电弧的产生和熄灭-课件(ppt·精·选)
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电弧的产生和熄灭
一、电弧旳危害和特点
1. 电弧旳概念
当开关电器开断电路时，电压和电流到达一定值时，触头
刚刚分离后，触头之间就会产生强烈旳白光，称为电弧。
2.电弧旳本质
电弧旳实质是一种气体放电现象。 表面3000-
3. 电弧放电旳特征
4000度，弧 心温度可达
（1）电弧温度很高。
10000度
（2）电弧是一种自持放电现象。 （3）电弧是一束游离旳旳气体。
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，但在下半周伴随电压旳增 高，电弧又重燃。假如电弧过零后，电弧不 发生重燃，电弧就此熄灭。
u
A
u h2
u h1
C
B
B'
O
i
C'
A'
交流电弧旳伏安特征
弧隙介质能够承受外 加电压作用而不致使弧隙 击穿旳电压称为弧隙旳介 质强度。当电弧电流过零 时电弧熄灭，而弧隙旳介 质强度要恢复到正常状态 值还需一定旳时间，此恢 复过程称之为弧隙介质强 度旳恢复过程。
2. 扩散 扩散是弧柱中旳带电质点逸出弧柱以外，进入周围介质 旳现象。扩散有三种形式： （1）温度扩散，因为电弧和周围介质间存在很大温差， 使得电弧中旳高温带电质点向温度低旳周围介质中扩散， 降低了电弧中旳带电质点； （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旳地方向浓度低旳地方扩散，使电弧 中旳带电质点降低； （3）利用吹弧扩散，在断路器中采用高速气体吹弧，带 走电弧中旳大量带电质点，以加强扩散作用。
恢复电压＝瞬态恢复电压＋工频恢复电压
交流电弧旳熄灭条件 1.假如电源电压恢复过程不小于介质强度恢复过程，
气隙被击穿，电弧重燃。 2.假如电源电压恢复过程低于介质强度恢复过程，
第五章交流电弧的熄灭原理PPT课件
Ug0 Ugm 2KxU
（2）在电压恢复过程中，因时间短，则令电源电压
uUgm常数
19
§4-2
弧隙中的电压恢复过程
2、开断单频电路（只有一个L-R-C电路）时，弧隙上的电压恢复过程： 1) 单频电路（只有一个L-R-C电路）及其等效电路。 2) 设电源容量无限大，在其不远处发生短路。 3) R取不同值的时候,Uhf的变化情况分析。
8
§4-1
弧隙中的介质恢复过程
从电路的角度看，好象弧隙在电流过零后立即获得一定的耐压强度； 而电流过零后弧隙立即能承受的电压值就称为介质初始恢复强度Ujf0。
9
§4-1
弧隙中的介质恢复过程
10
§4-1
弧隙中的介质恢复过程
2、弧柱区的介质恢复过程： 1）当弧柱温度在3000~4000℃以上时，电弧重燃的物理本质是电弧的 Ph>Ps，弧柱被加热使电弧重燃，称为热击穿。 在临界状态，且Rz保持不变的情况下，弧柱上上的电压就代表了 弧柱此时的介质恢复强度ujf。由此得热击穿阶段弧柱区的介质恢复强 度为：
下图a和b中的实线分别为ujf和uhf的固有特性，即是在弧隙上未加 uhf的ujf和弧隙中Rs为无穷大时的uhf。
30
§ 4-3 交流电弧的熄灭条件和计算方法
31
§ 4-3 交流电弧的熄灭条件和计算方法
（1）看上去，a图的弧隙会熄弧，b图的交流电弧将重燃。 （2）实际上，由于介质恢复过程和电压恢复过程相互联系、相互影 响，实际的ujf和uhf分别如图虚线所示的曲线。
标准还规定用时延td参数描述uhf曲线起始上升部分的凹度。 求法：在OA右方作一与之平行的直线和曲线的凹部相切，此切线与 横坐标交点的时间值即为td。
24
（2）在电压恢复过程中，因时间短，则令电源电压
uUgm常数
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§4-2
弧隙中的电压恢复过程
2、开断单频电路（只有一个L-R-C电路）时，弧隙上的电压恢复过程： 1) 单频电路（只有一个L-R-C电路）及其等效电路。 2) 设电源容量无限大，在其不远处发生短路。 3) R取不同值的时候,Uhf的变化情况分析。
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§4-1
弧隙中的介质恢复过程
从电路的角度看，好象弧隙在电流过零后立即获得一定的耐压强度； 而电流过零后弧隙立即能承受的电压值就称为介质初始恢复强度Ujf0。
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§4-1
弧隙中的介质恢复过程
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§4-1
