(完整版)电弧的产生与灭弧装置
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电弧及灭弧装置
电弧的分类
按电流种 类
• 直流电弧 • 交流电弧 • 脉冲电弧
按电弧的 状态
• 自由电弧（如雷电） • 压缩电弧（如等离子弧）
按电极材 料
• 熔化极电弧 • 不熔化极电弧
日常生活中的电弧现象
• 雷电
日常生活中的电弧现象
• 电弧焊
日常生活中的电弧现象
• 开关电弧（电器使用中产生的电弧）
电器在切断负载电流或者短路电流时， 只要动静触头间的电压大于10-12v，电 流大于80~100mA，就会产生耀眼的白 光。切断的电流越大，电弧就越强烈。 电弧的产生是电器在使用使用过程中不
直流电弧及其熄灭
➢动伏安特性曲线（下图2、3曲线）
从B点开始快速减小电流，得曲线3，由 于弧隙间的消游离作用跟不上电流的变 化，与静伏安特性曲线的同一点相比， 消游离程度高，弧电阻低，弧电压也就 低。此时特性曲线3位于静伏安特性曲线
缓慢改变R，电流变 化缓慢，每一点都是 在稳定燃烧状态下测
得的
直流电弧及其熄灭
• 一、直流电弧的伏安特性 ➢动伏安特性曲线（下图2、3曲线）
快速改变R，电流变 化迅速，游离（或消 游离）跟不上电流的
变化。
直流电弧及其熄灭
➢动伏安特性曲线（下图2、3曲线）
从A点开始快速增加电流，得曲线2，由 于弧隙间的游离作用跟不上电流的变化， 与静伏安特性曲线的同一点相比，游离 程度低，弧电阻高，弧电压也就高。此 时特性曲线2位于静伏安特性曲线的上方。
电弧产生的物理过程
1、阴极热电子发射
触头开断过程中，接触面积越来越小，接触处的电阻越来越大，触头表 面的温度剧增加，金属内由于热运动急剧活跃的自由电子克服金属内正 离子的吸力而从阴极表面发射出来，这种主要是由于热作用所引起的发 射称为热发射。温度越低和逸出的功越大时，热发射的电流密度越小。 逸出功为电子克服金属内正离子的吸引力而逸出金属表面所消耗之功。
电弧及灭弧装置.
射；同时，由于触头的间隙很小，使得电压强度很高，产生强
电场发射。从阴极表面逸出的电子在强电场作用下，加速向阳 极运动，发生碰撞游离，导致触头间隙中带电质点急剧增加， 温度骤然升高，产生热游离并且成为游离的的主要因素，此时， 在外加电压作用下，间隙被击穿，形成电弧。
5、电弧熄灭的物理过程
（1）复合
复合是正、负带电质点相互结合变成不带电质点的现象。又分为直接复合和 间接复合。 复合的速度受温度的影响喝大，温度越高复合几率越小。 加强复合方式：①冷却电弧 ②加入大量的新鲜气体分子
电弧及灭弧装置
学习目标
• 理解交、直流电弧的伏安特性； • 理解交流电弧较直流电弧易于熄灭的原因；
• 掌握交、直流电弧常用的熄弧方法；
• 掌握常用灭弧装置的结构及作用原理。
引言
• 在有触点电器中，触头接通和分断电流的过程中往往伴随 着气体放电现象－－电弧的产生及熄灭。电弧对电器具有 一定的危害。
①近阴极效应
②灭弧方法
正离子因其能动性差，来不及向新阴极移动
薄膜绝缘介质
刚得到负极性的阴极来不及逸出新的电子
②灭弧方法 根据灭弧方法的不同，介质强度继续增长的情况也不 一样。
介质强度的恢复： UJF=UJF0+KJF*t
UJF0---决定于近阴极效应的起始介质恢复强度
KJF-----决定于灭弧方法的介质强度恢复速度 t----介质强度恢复时间
小
学习本章时，注意以下知识点： 1、概念 2、电弧产生的物理过程
结
本章所接触到的概念较多，需注意掌握和理解。如：近极压降、近阴极效应 注意掌握在此过程中起主要作用的是哪些；理解各物理现象及影响因素。 3、电弧熄灭的物理过程 理解复合及扩散的概念及影响因素。 4、电弧的熄灭 理解交、直流电弧的伏安特性；理解交流电弧较直流电弧易于熄灭的原因；掌握 交、直流电弧常用的熄弧方法；掌握常用灭弧装置的结构及作用原理。 5、断开感性电路时产生的过电称之为内部过电压，其危害性较大，应掌握减小 或抑制过电压产生的方法。
