开关电器典型灭弧装置的工作原理[专业知识]
灭弧器工作原理
灭弧器工作原理
灭弧器是一种常用于电力系统的电气设备，其工作原理主要是通过控制电流和电压的方式来消除或阻止发生电弧现象，以保护设备和人员的安全。
灭弧器的工作原理可以分为两种情况：
1. 电流灭弧器：电流灭弧器是根据电流的大小和方向来控制电弧的产生和灭除。
当电流超过设定的阈值时，电流灭弧器会迅速切断电路，从而阻止电弧的扩散和延续。
其原理是利用电流的磁作用力，通过产生磁场的变化来压制和灭除电弧。
2. 电压灭弧器：电压灭弧器是通过改变电压的幅值和频率来控制电弧的产生和灭除。
当电压超过设定的阈值或频率超过一定范围时，电压灭弧器会自动切断电路，以避免电弧的形成和扩散。
其原理是利用电压的变化来改变电弧的电流和能量，从而使电弧无法维持。
无论是电流灭弧器还是电压灭弧器，其工作原理都是基于对电流和电压的控制，以防止电弧的发生和延伸。
通过灭弧器的使用，可以有效地保护电力系统的设备和人员安全，避免火灾和其他事故的发生。
第三章灭弧原理及主要开关电器x
提高灭弧效率的方法包 括优化开关电器的结构 设计、采用新型灭弧材 料和加强电场控制等
定义：一种能够接通、承载和分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常 电路条件下接通、承载一定时间和分断电流的开关电器。
作用：主要用于控制和保护线路、电动机等电气设备，防止短路和过载电流对设 备造成损坏。
工作原理：断路器内部装有触头，当电路发生短路或过载时，触头会断开，切断 电流，从而保护电路和设备。
狭缝灭弧装置：利用狭缝对电弧的冷却和去游离作用，使电弧迅速熄灭。
适用性：根据使用环境和需求选择合适的开关电器
可靠性：确保开关电器能够稳定、可靠地工作
经济性：在满足使用和安全要求的前提下，选择性价比高的开关电器
安全性：选择符合安全标准的开关电器，确保使用过程中不会发生电击、火灾等安全事 故
熄灭
快速切断电流： 通过快速切断 电源来迅速熄
灭电弧
触头在分断过程中产生电弧 电弧在介质中传播，产生热量 触头附近的介质被加热，产生高压气体 高压气体将电弧吹离触头，使电弧熄灭
灭弧效率与开关电 器的性能密切相关
灭弧效率的提高有 助于减小电弧对开 关电器的损害
灭弧效率的评估指 标包括灭弧时间、 灭弧能量和电弧电 压等
主要特点：具有控制容 量大、可频繁操作、寿 命长等优点，但也有噪 音大、体积大等缺点。
应用场合：广泛应 用于电动机的控制 和保护，以及其他 各种电气控制系统。
熔断器是一种用于电路保护的开关电器 当电流超过规定值时，熔断器会因发热而熔断 熔断器具有短路保护功能，可以快速切断故障电路 熔断器的选择应考虑电路的额定电流和短路电流
灭弧原理：断路器在分断电路时会产生电弧，为了熄灭电弧，断路器内部装有灭 弧室或灭弧装置，通过拉长电弧并增加介质强度来熄灭电弧。
开关电器典型灭弧装置的工作原理
开关电器典型灭弧装置的工作原理开关电器作为现代电力系统中不可或缺的设备，在电力传输、配电和控制等方面扮演着重要的角色。
然而，在开关电器操作过程中，由于电流突然中断导致的电弧现象给电气设备和人身安全带来了巨大威胁。
为了解决这一问题，开关电器通常配备典型的灭弧装置，本文将介绍几种常见的灭弧装置及其工作原理。
一、消弧室消弧室是一种常见的灭弧装置，其结构特点在于采用开合时间大于或等于交流电流的零电压时长的方式实现电流零交流时消弧。
