭弧

  利用任何一种较冷的绝缘介质的气流来纵吹电弧(气流方向与弧柱平行)或横吹电弧(气流方向与弧柱垂直),使电弧迅速扩散,加强冷却,从而达到灭弧的目的。

b.采用多断口灭弧

  在高压断路器中,常制成每相有两个或更多个串联断口,可将电弧分割成多个小电弧段。其作用是:在相等的触头行程下,多断口比单断口的电弧拉长速度快,从而弧隙电阻迅速增加,增大了介质强度的恢复速度;同时,加在每个断口的电压减小,使弧隙的电压恢复速度降低,因而灭弧性能良好。

c.利用真空灭弧

  真空具有较高的绝缘强度,将开关触头置于真空容器中,当电流过零时即能熄灭电弧。为防止产生过电压,应当不使触头分开时电流突变为零。宜在触头间产生少量金属蒸汽,形成电弧通道。当交流电流自然下降过零前后,这些金属蒸汽便在真空中迅速飞散而熄灭电弧。

d.将电弧分为多个串联的短弧

  交流电弧,在电流过零的瞬间,新阴极附近在0.1us的时间内,立即出现大约150~250V的介质强度,称为新阴极效应。当触头两端外加交流电压小于150V时,则电弧将熄灭。将长弧切成几个短弧串联就是利用新阴极效应灭弧。一般是采用绝缘板夹着许多金属栅片组成灭弧栅,罩住开关触头的全行程。当开关触头分离时,长电弧在电动力和磁场力的作用下迅速移入灭弧栅,长电弧被灭弧片切割成一连串的短电弧,在电弧电流过零,电弧熄灭时,每两栅片间均立即出现150~250伏的介质强度,设有n个栅片,则灭弧栅片总的介质强度为n(150~250)V,若作用于触头间的电压小于该值时,不能维持电弧燃烧,电弧必然熄灭。也就是说,当所有栅片间的介质强度总和大于动、静头向外加电压,电弧就不再重燃。

e.利用有机固体介质的狭缝灭弧

  狭缝灭弧装置,灭弧栅片电陶土或有机固体材料制成。当触头间产生电弧后,在磁吹线圈产生的磁场作用下,以电弧产生电动力,将电弧拉长进入灭弧栅片的狭缝中,电弧与栅片紧密接触,冷却电弧,加强去游离。同时有机固体介质在高温作用下分解而产生气体,压力增大,使电弧强烈冷却,最终熄灭

②冷却灭弧法

  降低电弧的温度,使离子运动速度减慢,这样不但使热游离作用减弱,同时离子的复合作用也增强,有利于电弧的熄灭。温度愈低,复合作用就愈强烈,电弧愈易熄灭.

 

电弧产生现象原因及特点

【概要描述】   在有触点电器中,触头接通和分断电流的过程中往往伴随着气体放电现象---电弧的产生及熄灭,电弧对电器具有一定的危害。

  电弧属于气体放电的一种形式。气体放电分为自持放电与非自持放电两类,电弧属于气体自持放电中的弧光放电。试验证明,当在大气中开断或闭合电压超过10V、电流超过100MA的电路时,在触头间隙(或称弧隙)中会产生一团温度极高、亮度极强并能导电的气体,称为电弧。由于电弧的高温及强光,它可以广泛应用于焊接、熔炼、化学合成、强光源及空间技术等方面。对于有触点电器而言,由于电弧主要产生于触头断开电路时,高温将烧损触头及绝缘,严重情况下甚至引起相间短路、电器爆炸,酿成火灾,危及人员及设备的安全。所以从电器的角度来研究电弧,目的在于了解它的基本规律,找出相应的办法,让电弧在电器中尽快熄灭。

  我们借助一定的仪器仔细观察电弧,可以发现,除两个极(触头)外,明显的分为3个区域,即近阴极区、近阳极区及弧柱区。

    近阴极区的长度约等于电子的平均自由行程。在电场力的作用下正离子向阴极运动,造成此区域内聚集着大量的正离子而形成正的空间电荷层,使阴极附近形成高电场强度。正的空间电荷层形成阴极压降,其数值随阴极材料和气体介质的不同而有所变化,但变化不大,约在10-20V之间。