灭弧方法及装置
灭弧方法及装置
灭弧方法是指在高压电气设备中通过引入一定的介质（如空气、氮气、SF6气体等）使电流停止流动，以避免电弧的产生和发展。
灭弧装置用于
实现灭弧方法，其主要部件包括灭弧室、动触头、固定触头、弹簧机构、
柜体和操作机构等。
灭弧装置的分类：
1.气体灭弧装置：主要包括膜式、喷嘴式和壳式等；
2.开关管灭弧装置：主要包括磁控管式和电真空式等；
3.固体灭弧装置：主要包括陶瓷灭弧室、聚四氟乙烯灭弧室和纳米陶
瓷灭弧室等。
灭弧方法和装置的应用：
1.用于隔离开关、断路器、接触器等高压电器设备中，以保障设备的
安全运行；
2.用于输电、配电和变电设施等电力系统中，以防止设备短路、过载
等故障，有效改善电网可靠性；
3.用于工业、矿山和冶金等领域中，以保护电力设备和提高生产效率。
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。
机车车辆制动装置——电弧及灭弧装置之二
图2－20 气吹灭弧装置 1－动触头；2－灭弧室瓷罩；3－静触头；4－压缩 空气；5－电弧。
▪ 五、横向金属栅片灭弧
▪ 横向金属栅片又称去离子栅，它利用的是短弧灭弧原理。用磁性材料的金属片置于电弧中， 将电弧分成若干短弧，利用交流电弧的近阴极效应和直流电弧的近极压降来达到熄灭电弧的 目的。
▪ 横向金属栅片灭弧情况如图2－21所示。栅片的材料一般采用铁。当电弧靠近铁栅片时，由 于铁片为磁性材料，所以栅片本身就具有一个把电弧拉入栅片的磁场力（当电弧移近金属栅 的上沿时，铁栅片又具有把电弧拉回的特性，可防止电弧逸出栅外，烧损它物）。当电弧被 这个磁场力或外力作用刚进入铁片栅中时，由于磁阻较大，铁片栅对电弧的吸力不大。为了 减小电弧刚进入铁栅片时的空气阻力，铁栅片作成楔口并交叉装配，如图2－21(b)所示，即 只让电弧先进入一半铁片栅中以增大最初接触电弧的铁片片距。随着电弧继续进入铁片栅中， 磁阻减小，铁片对电弧的拉力增大，足以使电弧进入所有的铁片栅中。电弧进入栅片后分成 许多串联短弧，电流回路产生作用于各短弧上的电动力使短弧继续发生运动。此时应注意短 弧被拉回向触头方向运动的力，它会使电弧重燃并烧损触头。为了消除这种现象，可以采用 凹形栅片和O形栅片。铁栅片在使用时一般外表面要镀上一层铜，以增大传热能力和防止铁 片生锈。
▪ 导弧角2是根据回路电动力原理设置的，用来引导电弧很快离开触头且按 一定方向运动，以保护触头接触面免受电弧的烧伤。
▪ 由于磁吹线圈与电路的连接方式不同而形成串激线圈和并激线圈之分。
▪ 上述所介绍的这种磁吹线圈和触头相串联的激磁方法称为串激法。它的 优点是：电流流向改变但磁吹力方向不变，即磁吹方向不随电流极性的 改变而改变。具有这种磁吹的电器称为“无极性电器”。同时因为是串 激，通过磁吹线圈的电流与弧电流相同，因此弧电流越大则灭弧效力就 越强；反之弧电流小时，灭弧效力就弱。所以串激法适用于切断大电流 的电器中。
电弧及灭弧装置
电弧熄灭的方法及装置
2．横缝灭弧罩 为了加强冷却效果，横缝灭弧罩往往以多缝的结构 型式使用，也就是称为横向绝缘栅片，如图3-6所示。 当电弧进入灭弧罩后，受到绝缘栅片的阻挡，电弧在外 力作用下便发生弯曲，从而拉长了电弧，并加强了冷却 。为了分析电弧与绝缘栅片接触时的情况，以图3-7来 放大说明：设磁通方向为垂直向里，电弧AB、BC和CD段 所受的电动力都使电弧压向绝缘棚片顶部，而DE段所受 的电动力使电弧拉长，CD段和EF段相互作用产生斥力。 这样一些力的作用，使电弧拉长并与缝壁接触面增大而 且紧密，所以能收到比较好的灭弧效果。
电弧分类 1〉流种类可分为：交流电弧、直流电弧和脉冲电弧 。 2〉按电弧的状态可分为：自由电弧和压缩电弧（如 等离子弧）。 3〉按电极材料可分为：熔化极电弧和不熔化度达成千上万K足 以烧伤触头、使之迅速损坏;它 也能使触头熔焊、破坏电器的 正常工作，甚或酿成火灾刀人 员伤亡等严重事故; 它还会产 生干扰附近的通信设施的高次 谐波 益处：电弧焊、电弧熔炼和弧光 灯等是专门利用电弧的设备， 电器本身可借助电弧以防止产 生过高的过电压和限制故障电 流。
