【2017年整理】断路器灭弧原理

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1、高压断路器的灭弧原理1. 油断路器的灭弧这类断路器用油作灭弧介质,电弧在油中燃烧时,油受电弧的高温作用而迅速分解、蒸发,并在电弧周围形成气泡。能有效地冷却电弧,降低弧隙电导率,促使电弧熄灭。在油断路器中设置了灭弧装置(室),使油和电弧的接触紧密,气泡压力得到提高。当灭弧室喷口打开后,气体、油和油蒸气本身形成一股气流和液流,按照具体的灭弧装置结构,可垂直于电弧横向吹弧,平行于电弧纵向吹弧或纵横结合等方式吹向电弧,对电弧实行强力有效的吹弧,这样,就加速去游离过程,缩短燃弧时间,从而提高了断路器的开断能力,电流过零时灭弧。2. SF6 断路器的灭弧SF6 断路器用 SF6 气体作为灭弧介质。SF6

2、气体是理想的灭弧介质,它具有良好的热化学性与强负电性。(1) 热化学性即 SF6 气体有良好的热传导特性。由于 SF6 气体有较高的导热率,电弧燃烧时,弧心表面具有很高的温度梯度,冷却效果显著,所以电弧直径比较小,有利于灭弧。同时 SF6 在电弧中热游离作用强烈,热分解充分,弧心存在着大量单体的 S、F 及其离子等,电弧燃烧过程中,电网注入弧隙的能量比空气和油等作灭弧介质的断路器低得多。因此,触头材料烧损较少,电弧也就比较容易熄灭。(2) SF6 气体的强负电性就是这种气体分子或原子生成负离子的倾向性强。由电弧电离所产生的电子,被 SF6 气体和由它分解产生的卤族分子和原子强烈的吸附,因而带电

3、粒子的移动性显著降低,并由于负离子与正离子极易复合还原为中性分子和原子。因此,弧隙空间导电性的消失过程非常迅速。弧隙电导率很快降低,从而促使电弧熄灭。(3) 真空断路器的灭弧真空断路器应用真空作为绝缘和灭弧介质。断路器开断时,电弧在真空灭弧室触头材料所产生的金属蒸气中燃烧,简称为真空电弧。当开断真空电弧时,由于弧柱内外的压力与密度差别都很大,所以弧柱内的金属蒸气与带电质点会不断向外扩散。弧柱内部处在一面向外扩散,一面处于电极不断蒸发出新质点的动态平衡中。随着电流减小,金属蒸气密度与带电质点的密度都下降,最后在电流接近零点时消失,电弧随之熄灭。此时,弧柱残余的质点继续向外扩散,断口间的介质绝缘强度迅速恢复,只要介质绝缘强度的恢复速度大于电压恢复上升速度,电弧最终熄灭。

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