消弧室通常由两个可移动式电极、一定形状的可移动式活动触头和一定的灭弧介质组成。
当开关电器需要切断电流时，电极分开，触头与电极之间产生电弧。
随后，活动触头以合适的速度向电极移动，当电流通过零时，电极再次接近，最终将电弧排除在灭弧室中，从而实现消弧的目的。
二、磁增强器磁增强器是一种常用的灭弧装置，其原理基于磁场的作用。
磁增强器由线圈和磁芯组成，线圈连接在控制回路中。
当开关电器需要断开电流时，线圈中的电流流过，产生磁场。
磁场的作用使得电弧的移动受到约束，由于磁场的强大作用，电弧失去能量，电流被迫中断。
磁增强器通过这种方式有效地灭弧，确保了设备的安全和可靠性。
三、灭弧腔灭弧腔是一种常见的灭弧装置，其工作原理基于高速喷射气流。
灭弧腔通常由喷口、喷嘴和气体压力调节装置组成。
当开关电器需要切断电流时，喷射装置快速喷射高压气流，形成高速气流。
电弧在高速气流的作用下，受到气流的冷却和扩散，导致电弧能量不断减弱，最终熄灭。
灭弧腔通过喷射气流的方式实现灭弧，有效地保护了开关电器和附近设备的安全。
四、真空灭弧室真空灭弧室是一种高效的灭弧装置，其工作原理基于在真空环境中切断电流。
真空灭弧室由真空室、固定触头和活动触头以及灭弧介质组成。
当开关电器需要中断电流时，固定触头和活动触头分离并产生电弧。
在真空环境中，电弧的扩散速度受到限制，由于缺乏物质传递热量，电弧能量迅速耗散，最终中断电流。
真空灭弧室通过创造真空环境实现高效的灭弧效果，广泛应用于高压开关设备中。
开关电器灭弧原理
开关电器灭弧原理开关电器灭弧原理是保证开关电器能够安全可靠地切断或接通电路的重要机制。
在开关电器切断或接通电路时，由于断开或接触的两个电极中断电弧的产生，这种电弧如果不得到有效的控制，就会给电器设备和人身安全带来严重威胁。
因此，灭弧原理是开关电器设计和运行的重要内容。
一、灭弧原理概述灭弧，即将电弧在安全且稳定的条件下熄灭或压制到一定程度，使其不再对开断或接通电路产生影响。
灭弧原理的基本要求是要求电弧的能量得到控制，从而确保电弧不会破坏电器设备和导线绝缘，并且不会对操作人员造成伤害。
二、灭弧原理分类按照灭弧原理的不同机制，可以将灭弧分为以下几类：1.空气灭弧原理：通过空气的强制流动或拉长电弧长度的方式，使电弧能量耗散，达到灭弧的目的。
常见的空气灭弧原理有磁吹灭弧和液压灭弧等。
2.气体灭弧原理：通过在电弧周围加入特定气体以改变电弧特性，从而控制电弧的能量耗散和熄灭。
常见的气体灭弧原理有气体断流器和充气式断路器等。
3.真空灭弧原理：通过将开关装置内的气体抽空，形成真空环境，从而提高电弧阻断能力和灭弧效果。
真空灭弧原理的例子包括真空断路器和真空开关等。
4.粉末灭弧原理：将特定的灭弧粉末投入到电弧中，通过灭弧粉末的物理、化学反应来降低电弧能量和灭弧。
粉末灭弧原理的代表有高压直流断路器。
1.磁吹灭弧原理：磁吹灭弧原理是通过在电弧产生后在电弧路径上施加强制的磁场，使电弧弯曲和膨胀，从而扩大电弧长度。
这样电弧中的等离子体能量耗散迅速，达到灭弧的效果。
磁吹灭弧原理广泛应用于空气断路器和真空断路器中。
2.液压灭弧原理：液压灭弧原理是通过将液体介质射入电弧中，使电弧弯曲和冷却，从而压制和灭弧。
液压灭弧器在高压直流断路器和气体断流器等开关电器中得到应用。
3.充气式断路器：充气式断路器是通过在电弧路径中注入高压气体，使电弧得到压制和灭弧。