弧隙中的介质恢复过程
2、弧柱区的介质恢复过程： 1）当弧柱温度在3000~4000℃以上时，电弧重燃的物理本质是电弧的 Ph>Ps，弧柱被加热使电弧重燃，称为热击穿。 在临界状态，且Rz保持不变的情况下，弧柱上上的电压就代表了 弧柱此时的介质恢复强度ujf。由此得热击穿阶段弧柱区的介质恢复强 度为：
下图a和b中的实线分别为ujf和uhf的固有特性，即是在弧隙上未加 uhf的ujf和弧隙中Rs为无穷大时的uhf。
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§ 4-3 交流电弧的熄灭条件和计算方法
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§ 4-3 交流电弧的熄灭条件和计算方法
（1）看上去，a图的弧隙会熄弧，b图的交流电弧将重燃。 （2）实际上，由于介质恢复过程和电压恢复过程相互联系、相互影 响，实际的ujf和uhf分别如图虚线所示的曲线。
标准还规定用时延td参数描述uhf曲线起始上升部分的凹度。 求法：在OA右方作一与之平行的直线和曲线的凹部相切，此切线与 横坐标交点的时间值即为td。
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电弧的产生和熄灭
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17页，共35页。
u
A
u h2
u h1
C
B
B'
O
i
C'
A'
交流电弧的伏安特性
第18页，共35页。
弧隙介质能够承受外加
ud
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。
灭弧介质的特性，如导热系数、电强度、热游离温度、热容量等，对电弧的游离程 度具有很大影响，这些参数值越大，去游离作用就越强。在高压开关中，广泛采用压 缩空气、六氟化硫（SF6）气体、真空等作为灭弧介质。
（3）由于电弧在电动力、热力作用下能移动，很容易造成飞弧短 路和伤人，或引起事故的扩大。
第5页，共35页。
二、电弧的形成
1、强电场发射 开关电器分闸的瞬间，由于动、静触头的距离很小，触头间的电场
强度就非常大 ，使触头内部的电子在强电场作用下被拉出来 ，就形成 强电场发射。 2、热电子发射
当断路器的动、静触头分离时，触头间的接触压力及接触面积逐渐 缩小，接触电阻增大，使接触部位剧烈发热，导致阴极表面温度急剧升 高而发射电子 ，形成热电子发射。
电压作用而不致使弧隙击穿
的电压称为弧隙的介质强度。
1
当电弧电流过零时电弧熄灭， 而弧隙的介质强度要恢复到
2
a ''
3
4
正常状态值还需一定的时间， 此恢复过程称之为弧隙介质
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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交流电弧的伏安特性
第18页，共35页。
弧隙介质能够承受外加
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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。
灭弧介质的特性，如导热系数、电强度、热游离温度、热容量等，对电弧的游离程 度具有很大影响，这些参数值越大，去游离作用就越强。在高压开关中，广泛采用压 缩空气、六氟化硫（SF6）气体、真空等作为灭弧介质。
（3）由于电弧在电动力、热力作用下能移动，很容易造成飞弧短 路和伤人，或引起事故的扩大。
第5页，共35页。
二、电弧的形成
1、强电场发射 开关电器分闸的瞬间，由于动、静触头的距离很小，触头间的电场
强度就非常大 ，使触头内部的电子在强电场作用下被拉出来 ，就形成 强电场发射。 2、热电子发射
当断路器的动、静触头分离时，触头间的接触压力及接触面积逐渐 缩小，接触电阻增大，使接触部位剧烈发热，导致阴极表面温度急剧升 高而发射电子 ，形成热电子发射。
电压作用而不致使弧隙击穿
的电压称为弧隙的介质强度。
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当电弧电流过零时电弧熄灭， 而弧隙的介质强度要恢复到
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正常状态值还需一定的时间， 此恢复过程称之为弧隙介质
电弧的产生和特性-1.幻灯片课件
电弧的产生和特性-1.
