电弧的产生和熄灭35页PPT
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电弧的产生和熄灭
迅速拉长电弧，有利于迅速减小弧柱中的电位梯度，增加
电弧与周围介质的接触面积，加强冷却和扩散的作用。因此， 现代高压开关中都采取了迅速拉长电弧的措施灭弧，如采用强
力分闸弹簧，其分闸速度已达16m/s以上。
2、采用多断口
每一相有两个或多个断口相串联。在熄弧时，多断口把电 弧分割成多个相串联的小电弧段。多断口使电弧的总长度长， 导致弧隙的电阻增加；在触头行程、分闸速度相同的情况下， 电弧被拉长的速度成倍增加，使弧隙电阻加速增大，提高了介 质强度的恢复速度，缩短了灭弧时间。 采用多断口时，加在每一断口上的电压成倍减少，降低了 弧隙的恢复电压，亦有利于熄灭电弧。在要求将电弧拉到同样 的长度时，采用多断口结构成倍减小了触头行程，也就减小了 开关电器的尺寸。
动特性。由于弧柱的受热升温或散热降温都有一定过程，跟
不上快速变化的电流，所以电弧温度的变化总滞后于电流的 变化，这种现象称为电弧的热惯性。 经过分析，可见交流电弧在交流电流自然过 零时将自动熄灭，但在下半周随着电压的增 高，电弧又重燃。如果电弧过零后，电弧不 发生重燃，电弧就此熄灭。
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u h2
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2. 按吹弧的方向分为： （1）纵吹 吹弧的介质（气流或油流）沿电弧方向的吹拂称为纵吹， 纵吹能增强弧柱中的带电质点向外扩散，使新鲜介质更好地与 炽热电弧接触，加强电弧的冷却，有利于迅速灭弧。 （2）横吹 横吹时气流或油流的方向与触头运动方向是垂直的，或者 说与电弧轴线方向垂直。横吹不但能加强冷却和增强扩散，还 能将电弧迅速吹弯吹长。有介质灭弧栅的横吹灭弧室，栅片能 更充分地冷却和吸附电弧，加强去游离。在相同的工作条件下， 横吹比纵吹效果要好。
电弧电流自然过零后，电 路施加于弧隙的电压，将从不 大的电弧电压逐渐增长，一直
开关电弧的产生与熄灭教学课件PPT
2. 电弧的熄灭——复合
复合就是异号带电质点彼此的中和。
是指带异性电荷的质点相互接触，交换多余电荷而形 成中性质点的现象。
☞带电质点浓度越大，复合率越高。
故断路器采用小直径的灭弧室，提高弧隙带电质点 的浓度，增强其灭弧性能。
☞电弧温度越低，复合就越容易。故加强电弧冷却，能
促进复合。在交流电弧中，当电流接近零时，弧隙温 度骤降，此时复合特别强烈。 器的开断速度，对复合有利。
☞弧隙电场强度小，复合的可能性增大。故提高断路
2. 电弧的熄灭——扩散
扩散是指带电质点逸出弧道的现象。 电弧中扩散主要原因是：
☞弧区与周围介质的温差越大，扩散越强烈。
用冷却介质吹弧，或电弧在周围介质中运动， 都可增大弧区与周围介质的温差，加强扩散作 用。
☞ 弧区与周围介质粒子的浓度相差越大，扩
散越强烈。电弧的表面积越大，扩散就越快。
5．将电弧分割成短弧（金属栅片灭弧）
6．采用多断口灭弧 7．弧隙并联电阻
8、真空灭弧装置 当真空度为5～10 mm汞柱时，自由电子在弧隙中作定 向运动时几乎不会和气体分子或原子相碰撞，也就不会发 生撞击电离或电场电离。 将触头置于真空中断开时产生的电弧只能是由阴极发 射电子和产生的金属蒸气形成的。 当电弧电流接近零时，阴极发射的电子和金属蒸气减 少，弧隙中残留的金属蒸气和等离子体向周围真空迅速扩 散，弧隙可以在数微秒之内由导电状态恢复到真空间隙的 绝缘水平。
