電氣設(shè)備中電弧理論課件

電氣設(shè)備中的電弧理論1電氣設(shè)備中的電弧理論1由絕緣氣體或絕緣油受熱分解出的氣體游離產(chǎn)生的自由電子導(dǎo)電現(xiàn)象什么是電??？2由絕緣氣體或絕緣油什么是電??？2電弧延長了電路開斷的時(shí)間電弧的高溫可能燒損開關(guān)的觸頭，燒毀電氣設(shè)備、導(dǎo)線及電纜強(qiáng)烈的弧光可能損傷人的視力，使人眼致瞎電弧的危害3電弧延長了電路開斷的時(shí)間電弧的高溫可能燒損開關(guān)的強(qiáng)烈的弧光可

觸頭本身及觸頭周圍介質(zhì)中含有大量可被游離的自由電子產(chǎn)生電弧的根本原因4觸頭本身及觸頭產(chǎn)生電弧的根本原因4陰極陽極自由電子炙熱的電流斑產(chǎn)生熱電子發(fā)射5陰極陽極自由電子炙熱的電流斑產(chǎn)生熱電子發(fā)射5陽極U陰極自由電子強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射強(qiáng)電場(chǎng)6陽極U陰極自由電子強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射強(qiáng)電場(chǎng)6強(qiáng)電場(chǎng)陰極陽極U自由電子中性質(zhì)點(diǎn)正離子碰撞游離7強(qiáng)電場(chǎng)陰極陽極U自由電子中性質(zhì)點(diǎn)正離子碰撞游離7陰極陽極電弧開始燃燒8陰極陽極電弧開始燃燒8陰極陽極自由電子中性質(zhì)點(diǎn)正離子電弧高溫所產(chǎn)生的熱游離維持電弧的燃燒9陰極陽極自由電子中性質(zhì)點(diǎn)正離子電弧高溫所產(chǎn)生的熱游離維持電弧復(fù)合去游離的強(qiáng)弱取決于離子間的相對(duì)速度與距離陰極陽極自由電子中性質(zhì)點(diǎn)正離子電弧燃燒中的復(fù)合去游離10復(fù)合去游離的強(qiáng)弱取決于陰極陽極自由電子中性質(zhì)點(diǎn)正離子電弧燃燒陰極陽極自由電子電弧燃燒中的擴(kuò)散去游離擴(kuò)散去游離的強(qiáng)弱取決于離子間的濃度差和溫度差11陰極陽極自由電子電弧燃燒中的擴(kuò)散去游離擴(kuò)散去游離的強(qiáng)弱取決于溫度降低熱發(fā)射、熱游離作用減弱帶電質(zhì)點(diǎn)速度減慢復(fù)合加強(qiáng)去游離作用加強(qiáng)電弧溫度對(duì)去游離的影響12溫?zé)岚l(fā)射、熱游離作用減弱帶電質(zhì)點(diǎn)速度減慢復(fù)合加強(qiáng)去電弧溫度對(duì)壓力增大帶電質(zhì)點(diǎn)間的距離減小復(fù)合加強(qiáng)去游離作用加強(qiáng)電弧燃燒空間的壓力對(duì)去游離強(qiáng)弱的影響13壓力增大帶電質(zhì)點(diǎn)間的距離減小復(fù)合加強(qiáng)去游離作用加強(qiáng)電弧燃燒空傳熱能力越強(qiáng)介電強(qiáng)度越大介質(zhì)熱容量越大去游離作用越強(qiáng)熄弧介質(zhì)與觸頭材料對(duì)去游離強(qiáng)弱的影響耐高溫金屬對(duì)表面電子束縛力強(qiáng)14傳熱能力越強(qiáng)介電強(qiáng)度越大介質(zhì)熱容量越大去游離熄弧介質(zhì)與觸頭材通過降低電弧溫度采取的滅弧措施通過增大氣體介質(zhì)壓力采取的滅弧措施按照介質(zhì)特性采取的滅弧措施通過選取觸頭材料采取的滅弧措施