    近阳极区的长度约等于近阴极区的几倍。在电场力的作用下自由电子向阳极运动,它们聚集在阳极附近而且不断被阳极吸收而形成电流。在此区域内聚集着大量的电子形成负的空间电荷层,产生阳极压降,其值也随阳极材料而异、但变化不大,稍小于阴极压降。由于近阳极区的长度比近阴极区的长,故其电场强度较小。

  阴极压降与阳极压降的数值几乎与电流大小无关,在材料及介质确定后可以认为是常数。

  弧柱区的长度几乎与电极间的距离相同。是电弧中温度最高、亮度最强的区域。因在自由状态下近似圆柱形,故称弧柱区。在此区中正、负电粒子数相同,称等离子区。由于不存在空间电荷,整个弧区的特性类似于一金属导体。每单位弧柱长度电压降相等。其电位梯度E。也为一常数,电位梯度与电极材料、电流大小、气体介质种类和气压等因素有关。

  电弧按其外形分为长弧与短弧。长短之别一般取决于弧长与弧径之比。把弧长大大超过弧径的称为长弧。长弧的电压是近极压降(阴极压降与阳极压降)与弧柱压降之和。若弧长小于弧径,两极距离极短(如几毫米)的电弧称为短弧。此时两极的热作用强烈,近极区的过程起主要作用。电弧的压降以近极压降为主,几乎不随电流变化。

  电弧还可按其电流的性质分为直流电弧和交流电弧。

  电弧的形成原因

  变压器及各种用电设备投入或者退出电网时,都有开关电器来完成。当其在大气中开断时,只要电源电压超过12~20V,被关断的电流超过0.25~1A,在触头间(简称弧隙)就会产生一团温度极高、发出强光、能导电的近似圆柱形的气体,此即为电弧。比如铜触头间的最小生弧电压为13V,最小生弧电流为0.43A,开断220V交流电路时产生电弧的最小电流为0.5A。

  实际上开关电器在工作时,电路的电压和电流大都大于生弧电压和生弧电流。即开断电路时触头间隙中必然产生电弧这一现象。电弧的产生,一方面使电路仍旧保持导通状态,而延迟了电路的开断;另一方面电弧长久不熄还会烧损触头及附近的绝缘,严重时甚至引起开关电器的爆炸和火灾。建立于电弧理论基础上的各种开关电器的构造和工作原理,都和电弧有关,电弧在众多电气设备火灾事故中,作为一个很重要的点火源,已引起消防界的重视。因此,我们必须掌握电弧的产生和熄灭的原理,以便采取正确的措施,防范爆炸和火灾事故的发生。

  电弧能够形成导电通道,是因为触头开始分离时,接触处的接触面积很小,电流密度很大,这就使触头金属材料强烈发热。它首先被融化形成液态金属桥,然后有一部分被汽化,变成金属蒸汽进去弧隙。阴极表面在高温作用下,也产生热电发射,向弧隙发射电子。同时,触头间隙开始很小,电场强度极大,阴极表面内部的电子会在强电场作用下被拉出来,送向弧隙,这叫场强发射。由于场强发射和热电发射在弧隙中形成的自由电子,又被强电场加速,向阳极运动,具有足够动能的电子与弧隙介质中性点产生碰撞游离。这种现象不断发生的结果,是触头间隙中的介质点大量游离,变成大量正、负带电质点,从而使弧隙击穿发弧。

  电子动能大于介质的游离能(即游离电位)时,碰撞游离才能发生,但当电子动能小于介质游离能时.中性质点只能激励。电子在弧隙电场中动能的大小,有电子速度决定,而电子平均速度与介质密度和电场强度有关。在开关电器触头间往往充以游离电位高的氢、六氟化硫等物质,来达到使电弧易于熄灭并难于重燃的目的。开关油作灭弧介质,因为它在电弧高温下,能分解出游离电位高的氢气,易于灭弧。

  碰撞游离是电弧发生的主要原因,触头间的强电场,是电弧发生的必要条件,弧隙介质的热游离则是维持电弧燃烧的主要因素。发生电弧时,弧隙中电子、原子及分子互相碰撞,并不断交换能量,使弧隙中介质温度急剧增加,弧柱温度高达6000~7000℃,甚至10000℃以上。一般气体当温度大于7000~8000℃时,金属蒸汽温度大于3000~4000℃,热游离产生的电子,就足够形成导电通路,使电弧得以维持。