电弧熄灭的方法及装置
导弧角2是根据回路电动力原理设置的，用来 引导电弧很快离开触头且按一定方向运动，以保 护触头接触面免受电弧的烧伤。由于磁吹线圈与 电路的连接方式不同而形成串激线圈和并激线圈 之分。上述所介绍的这种磁吹线圈和触头相串联 的激磁方法称为串激法。它的优点是：电流流向 改变但磁吹力方向不变，即磁吹方向不随电流极 性的改变而改变。具有这种磁吹的电器称为“无 极性电器”。同时因为是串激，通过磁吹线圈的 电流与弧电流相同，因此弧电流越大则灭弧效力 就越强；反之弧电流小时，灭弧效力就弱。
电弧熄灭的方法及装置
一、拉长电弧 电弧拉长以后，电弧电压就增 大，改变了电弧的伏安特性 。在直流电弧中，其静伏安 特性上移，电弧可以熄灭。 在交流电弧中，由于燃弧电 压的提高，电弧重燃困难。 电弧的拉长可以沿电弧的轴向 (纵向)拉长，也可以沿垂直 于电弧轴向(横向)拉长，如 3-1图所示。
电弧及灭弧装置通用课件
电场击穿
随着触头间隙的增大，电场强度逐渐增大，当电场强度足 够大时，自由电子在电场中获得足够的能量，撞击气体分 子，使其电离产生新的自由电子和正离子。
电弧的物理特性
01
02
03
高温
电弧温度高达几千度，使 得触头熔化、蒸发，产生 高温烧蚀。
高压
电弧放电产生的高温使得 气体迅速膨胀，形成高压 。
强烈的光辐射
灭弧装置在电力系统中主要用于抑制或消除开关设备产生的电弧，常见的灭弧装置 有金属氧化物避雷器、六氟化硫断路器等。
这些灭弧装置能够有效地抑制电弧的产生和扩散，保护电力系统的安全稳定运行。
灭弧装置在电动机保护中的应用
电动机在运行过程中，如果出 现缺相、过载或短路等故障， 会产生电弧，烧毁电动机。
灭弧装置在电动机保护中主要 用于抑制或消除电动机产生的 电弧，常见的灭弧装置有热继 电器、熔断器等。
真空灭弧装置
磁吹灭弧装置
利用真空环境下的高绝缘性能和低气体分 子量，实现快速灭弧，适用于高压、大电 流的场合。
利用磁场作用将电弧吹向灭弧室，实现快 速灭弧，适用于中高压、大电流的场合。
ห้องสมุดไป่ตู้
灭弧装置的选择依据
电流大小
根据电路中的电流大小选择合 适的灭弧装置，大电流场合应 选择自动灭弧装置或磁吹灭弧
装置。
电弧产生强烈的光辐射， 对人的眼睛和皮肤有伤害 。
电弧的分类
长弧
长弧的长度大于电极直径的数倍 ，电弧电压较高，电流较小。
短弧
短弧的长度小于电极直径的数倍 ，电弧电压较低，电流较大。
02
灭弧装置的重要性
灭弧装置的作用
熄灭电弧
灭弧装置的主要作用是熄 灭电弧，以防止电弧对电 路和设备造成损坏。
随着触头间隙的增大，电场强度逐渐增大，当电场强度足 够大时，自由电子在电场中获得足够的能量，撞击气体分 子，使其电离产生新的自由电子和正离子。
电弧的物理特性
01
02
03
高温
电弧温度高达几千度，使 得触头熔化、蒸发，产生 高温烧蚀。
高压
电弧放电产生的高温使得 气体迅速膨胀，形成高压 。
强烈的光辐射
灭弧装置在电力系统中主要用于抑制或消除开关设备产生的电弧，常见的灭弧装置 有金属氧化物避雷器、六氟化硫断路器等。
这些灭弧装置能够有效地抑制电弧的产生和扩散，保护电力系统的安全稳定运行。
灭弧装置在电动机保护中的应用
电动机在运行过程中，如果出 现缺相、过载或短路等故障， 会产生电弧，烧毁电动机。
灭弧装置在电动机保护中主要 用于抑制或消除电动机产生的 电弧，常见的灭弧装置有热继 电器、熔断器等。
真空灭弧装置
磁吹灭弧装置
利用真空环境下的高绝缘性能和低气体分 子量，实现快速灭弧，适用于高压、大电 流的场合。
利用磁场作用将电弧吹向灭弧室，实现快 速灭弧，适用于中高压、大电流的场合。
ห้องสมุดไป่ตู้
灭弧装置的选择依据
电流大小
