电气设备中电弧理论课件

电气设备中的电弧理论1电气设备中的电弧理论1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？2由绝缘气体或绝缘油什么是电弧？2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强烈的弧光可

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4触头本身及触头产生电弧的根本原因4阴极阳极自由电子炙热的电流斑产生热电子发射5阴极阳极自由电子炙热的电流斑产生热电子发射5阳极U阴极自由电子强电场发射强电场6阳极U阴极自由电子强电场发射强电场6强电场阴极阳极U自由电子中性质点正离子碰撞游离7强电场阴极阳极U自由电子中性质点正离子碰撞游离7阴极阳极电弧开始燃烧8阴极阳极电弧开始燃烧8阴极阳极自由电子中性质点正离子电弧高温所产生的热游离维持电弧的燃烧9阴极阳极自由电子中性质点正离子电弧高温所产生的热游离维持电弧复合去游离的强弱取决于离子间的相对速度与距离阴极阳极自由电子中性质点正离子电弧燃烧中的复合去游离10复合去游离的强弱取决于阴极阳极自由电子中性质点正离子电弧燃烧阴极阳极自由电子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11阴极阳极自由电子电弧燃烧中的扩散去游离扩散去游离的强弱取决于温度降低热发射、热游离作用减弱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12温热发射、热游离作用减弱带电质点速度减慢复合加强去电弧温度对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14传热能力越强介电强度越大介质热容量越大去游离熄弧介质与触头材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措施

有针对性的灭弧措施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阴极阳极横吹气流，油流17阴极阳极横吹气流，油流17

阴极阳极纵吹18阴极阳极纵吹18阴极阳极

长弧切短-栅片灭弧19阴极阳极长弧切短-栅片灭弧19灭弧室20灭弧室20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。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（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。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。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（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2～5mm。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150～250V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。23（2）栅片灭弧灭弧栅一般是由多片镀铜薄钢片（栅片）（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，并使电弧在冷电流到零电弧暂时熄灭电流过零电弧可能重燃It交流电弧熄灭的特点25电流到零电弧暂时熄灭电流过零电弧可能重燃It交流电弧熄灭的特满足正常负荷的发热要求具有足够的机械强度