电力系统的基本知识-认识电弧（电气设备）

学习电力系统的基本知识

认识电弧目录CONTENTS01认识电力系统02了解中性点运行方式03计算短路电流04认识电弧3学习目标LEARNINGOBJECTIVES010203熟悉电弧的本质与特点；熟悉电弧产生原理及过程；熟悉电弧熄灭原理及方法。4基本概念BASICCONCEPTS电弧是一种气体游离放电现象电弧开关电器开断电路时，触头间产生的耀眼的白光现象电流可继续通过电弧流动只有当电弧熄灭，触头间隙成为绝缘介质时，电路才算断开。5基本概念BASICCONCEPTS电弧的特征（1）电弧的能量集中，温度极高，亮度很强。

10kVQF断开20kA的电流，电弧功率达到1万kw以上。（2）电弧由阴级区，阳极区和弧柱区组成。弧柱处温度最高，可达6~7千到1万度以上,弧柱周围温度较低，亮度明显减弱的部分叫弧焰。电流几手都从弧柱内部流过。6基本概念BASICCONCEPTS（3）电弧的气体放电是自持放电，维持电弧燃烧的电压很低。在大气中，1cm长的直流电弧的弧柱电压仅15-30v

在变压器油中，同样的弧柱电压仅100-220v（4）电弧是一束游离的气体，质量极轻，极易变形。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。目录CONTENTS04认识电弧4.1电弧的产生4.2电弧的熄灭4.3灭弧的基本方法电弧的产生9电弧的产生

电极发射大量自由电子

电弧的形成热电子强电场加速碰撞游离温度↑热游离电弧强电场发射+热电子发射带电质点的来源自由电子由强电场产生，热电发射维持

弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离子碰撞游离+热游离电弧由碰撞游离产生，热游离维持碰撞游离电弧的熄灭12电弧的熄灭去游离弧隙中带电质点自身消失或者失去电荷变为中性质点的现象1游离>去游离

电弧加强23游离=去游离

电弧稳定燃烧游离<去游离

电弧减少以致熄灭熄灭电弧：削弱游离作用，加强去游离作用13去游离的方式复合扩散带有异性电荷的质点相遇而结合成中性质点的现象。带电质点浓度↑

、电弧温度↓、隙电场强度↓、复合↑。

电弧中的带电质点向周围介质移动的现象。与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。14交流电弧的熄灭①②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。③若电流过零时，电弧不再重燃，电弧就此熄灭。电弧电压和电流随时间不断变化，每一周期，电流过零2次。交流电弧的熄灭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迫冷却或拉长电弧，使去游离大于游离作用．将电弧迅速熄灭，切断电路。低压开关的交流电弧可以在1～2个周期内使其熄灭。对于具有较完善灭弧结构的高压断路器，交流电弧的熄灭一般也只需要几个周期。真空断路器的灭弧只需要半个周期，即电流第一次过零时就能使电弧熄灭。⑤⑥⑦⑧灭弧的基本方法17迅速拉长电弧→冷却↑，电场强度↓。利用气流或油流吹动电弧→冷却↑分为纵吹和横吹灭弧的基本方法1.速拉电弧灭弧法2.吹弧灭弧法纵吹使电弧变细横吹使电弧拉长纵横混合吹效果更好（a）纵吹（b）横吹1—触头2—电弧3—吹弧方向18灭弧的基本方法3.长弧切短灭弧法将长弧分割成许多短弧→维持电弧燃烧所需的最低电压降的总和大于外加电压。将长弧分割成若干个短电弧19灭弧的基本方法4.狭缝灭弧法5.真空灭弧法电弧在狭缝中运动、被拉长→冷却↑，电弧电阻↑。真空具有较高的绝缘强度碰撞游离↓，热游离↓，扩散↑。利用狭缝灭弧法装置示意图20灭弧的基本方法6.利用多断口灭弧法了解电气触头了解电气触头1.接触电阻——指触头接触面之间发生的电阻，其大小直接反映触头的工作状况。分析：如果接触电阻值过大，则表现为触头的过热，说明触头的工作状况不良，若未及时发现和处理，继而发展成触头烧毁、拉出电弧和飞弧短路，最后使事故扩大。电气触头:指两个或几个导体之间相互接触的部分了解电气触头2.对电气触头的要求3.电气触头的分类和结构特点按接触面的形式：面接触、线接触、点接触。按结构形式：1）固定触头——如母线之间的联接、母线与电器的引出端头的连接，采用螺柱连接和压接两种。2）可断触头——如断路器QF的动静触头，有刀形触头、指形触头、插座式触头。3）滑动触头——如电机中的滑环与碳刷、滑线电阻、少油断路器QF内的滚动触头等。电气触头:指两个或几个导体之间相互接触的部