根据电路中的电流大小选择合 适的灭弧装置，大电流场合应 选择自动灭弧装置或磁吹灭弧
装置。
电弧产生强烈的光辐射， 对人的眼睛和皮肤有伤害 。
电弧的分类
长弧
长弧的长度大于电极直径的数倍 ，电弧电压较高，电流较小。
短弧
短弧的长度小于电极直径的数倍 ，电弧电压较低，电流较大。
02
灭弧装置的重要性
灭弧装置的作用
熄灭电弧
灭弧装置的主要作用是熄 灭电弧，以防止电弧对电 路和设备造成损坏。
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，
电弧及其灭弧方式
2）金属栅片灭弧
②灭弧原理
图4 栅片形状
产生电弧时，在电弧2周围产生磁场6； 导磁钢片6的磁阻由于较空气小得多，在栅片下
部磁场较强，所以磁场将电弧2吹进栅片； 电弧被栅片分割成许多串联的小电弧，见图5； 电流流电流过零时，电弧自然熄灭。
2）金属栅片灭弧
③应用 金属栅片灭弧是一种常见的交流电器的灭弧装置。
五、灭弧措施
3）灭弧罩
采用陶土和石棉水泥烧制的耐 高温的灭弧罩来降温和隔弧。 应用：可用于直流和交流灭弧
五、灭弧措施
4）磁吹灭弧
1-磁吹线圈 2-绝缘套 3-铁心 4-引弧角
5-导磁夹板 6-灭弧罩 7-动触点 8-静触点
灭弧原理
磁吹灭弧装置由磁吹线圈、磁吹铁心、导磁夹板和导弧角等 组成。磁吹线圈串联在触头回路中，通过线圈的电流就是电弧电 流，线圈电流产生磁通，经铁心、导磁夹板、两触头间形成回路。 在两触头间产生较强的磁通，电弧在磁场中受力而运动，很快离 开触头而导致在灭弧角上拉长冷却，迫使电弧熄灭。
应用：磁吹式灭弧装置多用于直流电路中。
小结
XIAO JIE
1、电弧的产生、特点和危害 2、各种灭弧措施的灭弧原理及应用
谢谢观看
引起火灾
06 引起爆炸事故
四、灭弧方法
01
将电弧拉长
02
使弧柱降温
03
将电弧分段
灭弧装置就是基于这些原理来设计
五、灭弧措施
1）电动力吹弧
①吹弧装置
图2 双断口结构的电动力吹弧装置
五、灭弧措施
1）电动力吹弧
②灭弧原理
当触头断开电路时，在断口处产生电弧 静触头1和动触头2在弧区内产生磁场 根据左手定则，电弧电流将受到向外电磁力F的作用 电弧向外侧方向移动 一方面电弧拉长，另一方面使电弧温度降低 电弧自然熄灭
电力机车电器-电弧的产生和灭弧的方法
（1）纵缝灭弧罩
图1-14为纵向窄缝灭弧罩。当电弧 受力被拉入窄缝后，电弧与缝壁能紧 密接触。在继续受力情况下，电弧在 移动过程中能不断改变与缝壁接触的 部位，因而冷却效果好，对熄弧有利。
图1-15为纵向宽缝灭弧罩。在宽缝中 又设置了若干绝缘隔板，这样就形成 了纵向多缝。电弧进入灭弧罩后，被 隔板分成两个直径比原来小的电弧， 并和缝壁接触而冷却，冷却效果加强， 熄弧性能提高。
电力机车电器设备 电弧的产生和灭弧方法
第一章 电器理论基础知识 第二节 电弧的产生和灭弧方法
一、电弧的产生过程
电弧发生于触头的断开过程中。 电弧的表现形式：温度极高、发出强光、能够导电的气体，是 一种带电的离子流。
电弧产生的条件：触头处于大气中，分断电压超过10V，电流 超过80mA。 电弧的危害：烧伤触头，降低寿命和可靠性；分断时间延长，严 重时容易引发火灾。
（2）横缝灭弧罩 图1-17为横向绝缘栅片式灭弧罩。当电弧受力进入灭弧罩后，受
到绝缘栅片阻挡，电弧在外力作用下发生弯曲，从而拉长了电弧， 并加强了冷却。
设磁通方向为垂直向里，电弧AB、BC段和CD段所受的电动力都 使电弧压向绝缘栅片顶部，而DE段所受的电动力使电弧拉长，CD 段和EF段相互作用产生斥力。这样一些力的作用使电弧拉长并与缝 壁接触而增大而且紧密，所以能得到比较好的灭弧效果。
此时，触头间隙内产生弧光并使温度进一步上升，当弧温达到 8000-10000K以后， 触头间的中性粒子以很高的速度作不规则的运动并相互剧烈碰撞，也产生电离。这就 是由于高温作用而使中性粒子碰撞产生的热电离。
上述几种电离的结果，在触头间出现大量的离子流，这就是电弧。
