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低壓開關電器中電弧的產生和滅弧方法?

返回列表 來源:廣珠 瀏覽:- 發布日期:2017-05-04 16:49:12【

電孤是一種氣體放電現象,它有兩個特點:一是電弧中有大量的電子、離子,因而是導電的,電孤不熄滅電路繼續導通,要電弧熄滅后電路才正式斷開;二是電弧的溫度很高,弧心溫度達4000~5000攝氏度以上,高溫電弧會燒壞設備造成嚴重事故,所以必須采取措施,迅速熄滅電弧。

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電弧產生和熄滅的物理過程簡述如下:在開關斷開過程中,由于動觸頭的運動,使動、靜觸頭間的接觸面不斷減小,電流密度就不斷增大,接觸電阻隨接觸面的減小就越來越大,因而觸頭溫度升高,產生熱電子發射。當觸頭剛分離時,由于動、靜觸頭間的間隙極小,出現的電場強度很高,在電場作用下金屬表面電子不斷從金屬表面飛逸出來,成為自由電子在觸頭間運動,這種現象稱為場致發射。熱電子發射、場致發射產生的自由電子在電場力作用下加速飛向陽極,途中不斷碰撞中性質點,將中性質點中的電子又碰撞出來,這種現象稱作碰撞游離。由于碰撞游離的連鎖反應,自由電子成倍地增加(正離子亦隨之增加),大量的電子奔向陽極,大量的正離子向負極運動,開關觸頭間隙便成了電流的通道,觸頭間隙間介質被擊穿就形成電弧。

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由于電弧溫度很高,在高溫的作用下,處在高溫下的中性質點由于高溫而產生強烈不規則的熱運動,在中性質點互相碰撞時,又將被游離而形成電子和離子,這種因熱運動而引起的游離稱為熱游離。熱游離產生大量電子和離子維持觸頭間隙間電弧。產生電弧主要由碰撞游離,維持電弧主要依靠熱游離。

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低壓開關電器的滅弧方法如下:

(1)利用氣體或油熄滅電弧。在開關電器中利用各種形式的滅弧室使氣體或油產生巨大的壓力并有力地吹向弧隙,電弧在氣流或油流中被強烈地冷卻和去游離,并且其中的游離物質被未游離物質所代替,電弧便迅速熄滅。氣體或油吹動的方式有縱吹和橫吹兩種,縱吹使電弧冷卻變細,然后熄滅;橫吹是把電弧拉長切斷而熄滅。不少斷路器采用縱橫混合吹弧方式,以取得更好滅弧效果。 

(2)采用多斷口。高壓斷路器常制成每相有兩個或多個串聯的斷口,使加于每個斷口的電壓降低,電弧易于熄滅。 

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(3)斷路器斷口加裝并聯電阻。在高壓大容量斷路器中,廣泛利用弧隙并聯電阻來改善它們的工作條件。斷路器每相假如有兩對觸頭,一對為主觸頭,另一對為輔助觸頭,電阻并聯在主觸頭上。當斷路器在合閘位置時,主、輔觸頭都閉合。當斷開電路時,主觸頭先斷開,這時并聯在主觸頭斷口上的電阻在主觸頭斷開過程中起分流作用,有利于主觸頭斷口滅弧。主觸頭的電弧熄滅后,并聯電阻串聯在電路中,有效地降低觸頭上的恢復電壓數值及電壓恢復速度。另外,并聯電阻對切斷小電感電流或電容電流時,可限制過電壓產生。   

(4)利用金屬滅弧柵熄滅電弧。用鐵磁物質制成金屬滅弧柵,當電弧發生后,立刻把電弧吸引到柵片內,將長弧分割成一串短弧,當電弧過零時,每個短弧的附近會出現150~250伏的介質強度,如果作用于觸頭間的電壓小于各個介質強度的總和時,電弧就立即熄滅。這種滅弧方法在低壓開關中用得很多。

 

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