辉光放电（高压、低电流）
在置有板状电极的玻璃管内充入低压（约几毫米汞柱）气体， 当两极间电压较高（约1000伏）时，稀薄气体中的残余正离子在电 场中加速，有足够的动能轰击阴极，产生二次电子，经簇射过程产 生更多的带电粒子，使气体导电。辉光放电的特征是电流强度较小 （约几毫安），温度不高，故电管内有特殊的亮区和暗区，呈现瑰 丽的发光现象。
辉光放电可以进行物质的质谱分析，Element GD辉光放电质谱 仪(GDMS)，适用于金属中ppb级及其以上含量的杂质分析，可以检 测5N、6N高纯铝、铜、锌、镍、钴、多晶硅中的痕量和超痕量杂质 元素。
常见的霓虹灯是冷阴极辉光放电的应用。
电弧放电（低压，持续大电流）
电弧放电是气体放电中最强烈的一种自持放电。当电源提供较 大功率的电能时，若极间电压不高（约几十伏），两极间气体或金 属蒸气中可持续通过较强的电流（几安至几百安），并发出强烈的 光辉，产生高温（几千至上万度），这就是电弧放电。电弧是一种 常见的热等离子体（气体的热游离）。
激发：荷能电子碰撞气体分子时，有时能导致原子外壳层电子由 原来能级跃迁到较高能级。被激发的原子，称为受激原子。要激发一 个原子，使其从能级为E1的状态跃迁到能级为Em的状态，就必须给予 (Em-E1)的能量；这个能量所相应的电位差设为eVe，则有：eVe＝Em －E1。
电弧的特性
电弧是一束高温电离气体，在外力作用下，如气流，外界磁 场甚至电弧本身产生的磁场作用下会迅速移动（每秒可达几百 米），拉长、卷曲形成十分复杂的形状。电弧在电极上的孳生点 也会快速移动或跳动。
由于气体击穿后突然由绝缘变为良导体，电流猛增，而电源 功率不够，因此电压下降，放电暂时熄灭，待电压恢复再次放电。 所以火花放电具有间隙性。
辉光放电（高压、低电流）
在置有板状电极的玻璃管内充入低压（约几毫米汞柱）气体， 当两极间电压较高（约1000伏）时，稀薄气体中的残余正离子在电 场中加速，有足够的动能轰击阴极，产生二次电子，经簇射过程产 生更多的带电粒子，使气体导电。辉光放电的特征是电流强度较小 （约几毫安），温度不高，故电管内有特殊的亮区和暗区，呈现瑰 丽的发光现象。
辉光放电可以进行物质的质谱分析，Element GD辉光放电质谱 仪(GDMS)，适用于金属中ppb级及其以上含量的杂质分析，可以检 测5N、6N高纯铝、铜、锌、镍、钴、多晶硅中的痕量和超痕量杂质 元素。
常见的霓虹灯是冷阴极辉光放电的应用。
电弧放电（低压，持续大电流）
电弧放电是气体放电中最强烈的一种自持放电。当电源提供较 大功率的电能时，若极间电压不高（约几十伏），两极间气体或金 属蒸气中可持续通过较强的电流（几安至几百安），并发出强烈的 光辉，产生高温（几千至上万度），这就是电弧放电。电弧是一种 常见的热等离子体（气体的热游离）。
激发：荷能电子碰撞气体分子时，有时能导致原子外壳层电子由 原来能级跃迁到较高能级。被激发的原子，称为受激原子。要激发一 个原子，使其从能级为E1的状态跃迁到能级为Em的状态，就必须给予 (Em-E1)的能量；这个能量所相应的电位差设为eVe，则有：eVe＝Em －E1。
电弧的特性
电弧是一束高温电离气体，在外力作用下，如气流，外界磁 场甚至电弧本身产生的磁场作用下会迅速移动（每秒可达几百 米），拉长、卷曲形成十分复杂的形状。电弧在电极上的孳生点 也会快速移动或跳动。
由于气体击穿后突然由绝缘变为良导体，电流猛增，而电源 功率不够，因此电压下降，放电暂时熄灭，待电压恢复再次放电。 所以火花放电具有间隙性。
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
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
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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