二、灭弧方法
熄灭电弧的方法有：拉长电弧、降低温度、将长弧分割为短弧、
电弧的形成及灭弧措施
电弧的形成及灭弧措施电弧的热效应在实际生产中应用很充分，比如：电焊机、电弧炼钢炉等，都是利用电弧产生的巨大热量使金属熔化。
但在电器中，电弧的存在却是百害而无一利。
电弧产生的高温会使触头熔化、变形，进而影响其接通能力，大大降低电器工作的可靠性和使用寿命，因而在电器中，必须采取适当的灭弧措施。
1、电弧的产生电弧的产生实际上是弧光放电到气体游离放电的一个演变过程。
触头分离时，触头导电截面由面到点发生变化，在触头即将分离的瞬间，全部负载电流集中于未断开的一个点，从而形成极高的电流密度，产生大量热量，使触头的自由电子处于活跃状态。
触头分离后的那一刻，两触头间间隙极小，形成了极高的电场强度。
活跃的电子在强电场力的作用下，由阴极表面逸出，向阳极发射，这个过程产生了弧光放电。
高速运动的电子撞击间隙中的气体分子，使之激励和游离，形成新的带电粒子和自由电子，使运动电子的数量进一步增加。
这个过程如同滚雪球一般，会在触头间隙中形成大量的带电粒子，使气体导电而形成了炽热的电子流即电弧。
后面的过程就是气体游离放电过程。
电弧一经产生，便在弧隙中产生大量的热量，使气体的游离作用占主导地位，特别是当高温产生的金属蒸气进入弧隙后，气体热游离作用更为显著。
所以电压越高、电流越大，电弧区的温度就越高，电弧的游离因素也就越强。
与此同时，也存在抑制气体游离的因素。
一方面，已经处于游离状态的正离子和电子会重新复合，形成新的中性气体分子；另一方面，高度密集的高温离子和电子，要向周围密度小、温度低的介质扩散，使弧隙内离子和自由电子的浓度降低，电弧电阻增加、电弧电流减小，热游离减弱。
当以上去游离过程与气体热游离过程平衡时，电弧将处于稳定燃烧状态。
电弧的应用就是保持这种状态。
2、灭弧措施对电器来讲，尽快熄灭电弧，防止电弧对触头系统造成损害是必需的。
那么，如何熄灭电弧呢？先看维持电弧燃烧的条件。
维持电弧燃烧的条件主要有两点，一是保持电弧的燃烧温度，从而保持足够的自由电子浓度；二是保持维持整个弧柱的电动势，从而保持电子的高速运动。
电弧及灭弧装置教学课件
灭弧装置的使用方法
01
02
03
安装与接线
按照说明书正确安装灭弧 装置，并确保接线正确牢 固，遵循安全规范。
操作步骤
详细介绍操作灭弧装置的 步骤，包括手动操作和自 动操作，以及在异常情况 下的应急处理措施。
注意事项
强调使用灭弧装置时的注 意事项，如避免带电操作 、定期检查等，以确保安 全可靠。
灭弧装置的维护与保养
结果讨论
探讨电弧及灭弧装置在实际应用中的优缺点，提出改进建议 。
谢谢聆听
清洁与检查
定期对灭弧装置进行清洁，检查 是否有损坏或老化现象，确保其
正常工作。
更换磨损件
对于需要更换的部件，如电容器、 真空管等，应按照说明书要求进行 更换，并确保更换后的性能参数符 合要求。
定期试验
按照规定要求对灭弧装置进行试验 ，以确保其性能正常、符合标准。 同时，对试验中发现的问题及时进 行处理和解决。
程中产生的电弧。
工业自动化
在自动化生产线中，用 于控制和保护各种电气
设备和机械设备。
家用电器
用于家用电器中的开关 和保护电路，确保电器
安全可靠地工作。
03 电弧对设备的影响
电弧对设备的危害
01
02
03
04
设备损坏
电弧能产生极高的温度，可能 导致设备熔化、烧毁或引发火
灾。
性能下降
电弧可能导致设备性能下降， 如电机、变压器等设备的效率
2. 在电路中引入灭弧装置；
灭弧装置实验的设计与实施
3. 通过调整电源参数或操作 开关，触发电弧；
4. 观察灭弧装置对电弧的抑 制效果，记录相关数据；
5. 更换不同的灭弧装置，重 复实验；
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CH1 常用低压电器