油吹灭弧应用于各种油断路器中。
3．电磁吹弧
电弧在电磁力作用下产生运动的现象，叫电 磁 吹弧。
电动力 吹弧
磁力拉 弧
磁吹弧
当电弧需要较大的电动力吹入灭弧室时，就要采用专门 的磁吹装置 。
4．使电弧在固体介质的狭缝中运动
4 电弧的产生和熄灭
一、电弧的危害和特点 1. 电弧的概念
当开关电器开断电路时，电压和电流达到一定值时，触头 刚刚分离后，触头之间就会产生强烈的白光，称为电弧。 现象：开关电器开断电路时，触头间产生耀眼的白光。 电弧的存在说明电路中有电流，只有当电弧熄灭，触头 间隙成为绝缘介质时，电路才算断开。
一、电弧的危害和特点
3、碰撞游离
从阴极表面发射出的电子在电场力的作用下高速向阳极 运动，在运动过程中不断地与中性质点（原子或分子）发生 碰撞。当高速运动的电子积聚足够大的动能时，就会从中性 质点中打出一个或多个电子，使中性质点游离，这一过程称 为碰撞游离。 4、热游离 弧柱中气体分子在高温作用下产生剧烈热运动，动能很
谢谢
温度较低，亮度明显减弱的部分叫弧焰，电流几乎都从弧柱内
部流过。
4. 电弧的危害
（1）电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间， 加重了电力系统短路故障的危害。 （2）电弧产生的高温，将使触头表面熔化和蒸化，烧坏 绝缘材料。对充油电气设备还可能引起着火、爆炸等危险。
（3）由于电弧在电动力、热力作用下能移动，很容易造
3、吹弧 用新鲜而且低温的介质吹拂电弧时，可以将带电质点吹到 弧隙以外，加强了扩散，由于电弧被拉长变细，使弧隙的电导 下降。吹弧还使电弧的温度下降，热游离减弱，复合加快。按 吹弧气流的产生方法和吹弧方向的不同，吹弧可分为以下几种。 1. 吹弧气流产生的方法有： （1）用油气吹弧 用油气作吹弧介质的断路器称为油断路器。在这种断路器 中，有用专用材料制成的灭弧室，其中充满了绝缘油。当断路 器触头分离产生电弧后，电弧的高温使一部分绝缘油迅速分解 为氢气、乙炔、甲烷、乙烷、二氧化碳等气体，其中氢的灭弧 能力是空气的7.5倍。这些油气体在灭弧室中积蓄能量，一旦 打开吹口，即形成高压气流吹弧。
最新第3节电弧及其灭弧方式ppt课件
计算题
１、某菜肴用甲原料300克，该原料 净料成本20元/千克；用乙原料200 克，该原料净料成本10元/千克，用 调料成本1元，现该菜售价20元，问 该菜现在的成本率为多少？若饭店 规定该类菜肴的成本率为60%，该菜 售价应为多少？
答：成本率＝（6＋2＋1）/20＝45％ 售价＝9/60％＝15元
案例二： 小王和几个朋友到一家新开张的饭店吃饭，
席间大家点好了菜，正要点酒水时，一旁的 服务员告诉小王，饭店新开张吃饭点啤酒是 免费的。小王和朋友一听感觉不错，也没多 问直接叫服务员上了10瓶百威啤酒。酒足饭 饱准备买单时，他们发现自己点的百威啤酒 也被归入饭钱里面。小王不解，叫来服务员 询问，服务员说消费者点免费啤酒是应点饭 店指定的一个牌子，而不是所有的啤酒，最 终的解释权是归饭店所有。
计算题
３、梅兰宾馆新增一种菜肴，其原 材料成本为5.4元，企业对该菜肴规 定的销售毛利率为55.00%，求该菜 肴的销售价格。
答：销售价格=原材料成本/（1-销 售毛利率）=5.4/（1-55%）=12元
计算题