充气式断路器通过调节注气量和压力来控制灭弧效果。
这种原理用于高压开关设备。
4.真空断路器和真空开关：真空断路器和真空开关是通过在开关装置内部建立真空环境来实现灭弧的。
开关电器典型灭弧装置的工作原理
开关电器典型灭弧装置的工作原理开关电器典型灭弧装置主要包括灭弧室、灭弧冲击器、灭弧剂和触头等组成。
当高压开关进行断电操作时，由于断开电源电流的存在，会在断口中产生电弧。
电弧是一种具有高温、高能量的气体导体，它的存在会导致电弧残压和电弧残流产生，严重影响开关电器的正常运行。
因此，通过灭弧装置来迅速灭除电弧是很重要的。
灭弧室是灭弧装置的关键组成部分，它是一个密闭的空间，其内的气体是由开关电器冷却系统提供的。
当电弧被引起时，其能量迅速传递到灭弧室中。
灭弧室内的气体经过一个精确设计的通道，使气体得以迅速冷却和扩散，在瞬间将电弧的温度降低到无法维持的程度，从而将电弧熄灭。
灭弧冲击器是灭弧室的核心部分，它通过产生机械冲击来灭除电弧。
灭弧冲击器的工作原理主要有两种方式：压缩气体方式和磁场作用方式。
压缩气体方式中，灭弧冲击器利用高压气体或压缩空气来产生机械冲击，将电弧的能量转化为机械能。
具体而言，当电弧被引起时，压缩气体或气体爆炸会产生冲击波，使电弧受到冲击而熄灭。
这种方式具有动作迅速、可靠性高的特点。
磁场作用方式中，灭弧冲击器利用电磁场的作用来灭除电弧。
具体而言，当电弧被引起时，灭弧冲击器中的线圈会产生磁场，在磁力的作用下，电弧受到磁力的挤压，电弧道被迅速拉长，电弧温度急剧降低，进而熄灭。
这种方式具有无须压缩气体的优点，但需要较大的电流来产生足够强的磁场。
除了灭弧冲击器，灭弧装置中的灭弧剂也起到重要作用。
灭弧剂是一种特殊的介质，能够吸收电弧的能量，并将其转化为其他形式的能量，如光能、声能和热能等。
常用的灭弧剂有光弧熄灭剂、喷雾熄弧剂等。
灭弧剂的作用是在灭弧过程中将电弧的能量迅速消耗掉，从而使电弧迅速熄灭，确保高压开关电器正常断路。
除了上述灭弧装置的主要组成部分外，还有一些辅助设备，如触头等。
触头主要用于控制开关电器的通断操作，通常是由导电材料制成，具有较好的导电性能和机械强度。
通过以上介绍可知，开关电器典型灭弧装置的工作原理是通过将电弧能量迅速转化为其他形式的能量，达到灭除电弧的目的。
开关的灭弧原理
开关的灭弧原理
开关的灭弧原理是通过特定的构造和材料选择来消除或减小断开电流时产生的电弧。
灭弧过程中有以下几个主要的原理：
1. 空气扩散灭弧原理：在断开电路时，电流导体间的间隙会产生弧光。
通过增大电流间的间隙，例如使用均匀分布和绝缘性能较好的材料，可以提高空气在间隙中的自然对流和扩散效果，使电弧能够自然扩散并熄灭。
2. 磁场强制灭弧原理：在开关内部有特定的电磁线圈或磁场辅助装置，当电流降至断开值时，磁场会产生一个恒定的力，将弧光强制移动到较长的电弧室或电弧盘中。
这样可以减少弧光对金属接点的烧蚀，提高开关的寿命。
3. 中性点过零灭弧原理：某些开关设计中，电流降至零时，可使电弧在金属接点之间熄灭。
这一原理适用于交流开关，通过合理设置断开点的位置和结构，可以在电流过零时破坏电弧形成的电路并实现快速灭弧。
4. 高速断开灭弧原理：快速断开电路可以减小电弧的持续时间和能量，从而减小对开关和电气设备的损伤。
高速断开可以通过设计断开部件的特殊构造和预压机构来实现，确保迅速分离接触器，同时限制电弧的能量传播。
