项目4-认识电弧

1、学习电力系统的基本知识学习电力系统的基本知识 广东水利电力职业技术学院广东水利电力职业技术学院学习情境1主讲人主讲人：LOGO2目目 录录认识电力系统认识电力系统1了解短路电流了解短路电流3认识电弧认识电弧4了解中性点运行方式了解中性点运行方式2LOGO3项目四：认识电弧项目四：认识电弧LOGO学习目标学习目标v熟悉熟悉电弧的本质电弧的本质与特点；与特点；v熟悉熟悉电弧产生原理及电弧产生原理及过程；过程；v熟悉熟悉电弧熄灭原理及电弧熄灭原理及方法。方法。4LOGO基本概念基本概念v电弧是一种气体游离放电现象电弧是一种气体游离放电现象v现象：现象：开关电器开关电器开断电路时，触头间产生的耀眼开断

2、电路时，触头间产生的耀眼的的白光白光v电流可继续通过电弧电流可继续通过电弧流动流动v只有只有当电弧熄灭，触头当电弧熄灭，触头间隙成为间隙成为 绝缘介质绝缘介质时，电路才算断开。时，电路才算断开。5LOGO基本概念基本概念v电弧的特征：电弧的特征：（1）电弧）电弧的能量集中，温度极高，亮度很强的能量集中，温度极高，亮度很强。l 10kvQF 10kvQF断开断开20kA20kA的电流，电弧功率的电流，电弧功率达到达到1 1万万kwkw以上以上（2）电弧）电弧由阴级区，阳极区和弧柱区组成由阴级区，阳极区和弧柱区组成。l 弧弧柱处温度最高，可达柱处温度最高，可达6767千到千到1 1万度万度以上以上

3、l 弧弧柱周围温度较低，亮度明显减弱的部分叫弧柱周围温度较低，亮度明显减弱的部分叫弧焰焰l 电流电流几手都从弧柱内部流过几手都从弧柱内部流过6弧柱阳极区阴极区LOGO（3）电弧的气体放电是自持放电，维持电弧燃烧的电压很）电弧的气体放电是自持放电，维持电弧燃烧的电压很低。低。l 在大气中，在大气中，1cm1cm长的直流电弧的弧柱电压仅长的直流电弧的弧柱电压仅1530v1530v l 在变压器油中，同样的弧柱电压仅在变压器油中，同样的弧柱电压仅100220v100220v（4）电弧是一束游离的气体，质量极轻，极易变形。）电弧是一束游离的气体，质量极轻，极易变形。l 电弧在气体或液体的流动作用下或电

4、动力作用下，能电弧在气体或液体的流动作用下或电动力作用下，能迅速移动、伸长或弯曲。迅速移动、伸长或弯曲。7LOGO8目目 录录电弧的产生电弧的产生1)电弧的熄灭电弧的熄灭2)认识电弧认识电弧4灭弧的基本方法灭弧的基本方法3)LOGO电弧的产生电弧的产生v带电质点的来源：带电质点的来源：l 电极发射大量自由电子：电极发射大量自由电子： 强电场发射强电场发射+ +热电子发射热电子发射l 弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离子：弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离子： 碰撞游离碰撞游离+ +热游离热游离v电弧的形成：电弧的形成：9热电子热电子强电场强电场加速加速碰撞碰撞游离游离温度温度热热游离游离电

5、弧电弧自由电子由强自由电子由强电场产生，热电场产生，热电发射维持电发射维持电弧由碰撞游电弧由碰撞游离产生，热游离产生，热游离维持离维持LOGO10目目 录录电弧的产生电弧的产生1)电弧的熄灭电弧的熄灭2)认识电弧认识电弧4灭弧的基本方法灭弧的基本方法3)LOGO电弧的熄灭电弧的熄灭v去去游离游离：弧隙中带电质点自身消失或者失去电荷弧隙中带电质点自身消失或者失去电荷变为中性质点的变为中性质点的现象现象v游离游离去游离去游离 电弧加强电弧加强v游离游离=去游离去游离 电弧电弧稳定稳定燃烧燃烧v游离游离去去游离游离 电弧减少以致熄灭电弧减少以致熄灭11熄灭电弧熄灭电弧：削弱游离作用，加强去游离作用削