４、某餐饮企业新推一款菜肴“毛 血旺”，其原材料成本为16.00元， 企业对该菜肴规定的成本毛利率为 75.00%，求该菜肴的销售价格。
餐饮消费中如何维护人身财产权益 作为餐饮企业，作为公共场所，社会和
法律赋予它的责任不仅仅是提供用餐场所， 更要保证人们在公共场所用餐时的人身和财 产安全。当消费者在用餐消费过程中一旦发 现自己的上述权益受到侵害，首先应当分析 自己权益受侵犯的具体原因并与餐饮消费部 门协商，不要轻易接受单方面的理由和解释。 同时注意收集现场相关证据，在交涉无法得 到合理答复时，可凭借相关证据资料到有关 行业主管部门反映，也可向法律专业人士进 行咨询并要求提供相应的法律服务和帮助。
开关电器灭弧原理 ppt课件
⑵影响弧隙电压的恢复过程的因素：
①电路参数(L、C、R)
②负荷性质(阻、感、容性)
③ 恢复过程(过渡过程)的特点：
可能是周期性变化的振荡过程，也可能是非周期性 变化的不振荡过程，如图2—31所示。
ppt课件
24
ppt课件
25
⑶恢复电压的组成：如图2—32所示： ①瞬变恢复电压utr，为恢复电压的暂态值，它存在
的时间只有几十微秒至几毫秒； ②工频恢复电压usr，即与电源电压波形重合、与电
源电压相等的电压，为恢复电压的稳态值。
3．交流电弧的熄灭条件：
Ud(t) > Ur(t)
（或两曲线无交点）
ppt课件
26
（微秒）
ppt课件
27
过零再次击 穿点
ppt课件
28
第八节 弧隙电压恢复过程分析
分析弧隙电压恢复过程中电路参数的影响，进而分析 从外电路考虑如何有利于熄弧
ppt课件
19
电子数 很少
场强不足 以从导体 中拉出电
子
加 U速
场
减速场
T＝０＋ 时刻
d
图2－28电流过零后弧隙电荷及电位分布
ppt课件
20
(2)弧柱区介质强度的恢复过程。弧柱区介质强度的 恢复过程与断路器的灭弧装置结构、介质特性、 电弧电流、冷却条件及触头分开速度等因素有关。
①不同介质强度恢复过程曲线如图2—29所示
头附近的绝缘， ⑶如电弧长久不熄，延长断路时间，会危害电力系统的安全
运行。 结论：切断电路时，必须尽快熄灭电弧。 二、电弧的产生与维持 1．电弧的形成 ：电弧的产生主要是触头间产生大量自由
电子的结果。 游离：一定条件下，中性质点分为正离子和电子的现象 去游离：一定条件下，离子和电子还原为中性质点的现象
①电路参数(L、C、R)
②负荷性质(阻、感、容性)
③ 恢复过程(过渡过程)的特点：
可能是周期性变化的振荡过程，也可能是非周期性 变化的不振荡过程，如图2—31所示。
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⑶恢复电压的组成：如图2—32所示： ①瞬变恢复电压utr，为恢复电压的暂态值，它存在
的时间只有几十微秒至几毫秒； ②工频恢复电压usr，即与电源电压波形重合、与电
源电压相等的电压，为恢复电压的稳态值。
3．交流电弧的熄灭条件：
Ud(t) > Ur(t)
（或两曲线无交点）
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（微秒）
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过零再次击 穿点
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28
第八节 弧隙电压恢复过程分析
分析弧隙电压恢复过程中电路参数的影响，进而分析 从外电路考虑如何有利于熄弧
ppt课件
19
电子数 很少