 

 

 电弧产生原理图

  电弧产生原理图也是一个简易高压发生器电路,使用一块固定频率脉宽调制电路TL494 产生方波信号控制MOS 管Q1,Q1 上的交变电流在通过串联的黑白电视机高压包T 的时候升压到2k~10kV,升压后经高压包次级串联的高压整流二极管半波整流,输出带直流分量的高频高压(或者说带高频纹波的直流高压也行,两者是一回事)。

 

电弧熄灭的方法

①拉灭弧法

  在开关触头断开时,加速触头分离,将电弧迅速拉长,从而降低了开关触头之间的电场强度,或者说电弧不足以维持电弧的燃烧,而使电弧熄灭。

a.用气体吹动灭弧

  利用任何一种较冷的绝缘介质的气流来纵吹电弧(气流方向与弧柱平行)或横吹电弧(气流方向与弧柱垂直),使电弧迅速扩散,加强冷却,从而达到灭弧的目的。

b.采用多断口灭弧

  在高压断路器中,常制成每相有两个或更多个串联断口,可将电弧分割成多个小电弧段。其作用是:在相等的触头行程下,多断口比单断口的电弧拉长速度快,从而弧隙电阻迅速增加,增大了介质强度的恢复速度;同时,加在每个断口的电压减小,使弧隙的电压恢复速度降低,因而灭弧性能良好。

c.利用真空灭弧

  真空具有较高的绝缘强度,将开关触头置于真空容器中,当电流过零时即能熄灭电弧。为防止产生过电压,应当不使触头分开时电流突变为零。宜在触头间产生少量金属蒸汽,形成电弧通道。当交流电流自然下降过零前后,这些金属蒸汽便在真空中迅速飞散而熄灭电弧。

d.将电弧分为多个串联的短弧

  交流电弧,在电流过零的瞬间,新阴极附近在0.1us的时间内,立即出现大约150~250V的介质强度,称为新阴极效应。当触头两端外加交流电压小于150V时,则电弧将熄灭。将长弧切成几个短弧串联就是利用新阴极效应灭弧。一般是采用绝缘板夹着许多金属栅片组成灭弧栅,罩住开关触头的全行程。当开关触头分离时,长电弧在电动力和磁场力的作用下迅速移入灭弧栅,长电弧被灭弧片切割成一连串的短电弧,在电弧电流过零,电弧熄灭时,每两栅片间均立即出现150~250伏的介质强度,设有n个栅片,则灭弧栅片总的介质强度为n(150~250)V,若作用于触头间的电压小于该值时,不能维持电弧燃烧,电弧必然熄灭。也就是说,当所有栅片间的介质强度总和大于动、静头向外加电压,电弧就不再重燃。

e.利用有机固体介质的狭缝灭弧

  狭缝灭弧装置,灭弧栅片电陶土或有机固体材料制成。当触头间产生电弧后,在磁吹线圈产生的磁场作用下,以电弧产生电动力,将电弧拉长进入灭弧栅片的狭缝中,电弧与栅片紧密接触,冷却电弧,加强去游离。同时有机固体介质在高温作用下分解而产生气体,压力增大,使电弧强烈冷却,最终熄灭

②冷却灭弧法

  降低电弧的温度,使离子运动速度减慢,这样不但使热游离作用减弱,同时离子的复合作用也增强,有利于电弧的熄灭。温度愈低,复合作用就愈强烈,电弧愈易熄灭.

 

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  • 发布时间:2020-05-25 16:03
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在有触点电器中,触头接通和分断电流的过程中往往伴随着气体放电现象---电弧的产生及熄灭,电弧对电器具有一定的危害。

 

电弧属于气体放电的一种形式。气体放电分为自持放电与非自持放电两类,电弧属于气体自持放电中的弧光放电。试验证明,当在大气中开断或闭合电压超过10V、电流超过100MA的电路时,在触头间隙(或称弧隙)中会产生一团温度极高、亮度极强并能导电的气体,称为电弧。由于电弧的高温及强光,它可以广泛应用于焊接、熔炼、化学合成、强光源及空间技术等方面。对于有触点电器而言,由于电弧主要产生于触头断开电路时,高温将烧损触头及绝缘,严重情况下甚至引起相间短路、电器爆炸,酿成火灾,危及人员及设备的安全。所以从电器的角度来研究电弧,目的在于了解它的基本规律,找出相应的办法,让电弧在电器中尽快熄灭。

