熄滅交流電弧的基本方法

熄滅交流電弧的基本方法北京華鑫北京交通運(yùn)輸職業(yè)學(xué)院熄滅交流電弧的基本方法開斷交流電弧時，在電流達(dá)到零值以后，加強(qiáng)對弧隙的冷卻，抑制熱游離，加強(qiáng)去游離。為此，在開關(guān)設(shè)備中均裝設(shè)了滅弧裝置，或稱為滅弧室，滅弧室不斷改進(jìn)，大大提高了開關(guān)的滅弧能力。另外，為了進(jìn)一步提高滅弧能力，還可以采用性能更為優(yōu)越的新型滅弧介質(zhì)，如六氟化硫(SF6)斷路器的使用等吹弧利用滅弧介質(zhì)(氣體、油等）在滅弧室中吹動電弧，這種方法廣泛應(yīng)用在開關(guān)電器中，特別是高壓斷路器中01按吹弧氣流產(chǎn)生的方法分用油氣吹弧。用油氣作吹弧介質(zhì)的斷路器稱為油斷路器。在油斷路器中，有用專用材料制成的滅弧室，其中充滿了絕緣油。當(dāng)斷路器觸頭分離產(chǎn)生電弧后，電弧產(chǎn)生的高溫使一部分絕緣油迅速分解為氫氣、乙炔、甲烷、乙烷、二氧化碳等氣體，其中氫的滅弧能力是空氣的7.5倍。這些油氣體在滅弧室中積蓄能量，一旦打開吹口，即形成高壓氣流吹弧用壓縮空氣或六氟化硫氣體吹弧。將20個左右大氣壓的壓縮空氣或5個大氣壓左右的六氟化硫氣體(SF6)先儲存在專門的儲氣罐中，斷路器分閘時產(chǎn)生電弧，隨后打開噴口，用具有一定壓力的氣體吹弧產(chǎn)氣管吹弧。產(chǎn)氣管由纖維、塑料等有機(jī)固體材料制成，電弧燃燒時與管的內(nèi)壁緊密接觸，在高溫作用下，一部分管壁材料迅速分解為氫氣、二氧化碳等，這些氣體在管內(nèi)受熱膨脹，增高壓力，向管的端部形成吹弧123按吹弧氣流產(chǎn)生的方法分02按吹弧的方向分（1）橫吹。吹弧方向與電弧軸線相垂直時，稱為橫吹。橫吹更易于把電弧吹彎拉長，增大電弧表面積，加強(qiáng)冷卻和增強(qiáng)擴(kuò)散（2）（3）縱吹。吹動方向與電弧軸線一致時，稱為縱吹，縱吹使弧柱內(nèi)帶電質(zhì)點(diǎn)向外擴(kuò)散，新鮮介質(zhì)更好地與熾熱的電弧相接觸，冷卻作用加強(qiáng)，易于熄滅縱橫吹。橫吹滅弧室在開斷小電流時，因滅弧室內(nèi)壓力太小，開斷性能差。為了改善開斷小電流時的滅弧性能，可將縱吹和橫吹結(jié)合起來。在開斷大電流時主要靠橫吹，開斷小電流時主要靠縱吹03采用多斷口滅弧在許多高壓斷路器中，常采用每相兩個或多個斷口相串聯(lián)的方式。熄弧時，利用多斷口把電弧分解為多個相串聯(lián)的短電弧，使電弧的總長度加長，弧隙電導(dǎo)下降在觸頭行程、分閘速度相同的情況下，電弧被拉長的速度成倍增加，促使弧隙電導(dǎo)迅速下降，提高了介電強(qiáng)度的恢復(fù)速度多斷口比單斷口具有更好的滅弧性能，便于采用積木式結(jié)構(gòu)（用于110kV及以上電壓的斷路器中）加在每一斷口上的電壓減小數(shù)倍，輸入電弧的功率和能量減小，降低了弧隙電壓的恢復(fù)速度，縮短了滅弧時間04提高分閘速度熄滅交流電弧的關(guān)鍵在于電弧電流過零后，弧隙的介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)過程能否始終大于弧隙電壓的恢復(fù)過程為了加強(qiáng)冷卻，抑制熱游離，增強(qiáng)去游離，在開關(guān)電器中裝設(shè)專用的滅弧裝置或使用特殊的滅弧介質(zhì)，以提高開關(guān)的滅弧能力現(xiàn)代高壓開關(guān)中都采取了迅速拉長電弧的措施滅弧迅速拉長電弧，有利于迅速減小弧柱中的電位梯度，增加電弧與周圍介質(zhì)的接觸面積，加強(qiáng)冷卻和擴(kuò)散的作用05短弧原理滅弧常用于低壓開關(guān)電器中利用一個金屬滅弧柵將電弧分為多個短弧，利用近陰極效應(yīng)的方法滅弧如果所有串聯(lián)短弧的起始介電強(qiáng)度總和始終大于觸頭間的外加電壓，電弧就不會重燃而熄滅。在低壓電路中，電源電壓遠(yuǎn)小于起始介質(zhì)強(qiáng)度之和，因而電弧不能重燃滅弧柵用金屬材料制成，觸頭間產(chǎn)生的電弧被磁吹線圈驅(qū)入滅弧柵，每兩個柵片間就是一個短弧，每個短弧在電流過零時新陰極產(chǎn)生150?250V的起始介電強(qiáng)度06用耐高溫金屬材料制作觸頭觸頭材料對電弧中的去游離也有一定影響，用熔點(diǎn)高、熱導(dǎo)率和熱容量大的耐高溫金屬制作觸頭，可以減少熱電子發(fā)射和電弧中的金屬蒸汽，從而減弱了游離過程，有利于熄滅電弧滅弧介質(zhì)的特性，如熱導(dǎo)率、電強(qiáng)度、熱游離溫度、熱容量等，對電弧的游離程度具有很大影響，這些參數(shù)值越大，去游離作用就越強(qiáng)。在高壓開關(guān)中，廣泛采用壓縮空氣、六氟化硫(SF6)氣體、真空等作為滅弧介質(zhì)07采用優(yōu)質(zhì)滅弧介質(zhì)滅弧介質(zhì)的特性，如熱導(dǎo)率、介電強(qiáng)度、熱游離溫度、熱容量等，對電弧的游離程度有很大影響這些參數(shù)值越大，去游離作用越強(qiáng)現(xiàn)代髙壓開關(guān)中，廣泛采用油、壓縮空氣、SF6氣體、真空等作為滅弧介質(zhì)08利用固體介質(zhì)的狹縫滅弧裝置滅弧低壓開關(guān)中也廣泛應(yīng)用狹縫滅弧裝置滅弧。狹縫由耐高溫的絕緣材料（如陶土或石棉水泥）制作，通常稱為滅弧罩又因窄縫中的氣體被加熱使壓力很大，加強(qiáng)了電弧中的復(fù)合過程。磁吹力的產(chǎn)生靠外加磁場，使電弧在磁場中受力向滅弧室狹縫中