场强不足 以从导体 中拉出电
子
加 U速
场
减速场
T＝０＋ 时刻
d
图2－28电流过零后弧隙电荷及电位分布
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(2)弧柱区介质强度的恢复过程。弧柱区介质强度的 恢复过程与断路器的灭弧装置结构、介质特性、 电弧电流、冷却条件及触头分开速度等因素有关。
①不同介质强度恢复过程曲线如图2—29所示
头附近的绝缘， ⑶如电弧长久不熄，延长断路时间，会危害电力系统的安全
运行。 结论：切断电路时，必须尽快熄灭电弧。 二、电弧的产生与维持 1．电弧的形成 ：电弧的产生主要是触头间产生大量自由
电子的结果。 游离：一定条件下，中性质点分为正离子和电子的现象 去游离：一定条件下，离子和电子还原为中性质点的现象
电弧的产生和熄灭
（3）电弧是一束游离的的气体。
不依赖外界电离条件， 仅由外施电压作用即可 维持的一种气体放电
4. 电弧的危害
（1）电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间， 加重了电力系统短路故障的危害。 （2）电弧产生的高温，将使触头表面熔化和蒸化，烧坏 绝缘材料。对充油电气设备还可能引起着火、爆炸等危险。
（3）由于电弧在电动力、热力作用下能移动，很容易造
运动速度相当的正离子互相吸引而接近，交换电荷后成为中性
质点。还有一种情况就是电子先被固体介质表面吸附后，再被 正离子捕获成为中性质点。
2. 扩散 扩散是弧柱中的带电质点逸出弧柱以外，进入周围介 质的现象。扩散有三种形式： （1）温度扩散，由于电弧和周围介质间存在很大温差， 使得电弧中的高温带电质点向温度低的周围介质中扩散， 减少了电弧中的带电质点； （2）浓度扩散，这是因为电弧和周围介质存在浓度差， 带电质点就从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，使电弧 中的带电质点减少； （3）利用吹弧扩散，在断路器中采用高速气体吹弧， 带走电弧中的大量带电质点，以加强扩散作用。
（3）纵横吹
横吹灭弧室在开断小电流
时因室内压力太小，开断性能
较差。为了改善开断小电流时 的灭弧性能，可将纵吹和横吹 结合起来。在大电流时主要靠 横吹，小电流时主要靠纵吹， 这就是纵横吹灭弧室。
4、短弧原理灭弧
灭弧装置是一个金属栅灭弧罩，利用将电弧分为多个串联 的短弧的方法来灭弧。由于受到电磁力的作用，电弧从金属栅 片的缺口处被引入金属栅片内，一束长弧就被多个金属片分割 成多个串联的短弧。如果所有串联短弧阴极区的起始介质强度 或阴极区的电压降的 总和永远大于触头间 的外施电压，电弧就 不再重燃而熄灭。采 用缺口铁质栅片，是 为了减少电弧进入栅 片的阻力，缩短燃弧 时间。
电弧的产生和熄灭
2. 按吹弧的方向分为： （1）纵吹 吹弧的介质（气流或油流）沿电弧方向的吹拂称为纵吹， 纵吹能增强弧柱中的带电质点向外扩散，使新鲜介质更好地与 炽热电弧接触，加强电弧的冷却，有利于迅速灭弧。 （2）横吹 横吹时气流或油流的方向与触头运动方向是垂直的，或者 说与电弧轴线方向垂直。横吹不但能加强冷却和增强扩散，还 能将电弧迅速吹弯吹长。有介质灭弧栅的横吹灭弧室，栅片能 更充分地冷却和吸附电弧，加强去游离。在相同的工作条件下， 横吹比纵吹效果要好。
五、直流电弧的特性 定义：在直流电路中产生的电弧叫直流电弧
1.电弧电压分布图
阴 极 区 弧柱区 阳 极 区
U3
