電力機車電器基本理論知識-電弧熄滅的方法及裝置

任務二認識電弧及滅弧裝置項目五電器基本理論知識目錄四電弧熄滅的方法及裝置一電弧產(chǎn)生和熄滅過程二直流電弧及其熄滅三交流電弧及其熄滅

常用的滅弧方法和裝置熄滅電弧的方法很多，例如：拉長電弧、降低溫度、將長弧變?yōu)槎袒?、將電弧放置于特殊介質(zhì)中、增大電弧周圍氣體介質(zhì)的壓力等。

為熄滅電弧而采用的裝置稱為滅弧裝置。一個滅弧裝置可以采用某一種方法進行熄弧。但在大多數(shù)情況下則是綜合采用幾種方法，以增加滅弧效果，例如拉長和冷卻電弧往往是一起運用的。四、電弧熄滅的方法及裝置

常用的滅弧方法和裝置熄滅電弧的方法很多，例如：拉長電弧、降低溫度、將長弧變?yōu)槎袒?、將電弧放置于特殊介質(zhì)中、增大電弧周圍氣體介質(zhì)的壓力等。

為熄滅電弧而采用的裝置稱為滅弧裝置。一個滅弧裝置可以采用某一種方法進行熄弧。但在大多數(shù)情況下則是綜合采用幾種方法，以增加滅弧效果，例如拉長和冷卻電弧往往是一起運用的。四、電弧熄滅的方法及裝置

1.機械力拉長電弧電弧沿軸向拉長的情況是很多的，電器觸頭分斷過程實際上就是將電弧不斷地拉長。刀開關中閘刀的拉開也拉長電弧，電焊過程中將焊鉗提高可使電弧拉長并熄滅。四、電弧熄滅的方法及裝置2.多斷點滅弧在電路中常用橋式觸頭。就相當于兩個電極。若一個斷口處要使電弧熄滅后重燃，需要150～250V的電壓，現(xiàn)有兩對斷口，則需要有2×(150～250)V的電壓，所以有利于滅弧。四、電弧熄滅的方法及裝置3.磁吹滅弧裝置在觸頭電路中串入一個磁吹線圈1，它產(chǎn)生的磁通通過磁性夾板5引向觸點周圍，當動、靜觸頭分開并產(chǎn)生電弧4時，由于磁性夾板中磁場方向與觸頭間電弧的軸線垂直，電弧受電動力的作用向上運動，并轉移到引弧3上燃燒，最戶被拉長而熄滅。這種電弧裝置與電動力滅弧裝置相比，是增加了一個線圈。由于這種滅弧裝置是利用電弧電流本身滅弧，因而電弧電流越大，吹弧能力就越強。四、電弧熄滅的方法及裝置

磁吹滅弧裝置示意圖

1—磁吹線圈；2—鐵芯；3—引弧角；4—電??；

5—磁性夾板；6—動觸頭；7—靜觸頭。四、電弧熄滅的方法及裝置4.滅弧罩滅弧罩是讓電弧與固體介質(zhì)相接觸，降低電弧溫度，從而加速電弧熄滅的比較常用的裝置。其結構型式是多種多樣的，但其基本構成單元為“縫”。滅弧罩壁與壁之間構成的間隙稱作“縫”。根據(jù)縫的數(shù)量可分為單縫和多縫。縫的寬度小于電弧直徑的稱窄縫，反之，大于電弧直徑的稱寬縫。根據(jù)縫的軸線間的相對位置關系可分為縱縫與橫縫?？p的軸線和電弧軸線相平行的稱為縱縫，相垂直的則稱為橫縫。四、電弧熄滅的方法及裝置縱縫滅弧罩縱向窄縫

特點：在頻繁開斷電流時，縫內(nèi)殘余的游離氣體不易排出，這對熄弧不利。此種形式適用于操作頻率不高的場合。四、電弧熄滅的方法及裝置縱向?qū)捒p特點：與窄縫整好相反，冷卻效果差，但排出殘余游離氣體的性能好。四、電弧熄滅的方法及裝置

橫縫滅弧罩為了加強冷卻效果，橫縫滅弧罩往往以多縫的結構形式使用，稱為橫向絕緣柵片。

當電弧進入滅弧罩后，受到絕緣柵片的阻擋，電弧在外力作用下發(fā)生彎曲，從而拉長了電弧，并加強了冷卻。四、電弧熄滅的方法及裝置5.油冷滅弧裝置

油冷滅弧是將電弧置于液體介質(zhì)（一般為變壓器油）中，電弧將油汽化、分解而形成油氣。油氣中主要成分是氫，在油中以氣泡的形式包圍電弧。氫氣具有很高的導熱系數(shù)，這就使電弧的熱量容易散發(fā)。另外，由于存在著溫度差，所以氣泡產(chǎn)生運動，又進一步加強了電弧的冷卻。若再要提高其滅弧效果，可在油箱中加設一定機構，使電弧定向發(fā)生運動，這就是油吹滅弧。由于電弧在油中滅弧能力比在大氣中拉長電弧大得多，所以這種方法一般用于高壓電器中，如油開關。四、電弧熄滅的方法及裝置6.氣吹滅弧裝置