 

我们借助一定的仪器仔细观察电弧,可以发现,除两个极(触头)外,明显的分为3个区域,即近阴极区、近阳极区及弧柱区。

 

近阴极区的长度约等于电子的平均自由行程。在电场力的作用下正离子向阴极运动,造成此区域内聚集着大量的正离子而形成正的空间电荷层,使阴极附近形成高电场强度。正的空间电荷层形成阴极压降,其数值随阴极材料和气体介质的不同而有所变化,但变化不大,约在10-20V之间。

 

近阳极区的长度约等于近阴极区的几倍。在电场力的作用下自由电子向阳极运动,它们聚集在阳极附近而且不断被阳极吸收而形成电流。在此区域内聚集着大量的电子形成负的空间电荷层,产生阳极压降,其值也随阳极材料而异、但变化不大,稍小于阴极压降。由于近阳极区的长度比近阴极区的长,故其电场强度较小。

 

阴极压降与阳极压降的数值几乎与电流大小无关,在材料及介质确定后可以认为是常数。

 

弧柱区的长度几乎与电极间的距离相同。是电弧中温度最高、亮度最强的区域。因在自由状态下近似圆柱形,故称弧柱区。在此区中正、负电粒子数相同,称等离子区。由于不存在空间电荷,整个弧区的特性类似于一金属导体。每单位弧柱长度电压降相等。其电位梯度E。也为一常数,电位梯度与电极材料、电流大小、气体介质种类和气压等因素有关。

 

电弧按其外形分为长弧与短弧。长短之别一般取决于弧长与弧径之比。把弧长大大超过弧径的称为长弧。长弧的电压是近极压降(阴极压降与阳极压降)与弧柱压降之和。若弧长小于弧径,两极距离极短(如几毫米)的电弧称为短弧。此时两极的热作用强烈,近极区的过程起主要作用。电弧的压降以近极压降为主,几乎不随电流变化。

 

电弧还可按其电流的性质分为直流电弧和交流电弧。

  

电弧的形成原因

 

变压器及各种用电设备投入或者退出电网时,都有开关电器来完成。当其在大气中开断时,只要电源电压超过12~20V,被关断的电流超过0.25~1A,在触头间(简称弧隙)就会产生一团温度极高、发出强光、能导电的近似圆柱形的气体,此即为电弧。比如铜触头间的最小生弧电压为13V,最小生弧电流为0.43A,开断220V交流电路时产生电弧的最小电流为0.5A。

 

实际上开关电器在工作时,电路的电压和电流大都大于生弧电压和生弧电流。即开断电路时触头间隙中必然产生电弧这一现象。电弧的产生,一方面使电路仍旧保持导通状态,而延迟了电路的开断;另一方面电弧长久不熄还会烧损触头及附近的绝缘,严重时甚至引起开关电器的爆炸和火灾。建立于电弧理论基础上的各种开关电器的构造和工作原理,都和电弧有关,电弧在众多电气设备火灾事故中,作为一个很重要的点火源,已引起消防界的重视。因此,我们必须掌握电弧的产生和熄灭的原理,以便采取正确的措施,防范爆炸和火灾事故的发生。

 

电弧能够形成导电通道,是因为触头开始分离时,接触处的接触面积很小,电流密度很大,这就使触头金属材料强烈发热。它首先被融化形成液态金属桥,然后有一部分被汽化,变成金属蒸汽进去弧隙。阴极表面在高温作用下,也产生热电发射,向弧隙发射电子。同时,触头间隙开始很小,电场强度极大,阴极表面内部的电子会在强电场作用下被拉出来,送向弧隙,这叫场强发射。由于场强发射和热电发射在弧隙中形成的自由电子,又被强电场加速,向阳极运动,具有足够动能的电子与弧隙介质中性点产生碰撞游离。这种现象不断发生的结果,是触头间隙中的介质点大量游离,变成大量正、负带电质点,从而使弧隙击穿发弧。

 