U2 U1
+
Uh
电弧电压＝阴极区压降＋弧柱压降＋阳极区压降
U h U1 U 2 U 3
2.电弧的伏安特性
u
1
u
di 0 dt
E
1
' uh
2
A
di 0 dt
uh
B
i
i1
直流电弧的伏安特性
3. 气体介质的压力 气体介质的压力对电弧去游离的影响很大。因为，气体的 压力越大，电弧中质点的浓度就越大，质点间的距离就越小， 复合作用越强，电弧就越容易熄灭。在高度的真空中，由于发 生碰撞的几率减小，抑制了碰撞游离，而扩散作用却很强。因 此，真空是很好的灭弧介质。 4. 触头材料 触头材料也影响去游离的过程。当触头采用熔点高、导热 能力强和热容量大的耐高温金属时，减少了热电子发射和电弧 中的金属蒸汽，有利于电弧熄灭。 除了上述因素以外，去游离还受电场电压等因素的影响。
动特性。由于弧柱的受热升温或散热降温都有一定过程，跟
不上快速变化的电流，所以电弧温度的变化总滞后于电流的 变化，这种现象称为电弧的热惯性。 经过分析，可见交流电弧在交流电流自然过 零时将自动熄灭，但在下半周随着电压的增 高，电弧又重燃。如果电弧过零后，电弧不 发生重燃，电弧就此熄灭。
第三章 灭弧原理及主要开关电器 3 5
材料，可以减少热电子发
射和电弧中的金属蒸气，抑制弧隙介质的游离作用。同时，触头材料还要求有较高的 抗电弧、抗熔焊能力。常用的触头材料有铜、钨合金和银、钨合金等。
3.采用灭弧介质或电流磁场吹动拉长与冷却电弧
在高压断路器中利用各种结构形式的灭弧室，使气体或油产生巨大的压力并有力 地吹向弧隙，将使带电离子扩散和强烈地冷却而复合。空气断路器利用充入压力约为 2.3MPa的干燥压缩空气作为吹动电弧的灭弧介质。SF6断路器利用压力为0.3～ 0.7MPa的纯净SF6气体作为灭弧介质在灭弧室吹动电弧，油断路器利用油和油在电弧
熄弧时的过电压，通常在大容量发电机出口断路器及110kV以上的高压断路器，特别
是特高压断路器上的断口处加装并联电阻，如图3-11所示。
图3-11 分、合闸并联电阻滞后分断和提前关合的动作原理
分闸时，主触头先打开，由于有并联电阻接入，不仅使主触头间产生的电弧容易 熄灭，而且使恢复电压的数值及上升速度都降低，并联电阻对电路的振荡过程起阻尼 作用，可能使振荡过程变成非周期振荡过程，从而抑制了过电压，当主触头间电弧熄 灭后，辅助触点打开，完全开断电路。合闸时，顺序相反，辅助触点先合，让其预合 在电阻性负荷上，然后合上主触头，避免合闸过电压。
图3-25 混合压气式灭弧室原理示意图 （a）开断初期；（b）开断过程中
4.配置大功率高性能的操动机构
由于特高压断路器灭弧室运动质量大，且要求分闸速度高，操作过程中传动及支 撑部分都受到较大冲击力，并且要满足5000次机械寿命要求。因而，操动机构必须大 功率、平稳可靠。为满足特高压电网对开断的系统稳定性及操作过电压水平的要求， 操动机构还必须能快速响应，同时分、合闸速度具有可调性能。
特高压断路器首先要求应能满足特高压电网大容量短路电流的开断能力，保证能
射和电弧中的金属蒸气，抑制弧隙介质的游离作用。同时，触头材料还要求有较高的 抗电弧、抗熔焊能力。常用的触头材料有铜、钨合金和银、钨合金等。
3.采用灭弧介质或电流磁场吹动拉长与冷却电弧
在高压断路器中利用各种结构形式的灭弧室，使气体或油产生巨大的压力并有力 地吹向弧隙，将使带电离子扩散和强烈地冷却而复合。空气断路器利用充入压力约为 2.3MPa的干燥压缩空气作为吹动电弧的灭弧介质。SF6断路器利用压力为0.3～ 0.7MPa的纯净SF6气体作为灭弧介质在灭弧室吹动电弧，油断路器利用油和油在电弧
