电气设备中的电弧理论

1、电气设备中的电弧理论,2,由绝缘气体或绝缘油 受热分解出的气体游离产 生的自由电子导电现象,什么是电弧？,3,电弧延长了电路开断的时间,电弧的高温可能烧损开关的 触头，烧毁电气设备、导线 及电缆,强烈的弧光可能损伤人的视 力，使人眼致瞎,电弧的危害,4,触头本身及触头 周围介质中含有大量 可被游离的自由电子,产生电弧的根本原因,5,阴极,阳极,炙热的电流斑产生热电子发射,6,阳极,U,阴极,强电场发射,强电场,7,强电场,阴极,阳极,自由电子,中性质点,正离子,碰撞游离,8,电弧开始燃烧,9,阴极,阳极,电弧高温所产生的热游离维持电弧的燃烧,10,复合去游离的强弱取决于 离子间的相对速度与 距

2、离,阴极,阳极,电弧燃烧中的复合去游离,11,阴极,阳极,电弧燃烧中的扩散去游离,扩散去游离的强弱取决于 离子间的浓度差和温度差,12,温 度 降 低,带电质点速度减慢,复合加强,去 游 离 作 用 加 强,电弧温度对去游离的影响,13,压力增大,带电质点间的距离减小,复合加强,去游离作用加强,电弧燃烧空间的压力对去游离强弱的影响,14,传热能力越强,介电强度越大,介质热容量越大,去游离 作用越强,熄弧介质与触头材料对去游离强弱的影响,耐高温金属对表 面电子束缚力强,15,通过降低电弧温度采取的灭弧措施,通过增大气体介质压力采取的灭弧措施,按照介质特性采取的灭弧措施,通过选取触头材料采取的灭弧

3、措施,有针对性的灭弧措施,16,粗弧分细灭弧法,长弧切短灭弧法,真空灭弧法,增大电弧上的压降,利用真空较高的绝缘强度,速拉灭弧法,冷却灭弧法,吹弧灭弧法,降低电弧温度,常用的熄弧方法,17,阴极,阳极,横 吹,气流，油流,18,纵 吹,19,长弧切短-栅片灭弧,20,灭弧室,21,开关电器中的灭弧方法和装置,触头在通断过程中产生的电弧会烧损触头，造成其它故障。 对于通断大电流电路的电器，如接触器、断路器等，这个问题更为突出，因此开关电器要有较完善的灭弧装置。,22,（1）桥式结构双断口灭弧,桥式结构双断口触头，流过触头两端的电流方向相反，将产生互相推斥的电动力。当触头打开时，在断口中产生电弧。

4、使电弧向外运动并拉长，从而使它迅速穿越冷却介质，加快电弧冷却并熄灭。 这种触头结构同时也具有将一个电弧分成两段以分散电弧能量的作用。交流接触器常采用这种灭弧方法。,23,（2）栅片灭弧,灭弧栅一般是由多片镀铜薄钢片（栅片）和石棉绝缘板组成。它们安放在电器触头上方的灭弧室内，彼此之间互相绝缘，片间距离约25mm。当触头分断电路时，在触头之间产生电弧，电弧电流产生磁场，由于钢片磁阻比空气磁阻小得多，因此，电弧上方的磁通非常稀疏，而下方的磁通却非常密集，这种上疏下密的磁场将电弧拉入灭弧罩中。,当电弧进入灭弧栅后，被分割成数段串联的短弧。 这样每两片灭弧栅片可以看作一对电极，而每对电极间都有150250V的绝缘强度，从而使整个灭弧栅的绝缘强度大大加强。 与此同时每个栅片间的电压不足以达到电弧燃烧电压，钢栅片又强烈吸收电弧热量，因此电弧迅速冷却并很快熄灭。,24,（3）磁吹灭弧,利用电弧在磁场中受力，将电弧拉长，并使电弧在冷却的灭弧罩窄缝隙中运动，产生强烈的去游离作用，从而将电弧熄灭。 电弧两侧的合成磁通不相等，下侧大于上侧，因此，产生强烈的电磁力将电弧向上侧推动，并使电弧急速进入灭弧罩，电弧被拉长并受到冷却而很快被熄灭。,a)示意图 b)顶视图,25,电流到零,电弧暂时熄灭,电流过零,电弧可能重燃,交流电弧熄灭的特点,26,满足正常负荷的发