有針對(duì)性的滅弧措施15通過降低電弧溫度采取的滅弧措施通過增大氣體介質(zhì)壓力采取的滅弧粗弧分細(xì)滅弧法長弧切短滅弧法真空滅弧法增大電弧上的壓降利用真空較高的絕緣強(qiáng)度速拉滅弧法冷卻滅弧法吹弧滅弧法降低電弧溫度常用的熄弧方法16粗弧分細(xì)滅弧法長弧切短滅弧法真空滅弧法增大電弧上的壓降利用真陰極陽極橫吹氣流，油流17陰極陽極橫吹氣流，油流17

陰極陽極縱吹18陰極陽極縱吹18陰極陽極

長弧切短-柵片滅弧19陰極陽極長弧切短-柵片滅弧19滅弧室20滅弧室20開關(guān)電器中的滅弧方法和裝置觸頭在通斷過程中產(chǎn)生的電弧會(huì)燒損觸頭，造成其它故障。對(duì)于通斷大電流電路的電器，如接觸器、斷路器等，這個(gè)問題更為突出，因此開關(guān)電器要有較完善的滅弧裝置。21開關(guān)電器中的滅弧方法和裝置觸頭在通斷過程中產(chǎn)生的電弧會(huì)燒損（1）橋式結(jié)構(gòu)雙斷口滅弧橋式結(jié)構(gòu)雙斷口觸頭，流過觸頭兩端的電流方向相反，將產(chǎn)生互相推斥的電動(dòng)力。當(dāng)觸頭打開時(shí)，在斷口中產(chǎn)生電弧。使電弧向外運(yùn)動(dòng)并拉長，從而使它迅速穿越冷卻介質(zhì)，加快電弧冷卻并熄滅。這種觸頭結(jié)構(gòu)同時(shí)也具有將一個(gè)電弧分成兩段以分散電弧能量的作用。交流接觸器常采用這種滅弧方法。22（1）橋式結(jié)構(gòu)雙斷口滅弧橋式結(jié)構(gòu)雙斷口觸頭，流過觸頭兩端的（2）柵片滅弧滅弧柵一般是由多片鍍銅薄鋼片（柵片）和石棉絕緣板組成。它們安放在電器觸頭上方的滅弧室內(nèi)，彼此之間互相絕緣，片間距離約2～5mm。當(dāng)觸頭分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，在觸頭之間產(chǎn)生電弧，電弧電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，由于鋼片磁阻比空氣磁阻小得多，因此，電弧上方的磁通非常稀疏，而下方的磁通卻非常密集，這種上疏下密的磁場(chǎng)將電弧拉入滅弧罩中。當(dāng)電弧進(jìn)入滅弧柵后，被分割成數(shù)段串聯(lián)的短弧。這樣每兩片滅弧柵片可以看作一對(duì)電極，而每對(duì)電極間都有150～250V的絕緣強(qiáng)度，從而使整個(gè)滅弧柵的絕緣強(qiáng)度大大加強(qiáng)。與此同時(shí)每個(gè)柵片間的電壓不足以達(dá)到電弧燃燒電壓，鋼柵片又強(qiáng)烈吸收電弧熱量，因此電弧迅速冷卻并很快熄滅。23（2）柵片滅弧滅弧柵一般是由多片鍍銅薄鋼片（柵片）（3）磁吹滅弧利用電弧在磁場(chǎng)中受力，將電弧拉長，并使電弧在冷卻的滅弧罩窄縫隙中運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的去游離作用，從而將電弧熄滅。電弧兩側(cè)的合成磁通不相等，下側(cè)大于上側(cè)，因此，產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁力將電弧向上側(cè)推動(dòng)，并使電弧急速進(jìn)入滅弧罩，電弧被拉長并受到冷卻而很快被熄滅。a)示意圖b)頂視圖24（3）磁吹滅弧利用電弧在磁場(chǎng)中受力，將電弧拉長，并使電弧在冷電流到零電弧暫時(shí)熄滅電流過零電弧可能重燃It交流電弧熄滅的特點(diǎn)25電流到零電弧暫時(shí)熄滅電流過零電弧可能重燃It交流電弧熄滅的特滿足正常負(fù)荷的發(fā)熱要求具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度