《电弧及灭弧装置》PPT课件

《《电弧及灭弧装置》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电弧及灭弧装置学习目标理解交、直流电弧的伏安特性；理解交流电弧较直流电弧易于熄灭的原因；掌握交、直流电弧常用的熄弧方法；掌握常用灭弧装置的结构及作用原理。引言在有触点电器中，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。本节通过对电弧现象的介绍，分析其产生和熄灭的过程，介绍电器常用的灭弧方法及装置，以解决电弧在电器中的影响。电弧现象及特点电弧是气体中的一股强烈电子流，属于气体放电的一种形式。电子的源泉是阴极，接受电子的是阳极，外观像一团亮度极高、温度极高的火焰。产生电弧的极

2、限条件：电路中的电流和电压必须大于某一最小生弧电流(ISH)和最小生弧电压(USH)电弧产生的条件：分断过程中电压10~20V电流80~100mA；或者高压电击穿、闪络等。电弧的危害和应用（1）危害：破坏绝缘，造成短路，损伤电器设备。造成人身伤害事故。（2）应用：电焊1.电弧的危害（1）电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间，加重了电力系统短路故障的危害。（2）电弧产生的高温，将使触头表面熔化和蒸化，烧坏绝缘材料。对充油电气设备还可能引起着火、爆炸等危险。（3）由于电弧在电动力、热力作用下能移动，很容易造成飞弧短路和伤

3、人，或引起事故的扩大。2.电弧的结构电弧电压＝阴极区压降＋弧柱压降＋阳极区压降3.电弧的分类（1）短弧：弧长小于弧径的电弧特点：物理过程主要决定于阴极，电弧压降主要反应的是极前压降（2）长弧：弧长大大超过弧径的电弧特点：电弧压降主要由弧柱压降决定关键：了解掌握电弧内在的物理过程及其基本规律是进行如何熄灭电弧的落脚点。（1）强电场发射触头刚刚分开，由于动、静触头的距离很小，触头间的电场强度就非常大，使触头内部的电子在强电场作用下被拉出来，就形成强电场发射。（2）热电子发射当动、静触头分离时，触头间的接触压力及接触面积逐渐缩小

4、，接触电阻增大，使接触部位剧烈发热，导致阴极表面温度急剧升高而发射电子，形成热电子发射。4、电弧的形成（3）碰撞游离当高速运动的电子积聚足够大的动能时，就会从中性质点中打出一个或多个电子，使中性质点游离，这一过程称为碰撞游离。（4）热游离弧柱中气体分子在高温作用下产生剧烈热运动，动能很大的中性质点互相碰撞时，将被游离而形成电子和正离子，这种现象称为热游离。热游离实质上也是撞击游离，只不过发生撞击的原因是高温引起而不是电场引起的。四种方式总结电弧的产生，第一是由于热的作用，发生热发射和热游离；第二是由于电场的作用，发生冷发射

5、和撞击游离。近而如何使得电弧迅速冷却是熄灭电弧的主要方法。断路器断开过程中电弧是这样形成的。触头刚分离时突然解除接触压力，阴极表面立即出现高温炽热点，产生热电子发射；同时，由于触头的间隙很小，使得电压强度很高，产生强电场发射。从阴极表面逸出的电子在强电场作用下，加速向阳极运动，发生碰撞游离，导致触头间隙中带电质点急剧增加，温度骤然升高，产生热游离并且成为游离的的主要因素，此时，在外加电压作用下，间隙被击穿，形成电弧。上述是电弧形成的四个因素，实际上是个连续过程（1）复合复合是正、负带电质点相互结合变成不带电质点的现象。又分

6、为直接复合和间接复合。复合的速度受温度的影响喝大，温度越高复合几率越小。加强复合方式：①冷却电弧②加入大量的新鲜气体分子（2）扩散扩散是弧柱中的带电质点逸出弧柱以外，进入周围冷介质的现象。扩散分类：①温度扩散②浓度扩散③利用吹弧扩散5、电弧熄灭的物理过程电弧同时存在着游离和消游离作用。电弧的燃烧情况就取决于同时存在着的游离作用和消游离作用的这对矛盾的斗争及其转化。游离>消游离：电弧就会发生游离<消游离：电弧趋于熄灭游离=消游离：稳定燃烧状态游离与消游离（1）直流电弧的伏安特性（2）电弧能量（3）直流电弧的熄灭（4）熄弧时的

7、过电压6、直流电弧及其熄灭实验：在两个铜极之间敞开的空气中，有稳定燃烧的电弧。测得电弧长度LDH1.调节回路电流，分别测量电弧电流IDH和电弧两端电压UDH，绘出其伏安特性曲线。(1)直流电弧的伏安特性①直流电弧稳定燃烧时，电弧所产生的功率为PDH=UDHIDH,此功率几乎全部转变为热量散失到周围介质中去。PDH=UDHIDH=PCD+PFS+PDL很显然，直流电弧稳定燃烧时，电弧产生的功率应等于散热的功率②电路中有电感时，熄弧就较困难，因为线圈中储存的能量必须通过电弧释放。(2)电弧能量通常使用吹弧的方法，吹弧的方法可以

8、加速电弧能量的散失而使其熄灭。与此同时，吹弧时通常也伴随着电弧被拉长，而且电弧被拉长到一定长度后就会熄灭(3)直流电弧的熄灭预防熄弧时的高电压方法(4)熄弧时的高电压及其减少方法1.交流电弧的特点2.交流电弧的熄灭7、交流电弧及其熄灭1.交流电弧的特性在交流电路中，电流瞬时值随时间变化，因而电弧的温度、