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1、电弧产生现象原因及特点在有触点电器中，触头接通和分断电流的过程中往往伴随着气体放电现象- -电弧的产生及熄灭，电弧对电器具有一定的危害。电弧属于气体放电的一种形式。气体放电分为自持放电与非自持放电两类， 电弧属于气体自持放电中的弧光放电。试验证明，当在大气中开断或闭合电压超 过10V、电流超过100MA的电路时，在触头间隙（或称弧隙）中会产生一团温度 极高、亮度极强并能导电的气体，称为电弧。由于电弧的高温及强光，它可以广 泛应用于焊接、熔炼、化学合成、强光源及空间技术等方面。对于有触点电器而 言，由于电弧主要产生于触头断开电路时，高温将烧损触头及绝缘，严重情况下 甚至引起相间短路、电器爆炸，酿
2、成火灾，危及人员及设备的安全。所以从电器 的角度来研究电弧，目的在于了解它的基本规律，找出相应的办法，让电弧在电 器中尽快熄灭。我们借助一定的仪器仔细观察电弧，可以发现，除两个极（触头）外，明显 的分为3个区域，即近阴极区、近阳极区及弧柱区。Un近阴极区的长度约等于电子的平均自由行程。在电场力的作用下正离子向阴极运动，造成此区域内聚集着大量的正离子而形成正的空间电荷层，使阴极附近形成高电场强度。正的空间电荷层形成阴极压降，其数值随阴极材料和气体介质 的不同而有所变化，但变化不大，约在10 20V之间。近阳极区的长度约等于近阴极区的几倍。在电场力的作用下自由电子向阳极 运动，它们聚集在阳极附近而
3、且不断被阳极吸收而形成电流。在此区域内聚集着 大量的电子形成负的空间电荷层，产生阳极压降，其值也随阳极材料而异、但变 化不大，稍小于阴极压降。由于近阳极区的长度比近阴极区的长，故其电场强度 较小。阴极压降与阳极压降的数值几乎与电流大小无关，在材料及介质确定后可以 认为是常数。弧柱区的长度几乎与电极间的距离相同。是电弧中温度最高、亮度最强的区 域。因在自由状态下近似圆柱形，故称弧柱区。在此区中正、负电粒子数相同， 称等离子区。由于不存在空间电荷，整个弧区的特性类似于一金属导体。每单位 弧柱长度电压降相等。其电位梯度E。也为一常数，电位梯度与电极材料、电流 大小、气体介质种类和气压等因素有关。电弧
4、按其外形分为长弧与短弧。长短之别一般取决于弧长与弧径之比。把弧 长大大超过弧径的称为长弧。长弧的电压是近极压降（阴极压降与阳极压降）与 弧柱压降之和。若弧长小于弧径，两极距离极短（如几毫米）的电弧称为短弧。 此时两极的热作用强烈，近极区的过程起主要作用。电弧的压降以近极压降为主， 几乎不随电流变化。电弧还可按其电流的性质分为直流电弧和交流电弧。问：开关电器中电弧是如何产生的?信息来自:答：电孤是一种气体放电现象，它有两个特点：一是电弧中有大量的电子、离子，因而 是导电的，电孤不熄灭电路继续导通，要电弧熄灭后电路才正式断开;二是电弧的温度很高， 弧心温度达40005000摄氏度以上，高温电弧会烧
5、坏设备造成严重事故，所以必须采取措 施，迅速熄灭电弧。 信息请登陆:输配电设备网电弧产生和熄灭的物理过程简述如下：在开关断开过程中，由于动触头的运动，使动、 静触头间的接触面不断减小，电流密度就不断增大，接触电阻随接触面的减小就越来越大， 因而触头温度升高，产生热电子发射。当触头刚分离时，由于动、静触头间的间隙极小，出现的电场强度很高，在电场作用下金属表面电子不断从金属表面飞逸出来，成为自由电子在 触头间运动，这种现象称为场致发射。热电子发射、场致发射产生的自由电子在电场力作用 下加速飞向阳极，途中不断碰撞中性质点，将中性质点中的电子又碰撞出来，这种现象称作 碰撞游离。由于碰撞游离的连锁反应，
6、自由电子成倍地增加(正离子亦随之增加)，大量的电 子奔向阳极，大量的正离子向负极运动，开关触头间隙便成了电流的通道，触头间隙间介质 被击穿就形成电弧。信息来自:由于电弧温度很高，在高温的作用下，处在高温下的中性质点由于高温而产生强烈不规 则的热运动，在中性质点互相碰撞时，又将被游离而形成电子和离子，这种因热运动而引起 的游离称为热游离。热游离产生大量电子和离子维持触头间隙间电弧。产生电弧主要由碰撞 游离，维持电弧主要依靠热游离。信息来源:htt p:/www .t 问：开关电器中电弧熄灭常用哪些方法？信息来源:http:/答：开关电器中电弧熄灭常用的方法如下：信息来自:输配电设备网(1) 利用
7、气体或油熄灭电弧。在开关电器中利用各种形式的灭弧室使气体或油产生巨大 的压力并有力地吹向弧隙，电弧在气流或油流中被强烈地冷却和去游离，并且其中的游离物 质被未游离物质所代替，电弧便迅速熄灭。气体或油吹动的方式有纵吹和横吹两种，纵吹使 电弧冷却变细，然后熄灭;横吹是把电弧拉长切断而熄灭。不少断路器采用纵横混合吹弧方 式，以取得更好灭弧效果。信息来自:输配电设备网(2) 采用多断口。高压断路器常制成每相有两个或多个串联的断口，使加于每个断口的电压降低，电弧易于熄灭。信息来源:http:/www. (3) 断路器断口加装并联电阻。在高压大容量断路器中，广泛利用弧隙并联电阻来改善 它们的工作条件。断路
8、器每相假如有两对触头，一对为主触头，另一对为辅助触头，电阻并 联在主触头上。当断路器在合闸位置时，主、辅触头都闭合。当断开电路时，主触头先断开， 这时并联在主触头断口上的电阻在主触头断开过程中起分流作用，有利于主触头断口灭弧。 主触头的电弧熄灭后，并联电阻串联在电路中，有效地降低触头上的恢复电压数值及电压恢 复速度。另外，并联电阻对切断小电感电流或电容电流时，可限制过电压产生。信息来源:htt p:/www .t 采用新介质。利用灭弧性能优越的新介质，例如SF6(六氟化硫)断路器和真空断路 器等。(5)利用金属灭弧栅熄灭电弧。用铁磁物质制成金属灭弧栅，当电弧发生后，立刻把电 弧吸引到栅片内，将长弧分割成一串短弧，当电弧过零时，每个短弧的附近会出现150250 伏的介质强度，如果作用于触头间的电压小于各个介质强度的总和时，电弧就立即熄灭。这 种灭弧方法在低压开关中用得很多。信息来源:http:/www. 免责声明：本站信息来源于互联网、期刊杂志或由作者提供，其内容并不代 表本网观点，仅供参考。如有侵犯您的版权或其他有损您利益的行为，我们会立 即进行改正并删除相关内容。