熄弧时的过电压，通常在大容量发电机出口断路器及110kV以上的高压断路器，特别
是特高压断路器上的断口处加装并联电阻，如图3-11所示。
图3-11 分、合闸并联电阻滞后分断和提前关合的动作原理
分闸时，主触头先打开，由于有并联电阻接入，不仅使主触头间产生的电弧容易 熄灭，而且使恢复电压的数值及上升速度都降低，并联电阻对电路的振荡过程起阻尼 作用，可能使振荡过程变成非周期振荡过程，从而抑制了过电压，当主触头间电弧熄 灭后，辅助触点打开，完全开断电路。合闸时，顺序相反，辅助触点先合，让其预合 在电阻性负荷上，然后合上主触头，避免合闸过电压。
图3-25 混合压气式灭弧室原理示意图 （a）开断初期；（b）开断过程中
4.配置大功率高性能的操动机构
由于特高压断路器灭弧室运动质量大，且要求分闸速度高，操作过程中传动及支 撑部分都受到较大冲击力，并且要满足5000次机械寿命要求。因而，操动机构必须大 功率、平稳可靠。为满足特高压电网对开断的系统稳定性及操作过电压水平的要求， 操动机构还必须能快速响应，同时分、合闸速度具有可调性能。
特高压断路器首先要求应能满足特高压电网大容量短路电流的开断能力，保证能
电弧的产生和熄灭PPT课件
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2. 扩散 扩散是弧柱中的带电质点逸出弧柱以外，进入周围介质 的现象。扩散有三种形式： （1）温度扩散，由于电弧和周围介质间存在很大温差， 使得电弧中的高温带电质点向温度低的周围介质中扩散， 减少了电弧中的带电质点； （2）浓度扩散，这是因为电弧和周围介质存在浓度差， 带电质点就从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，使电弧 中的带电质点减少； （3）利用吹弧扩散，在断路器中采用高速气体吹弧，带 走电弧中的大量带电质点，以加强扩散作用。
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2. 按吹弧的方向分为： （1）纵吹 吹弧的介质（气流或油流）沿电弧方向的吹拂称为纵吹，纵
吹能增强弧柱中的带电质点向外扩散，使新鲜介质更好地与炽 热电弧接触，加强电弧的冷却，有利于迅速灭弧。
（2）横吹 横吹时气流或油流的方向与触头运动方向是垂直的，或者说 与电弧轴线方向垂直。横吹不但能加强冷却和增强扩散，还能 将电弧迅速吹弯吹长。有介质灭弧栅的横吹灭弧室，栅片能更 充分地冷却和吸附电弧，加强去游离。在相同的工作条件下， 横吹比纵吹效果要好。
1、提高触头的分闸速度
熄灭交流电弧的关键在于电弧电流过零后，弧隙的介质强 度的恢复过程能否始终大于弧隙电压的恢复过程。为了加强冷 却，抑制热游离，增强去游离，在开关电器中装设专用的灭弧 装置或使用特殊的灭弧介质，以提高开关的灭弧能力。
迅速拉长电弧，有利于迅速减小弧柱中的电位梯度，增加 电弧与周围介质的接触面积，加强冷却和扩散的作用。因此， 现代高压开关中都采取了迅速拉长电弧的措施灭弧，如采用强 力分闸弹簧，其分闸速度已达16m/s以上。
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6、用耐高温金属材料作触头、优质灭弧介质
触头材料对电弧中的去游离也有一定影响，用熔点高、导热系数和热 容量大的耐高温金属制作触头，可以减少热电子发射和电弧中的金属蒸 汽，从而减弱了游离过程，有利于熄灭电弧。