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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。
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。
工厂供配电技术--电弧的产生及灭弧方法-课件
2·产生电弧的根本原因 产生电弧的根本原因是开关触头在分断电流时，触头间电 场强度很大，使触头本身的电子及触头周围介质中的电子被游 离而形成电弧电流。
2019/8/10
3·产生电弧的游离方式 （1）高电场发射。开关触头分断电流的瞬间，触头间隙中电场强度 很大，金属触头阴极表面的电子在电场力的作用下，被拉入间隙形成 自由电子，又在电场力的作用下形成电弧电流。 （2）热电发射。当开关触头分断电流时，阴极表面由于大电流逐渐 收缩集中而出现很热的光斑，温度很高，因而使触头表面分子中外层 电子吸收足够的热能而发射到触头间隙中去，形成自由电子。 （3）碰撞游离。当触头间隙存在足够大的电场强度时，其中的自 由电子在强电场的作用下，向阳极移动，并获得一定的能量，在移动 中会碰撞中性质点，只要能量足够大，就会使中性质点中的电子游离 出来，从而使中性质点游离成带正电的正离子和自由电子，这些被游 离出来的带电质点在电场力的作用下，继续向阳极移动，又会碰撞其 他中性质点，形成新的碰撞游离，其结果是使触头间和自由电子数越 来越多，当离子浓度足够大时介质被击穿而产生电弧。
去游离方式有复合与扩散。 （1）复合。带有异性电荷的质点相遇而结合成中性质点的现象。电
弧中温度越低，电场强度越弱，质点的动能越小则复合越强，介 质的性质越稳定，密度越高，则自由电子加速的自由行程越短， 获得的能量就越小，越有利于复合。 （2）扩散。扩散即为狐隙中的电子和正离子，从浓度高的空间向 浓度低的介质周围移动的现象。扩散的主要原因是电弧与周围存 在浓度差。 （3）交流电弧的熄灭。交流电弧每一个周期两次过零，电流过零 时，电弧将暂时熄灭，弧柱温度急剧下降，热游离中止，去游离 增强，在靠近阴极区的介质的绝缘强度迅速增强。在熄灭交流电 弧时，就是充分利用这一点，电压较低灭弧较易。
2019/8/10
3·产生电弧的游离方式 （1）高电场发射。开关触头分断电流的瞬间，触头间隙中电场强度 很大，金属触头阴极表面的电子在电场力的作用下，被拉入间隙形成 自由电子，又在电场力的作用下形成电弧电流。 （2）热电发射。当开关触头分断电流时，阴极表面由于大电流逐渐 收缩集中而出现很热的光斑，温度很高，因而使触头表面分子中外层 电子吸收足够的热能而发射到触头间隙中去，形成自由电子。 （3）碰撞游离。当触头间隙存在足够大的电场强度时，其中的自 由电子在强电场的作用下，向阳极移动，并获得一定的能量，在移动 中会碰撞中性质点，只要能量足够大，就会使中性质点中的电子游离 出来，从而使中性质点游离成带正电的正离子和自由电子，这些被游 离出来的带电质点在电场力的作用下，继续向阳极移动，又会碰撞其 他中性质点，形成新的碰撞游离，其结果是使触头间和自由电子数越 来越多，当离子浓度足够大时介质被击穿而产生电弧。
去游离方式有复合与扩散。 （1）复合。带有异性电荷的质点相遇而结合成中性质点的现象。电
弧中温度越低，电场强度越弱，质点的动能越小则复合越强，介 质的性质越稳定，密度越高，则自由电子加速的自由行程越短， 获得的能量就越小，越有利于复合。 （2）扩散。扩散即为狐隙中的电子和正离子，从浓度高的空间向 浓度低的介质周围移动的现象。扩散的主要原因是电弧与周围存 在浓度差。 （3）交流电弧的熄灭。交流电弧每一个周期两次过零，电流过零 时，电弧将暂时熄灭，弧柱温度急剧下降，热游离中止，去游离 增强，在靠近阴极区的介质的绝缘强度迅速增强。在熄灭交流电 弧时，就是充分利用这一点，电压较低灭弧较易。
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。