氣吹滅弧是利用壓縮空氣來熄滅電弧的。壓縮空氣作用于電弧，可以很好地冷卻電弧、提高電弧區(qū)的壓力、很快帶走殘余的游離氣體，所以有較高的滅弧性能。按照氣流吹弧的方向，它可以分為橫吹和縱吹兩類。氣吹滅弧裝置的絕緣件結構復雜，電流小時橫吹過強會引起很高的過電壓，故已被淘汰。四、電弧熄滅的方法及裝置7.橫向金屬柵片滅弧橫向金屬柵片又稱為離子柵，它利用的是短弧滅弧原理。用磁性材料的金屬片置于電弧中，將電弧分成若干短弧，利用交流電弧的近陰極效應和直流電弧的極旁壓降來達到熄滅電弧的目的。

8.真空滅弧真空滅弧是使觸頭電弧的產(chǎn)生和熄滅在真空中進行，它是依據(jù)零點熄弧原理，以真空為熄弧介質(zhì)工作的?！罢婵铡钡奶攸c是耐壓強度高，介質(zhì)強度恢復快。四、電弧熄滅的方法及裝置任務四認識電磁傳動裝置項目五電器基本理論知識目錄一二三四傳動機構的概述電磁傳動裝置的結構電磁鐵的吸力特性電磁鐵的反力特性五吸力與反力特性的配合一、傳動機構的概述1.傳動機構的定義用來驅(qū)使電器運動部分按一定要求動作的機構。2.傳動系統(tǒng)分類電磁傳動電空傳動手動其他目錄一傳動機構的概述二電磁鐵的結構和原理三四電磁鐵的吸力特性電磁鐵的反力特性五吸力與反力特性的配合1.電磁鐵的結構二、電磁鐵的結構和原理1-線圈；2-鐵心；3-銜鐵。二、電磁鐵的結構和原理2.電磁鐵的分類按線圈電流不同分類（1）直流電磁鐵（2）交流電磁鐵二、電磁鐵的結構和原理2.電磁鐵的分類按磁路形式和銜鐵運動方式不同分類（a）、（b）U形拍合式；（c）E形拍合式；（d）E形直動式；（e）空心螺管式；（f）裝甲螺管式；（g）回轉式。二、電磁鐵的結構和原理2.電磁鐵的分類按線圈接入電路方式分類（1）串聯(lián)電磁鐵，圖（a）；（2）并聯(lián)電磁鐵，圖（b）。二、電磁鐵的結構和原理2.電磁傳動工作原理吸合條件:電磁吸力大于反力釋放條件：反力大于電磁吸力拍合式電磁鐵結構圖1—銜鐵；2—極靴；3—線圈；4—鐵心；5—磁軛；6—非磁性墊片；7—反力彈簧；8—調(diào)節(jié)螺釘。目錄二四電磁鐵的結構和原理電磁鐵的反力特性五吸力與反力特性的配合一傳動機構的概述三電磁鐵的吸力特性三、電磁鐵的吸力特性1.電磁鐵的吸力計算基本公式直流電磁鐵的吸力計算基本公式

式中B——鐵心的磁感應強度（T）；S——磁極的面積（m2）；

μ0——真空磁導率，1.25×10-6H/m；Φ——磁極端面磁通（Wb）。三、電磁鐵的吸力特性1.電磁鐵的吸力計算基本公式交流電磁鐵的吸力計算基本公式設交流電磁鐵中的交變磁通為Φt=Φmsinωt

式中Fm——最大吸力；F0——平均吸力；Fj——吸力中的交變分量。三、電磁鐵的吸力特性1.電磁鐵的吸力計算基本公式交流電磁鐵的吸力計算結論單相交流電磁鐵的吸力大小隨著時間而變化，當吸力大于反力時，銜鐵被吸?。划斘π∮诜戳r，銜鐵開始返回；如此往復，形成振動，產(chǎn)生噪音，損壞零件。單相交流電磁鐵要用分磁環(huán)（一般為閉合的銅環(huán)或銀環(huán)）套在部分磁極端面上，就可消除振動。對于三相交流電磁鐵一般不存在合成磁通為零的情況，不需加分磁環(huán)。

三、電磁鐵的吸力特性1.電磁鐵的吸力計算基本公式交流電磁鐵的吸力計算結論對于交流并聯(lián)電磁鐵，其線圈可以看成感抗很大，內(nèi)阻很小的電壓源，則有U≈4.44fNΦm×10-8當外加電源電壓恒定時，磁通與其交鏈的線圈匝數(shù)的乘積恒定，這說明交流電磁鐵為恒磁鏈系統(tǒng)。

三、電磁鐵的吸力特性2.電磁鐵的吸力特性吸力特性是指電磁鐵的吸力與工作氣隙的關系，即F=f（δ）。并聯(lián)直流電磁鐵為恒磁動勢系統(tǒng)，吸力與工作氣隙的平方成反比關系，故其特性陡峭。對于交流電磁鐵來說，由于其為恒磁鏈系統(tǒng)，其磁通有效值基本不變，所以吸力隨工作氣隙變化較小，故其特性相對平坦。

目錄四電磁鐵的反力特性二三電磁傳動裝置的結構電磁鐵的吸力特性一傳動機構的概述五吸力與反力特性的配合四、電磁鐵的反力特性1.電磁鐵的反力特性定義反力特性是歸算到工作氣隙中心的所有反力Ff與工作氣隙δ的關系，即:

Ff=f（δ）。2.反力的基本組成反力彈簧力（主要）觸頭彈簧力摩擦阻力重力等1-常開觸頭彈簧力；2-反力彈簧力。