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(kāi)斷交流電弧時(shí)，在電流達(dá)到零值以后，加強(qiáng)對(duì)弧隙的冷卻，抑制熱游離，加強(qiáng)去游離。為此，在開(kāi)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(kāi)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(dòng)電弧，這種方法廣泛應(yīng)用在開(kāi)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(kāi)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(gè)左右大氣壓的壓縮空氣或5個(gè)大氣壓左右的六氟化硫氣體(SF6)先儲(chǔ)存在專門(mén)的儲(chǔ)氣罐中，斷路器分閘時(shí)產(chǎn)生電弧，隨后打開(kāi)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(shí)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(shí)，稱為橫吹。橫吹更易于把電弧吹彎拉長(zhǎng)，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(dòng)方向與電弧軸線一致時(shí)，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(kāi)斷小電流時(shí)，因滅弧室內(nèi)壓力太小，開(kāi)斷性能差。為了改善開(kāi)斷小電流時(shí)的滅弧性能，可將縱吹和橫吹結(jié)合起來(lái)。在開(kāi)斷大電流時(shí)主要靠橫吹，開(kāi)斷小電流時(shí)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(gè)或多個(gè)斷口相串聯(lián)的方式。熄弧時(shí)，利用多斷口把電弧分解為多個(gè)相串聯(lián)的短電弧，使電弧的總長(zhǎng)度加長(zhǎng)，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(zhǎng)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(shí)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(guò)零后，弧隙的介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)過(guò)程能否始終大于弧隙電壓的恢復(fù)過(guò)程為了加強(qiáng)冷卻，抑制熱游離，增強(qiáng)去游離，在開(kāi)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(kāi)關(guān)的滅弧能力現(xiàn)代高壓開(kāi)關(guān)中都采取了迅速拉長(zhǎng)電弧的措施滅弧迅速拉長(zhǎng)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(kāi)關(guān)電器中利用一個(gè)金屬滅弧柵將電弧分為多個(gè)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(huì)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?jī)蓚€(gè)柵片間就是一個(gè)短弧，每個(gè)短弧在電流過(guò)零時(shí)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(duì)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(guò)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(duì)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(kāi)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(duì)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(kāi)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(kāi)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(guò)程。磁吹力的產(chǎn)生靠外加磁場(chǎng)，使電弧在磁場(chǎng)中受力向滅弧室狹縫中