2. 扩散 扩散是弧柱中的带电质点逸出弧柱以外，进入周围介质 的现象。扩散有三种形式： （1）温度扩散，由于电弧和周围介质间存在很大温差， 使得电弧中的高温带电质点向温度低的周围介质中扩散， 减少了电弧中的带电质点； （2）浓度扩散，这是因为电弧和周围介质存在浓度差， 带电质点就从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，使电弧 中的带电质点减少； （3）利用吹弧扩散，在断路器中采用高速气体吹弧，带 走电弧中的大量带电质点，以加强扩散作用。
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2. 按吹弧的方向分为： （1）纵吹 吹弧的介质（气流或油流）沿电弧方向的吹拂称为纵吹，纵
吹能增强弧柱中的带电质点向外扩散，使新鲜介质更好地与炽 热电弧接触，加强电弧的冷却，有利于迅速灭弧。
（2）横吹 横吹时气流或油流的方向与触头运动方向是垂直的，或者说 与电弧轴线方向垂直。横吹不但能加强冷却和增强扩散，还能 将电弧迅速吹弯吹长。有介质灭弧栅的横吹灭弧室，栅片能更 充分地冷却和吸附电弧，加强去游离。在相同的工作条件下， 横吹比纵吹效果要好。
1、提高触头的分闸速度
熄灭交流电弧的关键在于电弧电流过零后，弧隙的介质强 度的恢复过程能否始终大于弧隙电压的恢复过程。为了加强冷 却，抑制热游离，增强去游离，在开关电器中装设专用的灭弧 装置或使用特殊的灭弧介质，以提高开关的灭弧能力。
迅速拉长电弧，有利于迅速减小弧柱中的电位梯度，增加 电弧与周围介质的接触面积，加强冷却和扩散的作用。因此， 现代高压开关中都采取了迅速拉长电弧的措施灭弧，如采用强 力分闸弹簧，其分闸速度已达16m/s以上。
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6、用耐高温金属材料作触头、优质灭弧介质
触头材料对电弧中的去游离也有一定影响，用熔点高、导热系数和热 容量大的耐高温金属制作触头，可以减少热电子发射和电弧中的金属蒸 汽，从而减弱了游离过程，有利于熄灭电弧。
电弧的形成与熄灭 及灭弧方法
（2）起始介质强度出现后的介质强度的恢复 这是一个复杂的过程，它与电弧电流、介质特性、冷却条 件和触头分断速度有关。
■
2-14
电气设备及运行维护
2．弧隙电压恢复过程
1）电弧为纯电阻性质，电弧电流与弧隙电压同相位，电弧 电流过零时，弧隙电压接近零；
2）短路时电路电阻很小，电路呈感性 ，电弧电流与电源 电压不同相位，电弧电流过零时，电源电压不等于零；
A2t ) e1t
■
2-19
电气设备及运行维护
①当 1 R 1 2 1 时，特征根为不等负实根。
4 L rC LC
根据初始条件：t 0时，uC 可解得
ur 0
0，i1
C
d uC dt
0
A1
2 1 2
ur0
rU 0 Rr
2．电弧的维持与发展 1）由于电弧的 r 小，电弧形成后，触头间的电压和电场 强度很低，强电场发射停止。 2）由于电弧在燃烧过程中温度很高，可达到几千度甚至 上万度，阴极表面继续进行热电子发射。
■
2-8
电气设备及运行维护
3）另一方面介质的分子和原子在高温下将产生强烈的 分子热运动，获得动能的中性质点之间不断地发生碰撞，游 离成自由电子和正离子，此即所谓热游离。
第二节 交流电弧的特性
1）电弧电流交变，每半个周期过零一次，此时电弧因失去 能量而自然熄灭。