灭弧罩是一种用陶土和石棉水泥制成的绝缘、耐高 温的灭弧装置。是一种简单的灭弧装置。 利用灭弧罩装置灭弧时，在灭弧罩内一般均采用纵 缝灭弧的方法来灭弧。
Date: 2020/2/13
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CH1 常用低压电器
第二节 接触器（Contactor）
功能
用于频繁地接通或分断交、直流电路，并可实现 远距离控制。
说明：交流接触器最高为600次／h； 直流接触器可高达1200次／h。
Date: 2020/2/13
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CH1 常用低压电器
5）使用类别
使用类别代号 AC-1
典型用途举例 无感或微感负载、电阻炉
AC-2
绕线转子异步电动机的起动、分断
AC-3
笼型电动机的起动、运转中分断
AC-4
笼型电动机的起动、反接制动、点动
CH1 常用低压电器
第一节电弧的产生和灭弧装置 1）电弧的产生及危害
电弧的产生 强电场放射 撞击电离 热电子发射 热电离
电弧的危害 a 烧灼触点，降低电器的寿命和电器工作的可靠性。 b 使触点的分断时间延长，严重的会产生事故。
Date: 2020/2/13
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CH1 常用低压电器
2）灭弧原 理 熄弧的主要措施有机械性拉弧、窄缝灭弧和栅片灭弧三 种。 机械性拉弧：分断触点时，利用弹性力、迅速拉长电弧， 使单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不够而熄弧。
窄缝灭弧：将电弧驱入耐弧材料制成的窄缝中，加快电 弧的冷却。这种灭弧装置多用于交流接触器。
栅片灭弧：分断触点时，产生的电弧被推入彼此绝缘的 多组镀铜薄钢片（栅片）中，电弧被分割成多组串联的 短弧。
Date: 2020/2/13
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CH1 常用低压电器
3）灭弧装置
磁吹式灭弧装置（广泛应用于直流接触器中） 磁吹灭弧装置：利用电弧电流本身灭弧，电弧电流愈大， 吹弧能力也越强。
DC-1
无感或微感负载、电阻炉
DC-3
并励电动机的启动、反接制、反接制动、点动
Date: 2020/2/13
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CH1 常用低压电器 五、接触器的型号及代表意义
CJl2—250／3 CJl2系列交流接触器，额定电流250A，三个主触点。
灭弧装置性能要求不一样。
所以通常交流接触器不作为直流接触器使用。
直流接触器能否作为交流接触器使用？为什么？
Date: 2020/2/13
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CH1 常用低压电器 三、接触器的图形符号和文字代号
Date: 2020/2/13
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CH1 常用低压电器
四、接触器的主要技术指标
1）额定电压
Date: 2020/2/13
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CH1 常用低压电器
说明 a 流负载选用交流接触器，直流负载选用直流接触器，
但交流负载频繁动作时可采用直流吸引线圈的接触器。 b 常用的额定电压：
直流110v，220v； 交流127v，220v，380v。
4）额定操作频率 额定操作频率是指每小时接通次数。
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CH1 常用低压电器
交流接触器能否作为直流接触器使用？为什么？
