2电气设备中的电弧

电气设备中的电弧供配电系统常用电气设备河南工业职业技术学院HNPI现代供配电技术“现代供配电技术精品在线开放课程>>

一

二电弧特点及危害电弧产生的原因

三电弧熄灭的条件及方式目录CONTENT河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE

四电气设备中常用的灭弧方法知识目标能力目标掌握电弧的特点及产生原因；掌握电弧的危害及熄灭原理；能够对电器设备进行合理的灭弧设计；KNOWLEDGEGOALABILITYGOAL河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE掌握电弧的熄灭方法。能正确进行电气设备灭弧操作；一、电弧特点及危害河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE电弧的特点电弧是一种极强烈的电游离现象，其特点是光亮很强和温度很高。电弧对电气设备运行的威胁：1.电弧延长了电路开断的时间。2.电弧的高温可能烧损开关触头，烧毁电气设备及导线、电缆，甚至引起火灾和爆炸事故。3.强烈的弧光可能损伤人的视力。

1.产生电弧的根本原因

电气设备的触头在分断电流时之所以会产生电弧，根本的原因（内因）在于触头本身及周围介质中含有大量可被游离的电子。这样，当触头间存在着足够在的电场强度时（外因），就可能使电子强烈游离而形成电弧。

2.发生电弧的游离方式

（1）高电场发射。

（2）热电发射。

（3）碰撞游离。

（4）热游离。

在上述几种游离方式的综合作用下，电弧得以发生、发展和维持。二、电弧的产生

1、电弧熄灭的条件：必须使触头间电弧中的去游离（带电质点消失的速率）大于游离（带电质点产生的速率）。

2、熄灭电弧的去游离方式

（1）复合。复合是指带电质点在碰撞的过程中重新组合为中性质点。复合的速率与带电质点浓度、电弧温度、弧隙电场强度等因素有关。通常是电子附着在中性气体质点上，形成负离子，然后再与正离子复合。

（2）扩散。扩散是指电弧与周围介质之间存在着温度差与离子浓度差，带电质点就会向周围介质中运动。扩散的速度与电弧及周围介质间温差、电弧及周围介质间离子的浓度差、电弧的截面积等因素有关。三、电弧的熄灭（1）拉长电弧法。迅速拉长电弧，使弧隙的单位长度的电压（即电场强度）骤降，离子的复合迅速增强，从而加速电弧的熄灭。

是开关电器中普遍采用的最基本的一种灭弧法，如开关中采用的强力弹簧、在电弧拉长时使之加速冷却，降低电弧中的电场强度，加速带电质点的复合与扩散，加速电弧的熄灭。

3.电气设备中常用的灭弧方法(2）冷却灭弧法。降低电弧的温度，可减弱电弧中的热游离，使带电质点的复合增强，加速电弧的熄灭。如某些熔断器中填充的石英砂都具有降低弧温的作用。

（3）吹弧灭弧法：利用外力（如油流、气流或电磁力）吹动电弧，气吹、电动力吹和磁力吹等，使电弧加速冷却，同时拉长电弧，使负荷和扩散加强，加速灭弧。

吹弧的方向有横吹与纵吹之分，如图所示。

（4）长弧切短灭弧法。

利用金属栅片将长弧切割成若干短弧，而短电弧的电压降主要降落在阴、阳极区内，如果栅片的数目足够多，使得各段维持电弧燃烧所需的最低电压降的总和大于外加电压时，电弧就自行熄灭，如图2-21所示。低压断路器的钢灭弧栅即利用此法进行灭弧，同时钢片对电弧还具有冷却降温的作用。

（5）粗弧分细灭弧法，将粗大的电弧分成若干细小平行的电弧，使电弧与周围介质的接触面增大，降低电弧温度，从而使电弧中带电质点的复合与扩散增强，加速电弧的熄灭。

（6）狭沟灭弧法。使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃烧，狭沟内体积小压力大，在固体表面带电质点强烈复合。同时由于周围介质的温度很低，使得电弧的去游离增强，从而加速电弧的熄灭。如用如陶瓷制成的灭弧栅，就是用了狭沟灭弧原理，如图所示。

（7）真空灭弧法。

真空具有很高的绝缘性能，如果将开关触头装在真空容器内，则电流过零时电弧就能立即熄灭而不致复燃。真空断路器即依此原理进行灭弧的。

此外还有利用特殊的气体如SF6来灭弧。

目前广泛使用的各种高、低压开关设备，就是综合利用上述原理来迅速灭弧的。

（8）六氟化硫（SF6)灭弧法SF6气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能，其绝缘的强度