第四章电弧及电路.ppt

1 第四章电弧及电路 教学重点 电弧概述电弧的产生和描述直流电弧交流电弧电弧的黑盒模型 2 3 1概述 什么是电弧 开关电弧 弧光放电 开关电弧与其他电弧目的特点和规律触头分断电路与无触点开关分合设备 电流值水平及绝缘耐受电压值都特别高电弧 属低温等离子体开关 导体绝缘体互变 3 等离子体 4 5 等离子体 6 4 2电弧的产生和描述 弧光放电及特点电弧弧柱的游离过程弧柱消游离过程电弧能量平横 7 弧光放电及特点 电压由a点升至b点区 电流不变 在b点以后 c点以前 电流都有增大 外界电离因素作用下的放电现象称为非自持性放电电场作用间隙进行自持性放电阶段 8 非自持性放电 自持性放电阶段 压力 形状 功率 距离弧光放电是自持性放电的一种形式辉光放电电晕放电游离气体电位降和电位梯度近极区域弧柱阴极斑点 9 4 2 2电弧弧柱的游离过程 碰撞游离热游离弧柱的游离过程电弧的能量平衡 10 4 3直流电弧 直流电弧的伏安特性直流电弧的稳定燃烧与熄灭开断直流电弧的几个参数 11 4 3 1直流电弧的伏安特性 直流电弧 直流电路中产生的电弧静态伏安特 直流电弧在一定长度下稳定燃烧时所测得的伏安特性Uh EhLh 12 4 3 1 2影响伏安特性的因素 电弧长度lh 弧柱电场强度Eh的乘积 伏安特性 4 3 1 3动态伏安特性 计及直流电路中电流改变速度的影响而得出的伏安特性 13 4 3 2直流电弧的稳定燃烧与熄灭 熄灭电弧时拉长电弧增强冷却 14 4 3 3开断直流电弧的几个参数 烧弧时间电弧能量过电压 15 4 4交流电弧 交流电弧的特点交流电弧对电路的影响电压恢复过程与介质强度恢复过程交流电弧流过零现象交流电弧的熄灭和重燃 16 交流电弧的特点 交流电弧即在交流电路中所产生的电弧燃弧电压或燃弧尖峰 电弧熄灭瞬间熄弧电压或熄弧 17 4 4 2交流电弧对电路的影响 18 重燃熄灭触头在分断电流后的弧隙介质强度的恢复称为热态介质强度恢复特性或熄弧后的介质强度恢复特性 4 4 3电压恢复过程与介质强度恢复过程 19 4 4 4交流电弧流过零现象 电压恢复过程和介质强度恢复电弧电流即被突然转移到电容中去 使电弧熄灭 20 电弧电流零点相对于电弧电压零点所处时刻 电弧电流趋近于零时的现象 称电流过零现象 超前过零同时过零 21 4 4 5交流电弧的熄灭和重燃介质强度恢复理论 电击穿理论 和能量平衡理论 热击穿理论 电击穿理论 交流电弧的重燃是加在弧隙上的电场作用下形成电子崩的结果 即弧隙因击穿而引起重燃 这个理论认为 电弧电流过零后 弧隙已是介质 不存在电导 等效介质强度热击穿理论 电弧的熄灭或重燃取决于弧隙中的能量平衡 当弧隙所产生的热能大于散出的热能时 弧隙就会因热击穿而使电弧重燃 22 4 5电弧的黑盒模型 电弧的黑盒模型 现象模型 Cassie模型电弧是具有圆柱形的气体通道 其截面有均匀分布的温度 该通道有相当明确的界限 即直径 在通道以外电导很小 电弧通道的直径随电弧电流的变化而相应改变 但认为电弧的温度在空间和时间上都保持不变