ppt课件
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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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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
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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
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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
电气设备中的电弧理论课件
数据分析
对收集到的数据进行分析，提 取与电弧故障相关的特征信息 。
预警阈值设定
根据历史数据和经验，设定预 警阈值。
预警触发与通知
当监测到的数据超过预警阈值 时，触发预警并通知相关人员
处理。
06
电弧理论的应用前景
新型电弧理论的研发
总结词
新型电弧理论的研发是电弧理论应用前景的 关键，它涉及到对电弧产生、发展和熄灭的 深入理解，以及利用这些理解来解决实际问 题。
电弧产生原理
总结词
电弧的产生需要两个条件：一是电极之间的气体介质被足够 高的电压击穿；二是通过导电的气体通道必须有足够的电流 。
详细描述
当电极之间的气体介质被足够高的电压击穿时，气体中的自 由电子获得足够的能量，使得气体导电。同时，为了维持电 弧放电，必须有足够的电流通过这个导电的气体通道。
电弧的分类
05
电弧故障的检测与诊断
电弧故障的检测
电流检测
通过检测异常电流模式 ，判断是否存在电弧故
障。
电压检测
观察电压波形变化，判 断电弧故障的存在。
温度检测
通过红外测温等手段， 检测电气设备的温度， 判断是否因电弧故障导
致温度升高。
振动与声音检测
利用振动和声音传感器 ，检测异常振动和声音
，以判断电弧故障。
02
电弧的物理特性
电弧的温度
电弧的温度是极高的，通常在几千度到几万度之间。
当电流通过导体时，如果导体间的介质强度小于电流产生的磁场强度，电流就会 通过电弧的形式传导。电弧的温度取决于其产生的原因和条件，通常在几千度到 几万度之间。
电弧的能量
电弧具有高能量密度，可以产生强烈的热辐射和等离子体。
电弧的能量主要集中在电弧的根部和弧隙区域，其能量密度 很高，可以产生强烈的热辐射和等离子体。电弧的能量与电 流、电压和电弧的长度等因素有关。
对收集到的数据进行分析，提 取与电弧故障相关的特征信息 。
预警阈值设定
根据历史数据和经验，设定预 警阈值。
预警触发与通知
当监测到的数据超过预警阈值 时，触发预警并通知相关人员
处理。
06
电弧理论的应用前景
新型电弧理论的研发
总结词
新型电弧理论的研发是电弧理论应用前景的 关键，它涉及到对电弧产生、发展和熄灭的 深入理解，以及利用这些理解来解决实际问 题。
电弧产生原理
总结词
电弧的产生需要两个条件：一是电极之间的气体介质被足够 高的电压击穿；二是通过导电的气体通道必须有足够的电流 。
详细描述
当电极之间的气体介质被足够高的电压击穿时，气体中的自 由电子获得足够的能量，使得气体导电。同时，为了维持电 弧放电，必须有足够的电流通过这个导电的气体通道。
电弧的分类
05
电弧故障的检测与诊断
电弧故障的检测
电流检测
通过检测异常电流模式 ，判断是否存在电弧故
障。
电压检测
观察电压波形变化，判 断电弧故障的存在。
温度检测
通过红外测温等手段， 检测电气设备的温度， 判断是否因电弧故障导
致温度升高。
振动与声音检测
利用振动和声音传感器 ，检测异常振动和声音
，以判断电弧故障。