6、弱游离作用，加强去游离作用LOGO去游离的方式去游离的方式（1）复合）复合l 带有带有异性电荷的质点相遇而结合成中性质点的异性电荷的质点相遇而结合成中性质点的现象现象l 带电质点浓度带电质点浓度 、电弧温度电弧温度 、隙电场强度隙电场强度复合复合（2）扩散）扩散l 电弧电弧中的带电质点向周围介质移动的中的带电质点向周围介质移动的现象现象l 与与电弧和周围介质间的温度差、电弧和周围介质间的电弧和周围介质间的温度差、电弧和周围介质间的浓度差、电弧的表面积等因素有关浓度差、电弧的表面积等因素有关12LOGO交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭l 电弧电压电弧电压和电流随时间不断变化，每一周期，电流过零和电流

7、随时间不断变化，每一周期，电流过零2 2次次l 电弧在自然过零时将自动熄灭，但下半周期随着电压的升电弧在自然过零时将自动熄灭，但下半周期随着电压的升高，电弧会重燃。高，电弧会重燃。l 若电流过零时，电弧不再重燃，电弧就此熄灭若电流过零时，电弧不再重燃，电弧就此熄灭13LOGO交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭l 开关电器灭弧装置就是利用这个有利条件在电流过零时开关电器灭弧装置就是利用这个有利条件在电流过零时强强迫冷却迫冷却或或拉长电弧拉长电弧，使去游离大于游离作用将电弧迅速，使去游离大于游离作用将电弧迅速熄灭，切断电路。熄灭，切断电路。l 低压开关低压开关的交流电弧可以在的交流电弧可以在1 12 2

8、个周期个周期内使其熄灭。内使其熄灭。l 对于具有较完善灭弧结构的对于具有较完善灭弧结构的高压断路器高压断路器，交流电弧的熄灭，交流电弧的熄灭一般也只需要一般也只需要几个周期几个周期。l 真空断路器真空断路器的灭弧只需要的灭弧只需要半个周期半个周期，即电流第一次过零时，即电流第一次过零时就能使电弧熄灭。就能使电弧熄灭。14LOGO15目目 录录电弧的产生电弧的产生1)电弧的熄灭电弧的熄灭2)认识电弧认识电弧4灭弧的基本方法灭弧的基本方法3)LOGO灭弧的基本方法灭弧的基本方法（1 1）速拉电弧灭弧法速拉电弧灭弧法l 迅速拉长电弧迅速拉长电弧冷却冷却，电场强度电场强度 （2 2）吹弧灭弧法吹弧灭弧

9、法l 利用气流或油流利用气流或油流 吹动电弧吹动电弧冷却冷却l 分为纵吹和横吹分为纵吹和横吹l 纵吹使电弧变细纵吹使电弧变细l 横吹使电弧拉长横吹使电弧拉长l 纵横混合吹效果更好纵横混合吹效果更好16LOGO灭弧的基本方法灭弧的基本方法（3 3）长弧切短灭弧法长弧切短灭弧法l 将长弧分割成许多短弧将长弧分割成许多短弧维持电弧燃烧所需的最低电维持电弧燃烧所需的最低电压降的总和大于外加电压压降的总和大于外加电压（4 4）狭缝灭弧法狭缝灭弧法l 电弧在狭缝中运动、被拉长电弧在狭缝中运动、被拉长冷却冷却，弧电阻弧电阻（5 5）真空灭弧法真空灭弧法l 真空具有较高的绝缘强度真空具有较高的绝缘强度碰撞游离碰撞游离，热游离，热游离，扩，扩散散17LOGO课