不能。对于同样的主触头额定电流的接触器，直流接 触器线圈的阻值较大，而交流接触器的阻值较小。 当交流接触器的线圈接入交流回路时，产生一个很大 的感抗，此数值远大于接触器线圈的阻值，因此线圈 电流的大小取决于感抗的大小。
如果将交流接触器的线圈接入直流回路，通电时，线 圈就是纯电阻，此时流过线圈的电流很大，使线圈发 热，甚至烧坏。
交流接触器： 127、220、380、500V 直流接触器： 110、220、440V
2）额定电流
交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A
3）吸引线圈额定电压
交流接触器：36、110（127）、220、380V 直流接触器：24、48、220、440V
灭弧栅 （常用作交流灭弧装置） 灭弧罩 （用于交流和直流灭弧。）
采用一个用陶土和石棉水泥做的耐高温的灭弧罩，用以 降温和隔弧。
电动力吹弧
Date: 2020/2/13
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CH1 常用低压电器
桥式触头灭 弧。斥力拉 长电弧，比
较弱
Date: 2020/2/13
电弧
灭弧栅片 触头
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CH1 常用低压电器
3．交流接触器工作特点
交流接触器线圈在其额定电压的85%～105%时， 能可靠地工作。电压过高，则磁路趋于饱和，线圈电流 将显著增大， 线圈有被烧坏的危险；电压过低，则吸 不牢衔铁，触头跳动， 不但影响电路正常工作，而且 线圈电流会达到额定电流的十几倍，使线圈过热而烧坏。
CH1 常用低压电器
灭弧装置
辅助触头
触头 动铁心
常吸开引触线头圈 静铁心
Date: 2020/2/13
交流接触器结构图
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CH1 常用低压电器
2．工作原理
线圈加额定电 压，衔铁吸合， 常闭触头断开， 常开触头闭合； 线圈电压消失， 触头恢复常态。 为防止铁心振动， 需加短路环。
Date: 2020/2/13
交流接触器与直流接触器的区别 交流接触器： 铁心用硅钢片冲压而成，减少铁损； 线圈绕在骨架上，短而粗的圆筒状，便于散热； 铁心端面上安装铜制短路环，防止震动和噪声； 常用灭弧罩和灭弧栅； 直流接触器： 铁心不发热，用整块钢制成； 线圈散热：长而薄的圆筒状； 常用磁吹灭弧装置；
Date: 2020/2/13
结论：
电压过高或过低都会造成线圈发热而烧毁。
Date: 2020/2/13
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CH1 常用低压电器
二、直流接触器
用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。 结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。 工作原理：与交流接触器基本相同。
Date: 2020/2/13
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CH1 常用低压电器
注意： 接触器不能切断短路电流。
Date: 2020/2/13
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CH1 常用低压电器
一、交流接触器
1．结构
触头系统：主触头、辅助触头 常开触头（动合触头） 常闭触头（动断触头）
电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧
Date: 2020/2/13
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