02
电弧的物理特性
电弧的温度
电弧的温度是极高的，通常在几千度到几万度之间。
当电流通过导体时，如果导体间的介质强度小于电流产生的磁场强度，电流就会 通过电弧的形式传导。电弧的温度取决于其产生的原因和条件，通常在几千度到 几万度之间。
电弧的能量
电弧具有高能量密度，可以产生强烈的热辐射和等离子体。
电弧的能量主要集中在电弧的根部和弧隙区域，其能量密度 很高，可以产生强烈的热辐射和等离子体。电弧的能量与电 流、电压和电弧的长度等因素有关。
《电弧及电气触头》课件
《电弧及电气触 头》PPT课件
目 录
• 电弧的概述 • 电气触头的概述 • 电弧与电气触头的关系 • 电弧及电气触头的应用 • 电弧及电气触头的维护与安全
01
CATALOGUE
电弧的概述
电弧的定义
01
电弧是一种气体放电现象，当两 个导电体之间的电压超过气体的 绝缘强度时，电流会在导电体之 间通过气体流动，形成电弧。
详细描述
在选择电气触头的材料时，需要考虑材料的导电性、耐热性、机械强度、耐磨性和耐腐蚀性等因素。常用的电气 触头材料包括铜、铜合金、银、金、镍、铁和铁合金等。此外，为了提高电气触头的性能，还可以采用表面处理 技术，如镀银、镀金、喷塑等。
03
CATALOGUE
电弧与电气触头的关系
电弧对电气触头的影响
电气触头的分类
总结词
电气触头可以根据不同的分类标准进行分类。
详细描述
根据结构形式，电气触头可分为点接触、线接触和面接触三类；根据使用环境，电气触头可分为空气 环境、真空环境、液体介质和组合环境等类型；根据负载性质，电气触头可分为直流负载和交流负载 。
电气触头的材料选择
总结词
选择合适的材料是电气触头设计中的重要环节。
02
电弧通常发生在高压或高电流的 电路中，如变压器、发电机、电 动机等设备的触头接触或分离时 。
电弧的形成与熄灭
电弧的形成
当两个导电体之间的电压超过气体的绝缘强度时，电流会在导电体之间通过气 体流动，形成电弧。
电弧的熄灭
电弧的熄灭可以通过降低电压、增加电路的电阻、引入灭弧介质等方法实现。 在开关设备和控制设备中，通常采用灭弧装置来快速熄灭电弧，以保护设备和 电路的安全。
电子设备
电子设备中的触点接触会产生电 弧，电弧对电子设备的性能和稳
目 录
• 电弧的概述 • 电气触头的概述 • 电弧与电气触头的关系 • 电弧及电气触头的应用 • 电弧及电气触头的维护与安全
01
CATALOGUE
电弧的概述
电弧的定义
01
电弧是一种气体放电现象，当两 个导电体之间的电压超过气体的 绝缘强度时，电流会在导电体之 间通过气体流动，形成电弧。
详细描述
在选择电气触头的材料时，需要考虑材料的导电性、耐热性、机械强度、耐磨性和耐腐蚀性等因素。常用的电气 触头材料包括铜、铜合金、银、金、镍、铁和铁合金等。此外，为了提高电气触头的性能，还可以采用表面处理 技术，如镀银、镀金、喷塑等。
03
CATALOGUE
电弧与电气触头的关系
电弧对电气触头的影响
电气触头的分类
总结词
电气触头可以根据不同的分类标准进行分类。
详细描述
根据结构形式，电气触头可分为点接触、线接触和面接触三类；根据使用环境，电气触头可分为空气 环境、真空环境、液体介质和组合环境等类型；根据负载性质，电气触头可分为直流负载和交流负载 。
电气触头的材料选择
总结词
选择合适的材料是电气触头设计中的重要环节。
02
电弧通常发生在高压或高电流的 电路中，如变压器、发电机、电 动机等设备的触头接触或分离时 。
电弧的形成与熄灭
电弧的形成
当两个导电体之间的电压超过气体的绝缘强度时，电流会在导电体之间通过气 体流动，形成电弧。
电弧的熄灭
电弧的熄灭可以通过降低电压、增加电路的电阻、引入灭弧介质等方法实现。 在开关设备和控制设备中，通常采用灭弧装置来快速熄灭电弧，以保护设备和 电路的安全。
电子设备
电子设备中的触点接触会产生电 弧，电弧对电子设备的性能和稳
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