电子动能大于介质的游离能(即游离电位)时,碰撞游离才能发生,但当电子动能小于介质游离能时.中性质点只能激励。电子在弧隙电场中动能的大小,有电子速度决定,而电子平均速度与介质密度和电场强度有关。在开关电器触头间往往充以游离电位高的氢、六氟化硫等物质,来达到使电弧易于熄灭并难于重燃的目的。开关油作灭弧介质,因为它在电弧高温下,能分解出游离电位高的氢气,易于灭弧。

 

碰撞游离是电弧发生的主要原因,触头间的强电场,是电弧发生的必要条件,弧隙介质的热游离则是维持电弧燃烧的主要因素。发生电弧时,弧隙中电子、原子及分子互相碰撞,并不断交换能量,使弧隙中介质温度急剧增加,弧柱温度高达6000~7000℃,甚至10000℃以上。一般气体当温度大于7000~8000℃时,金属蒸汽温度大于3000~4000℃,热游离产生的电子,就足够形成导电通路,使电弧得以维持。

 

 电弧产生原理图

 

电弧产生原理图也是一个简易高压发生器电路,使用一块固定频率脉宽调制电路TL494 产生方波信号控制MOS 管Q1,Q1 上的交变电流在通过串联的黑白电视机高压包T 的时候升压到2k~10kV,升压后经高压包次级串联的高压整流二极管半波整流,输出带直流分量的高频高压(或者说带高频纹波的直流高压也行,两者是一回事)。

 

电弧熄灭的方法

 

①拉灭弧法

 

在开关触头断开时,加速触头分离,将电弧迅速拉长,从而降低了开关触头之间的电场强度,或者说电弧不足以维持电弧的燃烧,而使电弧熄灭。

 

a.用气体吹动灭弧

 

利用任何一种较冷的绝缘介质的气流来纵吹电弧(气流方向与弧柱平行)或横吹电弧(气流方向与弧柱垂直),使电弧迅速扩散,加强冷却,从而达到灭弧的目的。

 

b.采用多断口灭弧

 

在高压断路器中,常制成每相有两个或更多个串联断口,可将电弧分割成多个小电弧段。其作用是:在相等的触头行程下,多断口比单断口的电弧拉长速度快,从而弧隙电阻迅速增加,增大了介质强度的恢复速度;同时,加在每个断口的电压减小,使弧隙的电压恢复速度降低,因而灭弧性能良好。

 

c.利用真空灭弧

 

真空具有较高的绝缘强度,将开关触头置于真空容器中,当电流过零时即能熄灭电弧。为防止产生过电压,应当不使触头分开时电流突变为零。宜在触头间产生少量金属蒸汽,形成电弧通道。当交流电流自然下降过零前后,这些金属蒸汽便在真空中迅速飞散而熄灭电弧。

 

 

d.将电弧分为多个串联的短弧

 

交流电弧,在电流过零的瞬间,新阴极附近在0.1us的时间内,立即出现大约150~250V的介质强度,称为新阴极效应。当触头两端外加交流电压小于150V时,则电弧将熄灭。将长弧切成几个短弧串联就是利用新阴极效应灭弧。一般是采用绝缘板夹着许多金属栅片组成灭弧栅,罩住开关触头的全行程。当开关触头分离时,长电弧在电动力和磁场力的作用下迅速移入灭弧栅,长电弧被灭弧片切割成一连串的短电弧,在电弧电流过零,电弧熄灭时,每两栅片间均立即出现150~250伏的介质强度,设有n个栅片,则灭弧栅片总的介质强度为n(150~250)V,若作用于触头间的电压小于该值时,不能维持电弧燃烧,电弧必然熄灭。也就是说,当所有栅片间的介质强度总和大于动、静头向外加电压,电弧就不再重燃。

 

e.利用有机固体介质的狭缝灭弧

 

狭缝灭弧装置,灭弧栅片电陶土或有机固体材料制成。当触头间产生电弧后,在磁吹线圈产生的磁场作用下,以电弧产生电动力,将电弧拉长进入灭弧栅片的狭缝中,电弧与栅片紧密接触,冷却电弧,加强去游离。同时有机固体介质在高温作用下分解而产生气体,压力增大,使电弧强烈冷却,最终熄灭

 

 

②冷却灭弧法

 

降低电弧的温度,使离子运动速度减慢,这样不但使热游离作用减弱,同时离子的复合作用也增强,有利于电弧的熄灭。温度愈低,复合作用就愈强烈,电弧愈易熄灭.

 

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