■
2-11
电气设备及运行维护
2）由于热惯性，弧柱温度的变化滞后于快速变化的电流，
所以交流电弧的伏安特性是动态的，如图2-3所示。在电流增
大时，温度来不及增高，弧隙电阻来不及减小；在电流减小时，
■
2-14
电气设备及运行维护
2．弧隙电压恢复过程
1）电弧为纯电阻性质，电弧电流与弧隙电压同相位，电弧 电流过零时，弧隙电压接近零；
2）短路时电路电阻很小，电路呈感性 ，电弧电流与电源 电压不同相位，电弧电流过零时，电源电压不等于零；
A2t ) e1t
■
2-19
电气设备及运行维护
①当 1 R 1 2 1 时，特征根为不等负实根。
4 L rC LC
根据初始条件：t 0时，uC 可解得
ur 0
0，i1
C
d uC dt
0
A1
2 1 2
ur0
rU 0 Rr
2．电弧的维持与发展 1）由于电弧的 r 小，电弧形成后，触头间的电压和电场 强度很低，强电场发射停止。 2）由于电弧在燃烧过程中温度很高，可达到几千度甚至 上万度，阴极表面继续进行热电子发射。
■
2-8
电气设备及运行维护
3）另一方面介质的分子和原子在高温下将产生强烈的 分子热运动，获得动能的中性质点之间不断地发生碰撞，游 离成自由电子和正离子，此即所谓热游离。
第二节 交流电弧的特性
1）电弧电流交变，每半个周期过零一次，此时电弧因失去 能量而自然熄灭。
■
2-11
电气设备及运行维护
2）由于热惯性，弧柱温度的变化滞后于快速变化的电流，
所以交流电弧的伏安特性是动态的，如图2-3所示。在电流增
大时，温度来不及增高，弧隙电阻来不及减小；在电流减小时，
电弧的形成和熄灭
2、交流电弧的熄灭 对于交流电弧不存在电弧能否熄灭 的问题，而是电流过零后如何有效的阻 止电弧重燃的问题 交流电弧是否重燃与两个物理过程有 关，即介质强度的恢复过程和弧隙电压 的恢复过程。
介质强度的恢复过程
弧隙介质能够承受外 加电压作用而不致使弧隙 击穿的电压称为弧隙的介
1 2
ud
质强度。当电弧电流过零
时电弧熄灭，而弧隙的介 质强度要恢复到正常状态 值还需一定的时间，此恢 复过程称之为弧隙介质强
a
''
3 4
a'
a
0 1－真空 2－SF6 3－空气 4－油
t
度的恢复过程。
弧隙电压的恢复过程。
电弧电流自然过零后，电 路施加于弧隙的电压，将从不 大的电弧电压逐渐增长，一直
ur
U0
u tr
u sr
恢复到电源电压，这一过程中
（2）用压缩空气或六氟化硫气体吹弧
将20个左右大气压的压缩空气或5个大气压左右的六氟化
硫气体（SF6）先储存在专门的储气罐中，断路器分闸时产生 电弧，随后打开喷口，用具有一定压力的气体吹弧。 （3）产气管吹弧 产气管由纤维、塑料等有机固体材料制成，电弧燃烧时与 管的内壁紧密接触，在高温作用下，一部分管壁材料迅速分解 为氢气、二氧化碳等，这些气体在管内受热膨胀，增高压力， 向管的端部形成吹弧。
1、交流电弧的特性 动态特性
在交流电路中，电流的大小随时间按正弦规律变化， 每周期内有两次通过零点，同时交流电弧的温度和直径也随 热惯性 时间变化。 由于弧柱的受热升温或散热降温都有一定过程，跟不 经过分析，可见交流电弧在交流电流自然过零时 上快速变化的电流，所以电弧温度的变化总滞后于电流的 将自动熄灭，但在下半周随着电压的增高，电弧又重 变化。 燃。如果电弧过零后，电弧不发生重燃，电弧就此熄 灭。
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