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电弧的熄灭条件有哪些

h1654155282.3538 来源:网络整理 作者:网络整理 2020-01-02 11:55 次阅读

电弧现象

开关电器一般由导体(用于提供电能从开关外部到开关触头之间的通路)、触头(对电能通路进行分开和闭合,分动触头和静触头)和绝缘介质组成。

当开关电器断开电路的瞬间,只要电路中有不小于80-100ma的电流,开关触头间电压大于10-20v时,断口间将产生强烈的白光,即产生电弧。

从现象上看,电弧是一束明亮的光柱。

从本质上讲,电弧是一种游离态气体的自持放电现象,是自由电子、带电离子定向移动的通道。

放电:带电体周围介质从绝缘状态变为导通状态,从而使电能通过的现象,称为放电。

电弧的特点

1、起弧电压,电流数值很低。

2、电弧能量集中,温度很高。

10kv少油断路器断开20ka的电流,电弧功率高达10000kw以上,电弧表面温度高达4000-5000摄氏度,弧柱中心温度高达10000摄氏度。

3、电弧是质量很轻的游离态气体,在外地作用下,很容易弯曲、变形。

4、电弧有良好的导电性能、具有很高的电导。

5、电弧有阴极区(包括阴极斑点)、弧柱区(包括弧柱、弧焰)、阳极区(包括阳极斑点)三部分。电极上电弧的孳生点(温度最高、最明亮的斑点)称为阴极斑点或阳极斑点。

由于电弧温度很高,在电弧持续燃烧的过程中将烧毁开关设备的触头和附近的绝缘;使油开关内部压力(变压器油在电弧高温下产生高压油气)不断增加,可导致油开关爆炸。

电弧的熄灭条件

电弧燃烧时,弧隙在高温作用下,随时都发生着游离和去游离过程。当游离速度大于去游离速度时,电弧稳定燃烧;若去游离速度大于游离速度,则电弧熄灭。所以只要设法削弱游离作用,加强去游离作用,就能使电弧熄灭。去游离的方式分为两类:复合和扩散。

1、复合

即两个带有异号电荷的质点相遇后重新结合为中性质点,而消失电荷的现象,叫做复合,复合的一般规律是电子先附着在中性原子或灭弧室固体介质表面,再与正离子结合成中性质点,但弧隙中电子运动速度较快,并不易与慢速正离子复合。复合的速度与下列因素有关:

(1)带电质点的浓度越大,复合机会越多,复合率就越高。在电流一定时,电弧截面愈小或者介质压力愈大,其带电质点的浓度也越大,复合就强。断路器灭弧室直径一般都做的较小,这样可提高带电质点的浓度,有利灭弧。

(2)电弧温度越低,带电质点的运动速度越慢,复合就越容易。故加强电弧的冷去口,可提高复合率。交流电弧电流过零时,复合作用特别强烈。

(3)弧隙电场强度小,带电质点运动速度慢,结合的可能性大,故提高开关电器的开断速度,有利于复合。

可见,增加弧隙介质压力,加强电弧冷却和开关的开断速度,能够促进带电质点的复合.有利于灭弧。

2、扩散

弧隙中介质被游离的带电质点,由于热运动从浓度较高的区域向浓度较低的周围气体中移动的现象,叫扩散。扩散结果使弧道中带电质点减少,相当于去游离。扩散速度与下列因素有关:

(1)弧区与周围介质的温差;

(2)弧区与周围介质带电质点的浓度差;

(3)弧柱表面积的大小。

断路器开断、闭合电路时都要形成电弧,只是前者大,后者小。为了迅速而可靠地切断短路电流产生的强大电弧,断路器按照上述原理,制成各式各样的灭弧装置。

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