上述原理的应用可以减小电弧的产生和影响，保持开关的正常运行，提高开关的安全性和可靠性。
但具体的设计和实施方式会因不同类型的开关而有所不同。
开关电器灭弧原理
开关电器灭弧原理开关电器主要用于控制电力系统中的电流，常用于开断电路中的负载电流。
在开关操作时，由于电流的存在，容易产生电弧，电弧会造成电器设备的损坏和短路等严重后果。
为了有效地避免电弧的产生和减小其对电器设备的危害，开关电器要具备灭弧功能。
灭弧原理主要包括了以下几个方面：1.快速分离快速分离是灭弧过程中的重要步骤，通过迅速分离开关触点，使得电弧路径拉长并被截断，从而有效地控制和消除电弧。
2.电磁吹弧电磁吹弧是一种常用的灭弧原理，通过电磁力将电弧移动到一个特定的区域，使其失去能量进而熄灭。
电磁吹弧装置一般由电磁线圈和吹气装置组成，电磁线圈产生磁场，吹气装置将气流送到电弧区域，通过电磁力和气流的共同作用，将电弧吹灭。
3.喷雾灭弧喷雾灭弧原理是利用高压喷射的液体或气体来吹灭电弧。
当电弧产生时，喷雾装置会将喷雾剂喷射到电弧区域，喷雾剂会瞬间蒸发，生成高压气体或液体冷却电弧，使其熄灭。
4.空气灭弧空气灭弧原理是利用高速流动的空气将电弧吹灭。
当开关触点分离时，电弧产生，同时启动空气灭弧装置，通过高速流动的空气将电弧吹灭。
5.液体灭弧液体灭弧原理是利用液体对电弧进行冷却和吸收能量，使其失去运动能量而熄灭。
液体灭弧主要使用矿油或硅油等绝缘材料进行灭弧。
6.气体灭弧气体灭弧原理是利用高纯度的惰性气体对电弧进行灭弧。
当电弧产生时，气体灭弧装置将惰性气体喷入电弧区域，气体会吸收电弧能量并抑制电弧继续燃烧，从而实现灭弧。
综上所述，灭弧原理主要包括快速分离、电磁吹弧、喷雾灭弧、空气灭弧、液体灭弧和气体灭弧等。
不同的灭弧原理适用于不同的开关电器和工作环境，通过选择合适的灭弧原理可以有效地控制和消除电弧，确保电器设备的安全运行。
电器理论基础（共5篇）
电器理论基础（共5篇）以下是网友分享的关于电器理论基础的资料5篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。
《电器理论基础》复习提纲篇一第一章绪论1、什么是电器？答：指定信号和要求自动或手动接通和断开电路/断续或连续地改变电路参数的电气设备对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换和调节2、电器的分类依据有哪些？答：1）耐压等级2）工作职能3）IEC 标准4）动作方式5）灭弧介质3、典型电器的宏观结构原理？答：1）系统角度2）控制角度4、典型电器的微观结构原理？答：1）断路器（开关柜、自由脱口机构结构）2）接触器（结构、吸反力配合）3) 继电器（返回系数与控制系数）5、电器中主要涉及的理论及其实际意义？答：1）电磁机构理论2）电弧理论3）电接触理论4）发热理论5）电动力理论6、电器技术的发展方向第二章电器的发热理论1、电器在工作时为什么会发热？答：内部能量损耗主要热源2、什么是趋肤效应和临近效应及其衡量标准？与什么有关？答：趋肤效应：感应电动势，涡流场邻近效应：相邻载流导体，电磁场从产生原因推理3、减小铁损的措施有哪些？答：磁通通过铁磁元件涡流80%①②③④⑤4、电器的散热方式？5、热阻如何计算？6、对流的方式? 及其形成原因？答：强制：外部施加作用自由：密度差7、什么是层流和紊流？什么是层流层、紊流层？传导方式如何？答：层流：持续稳定性紊流：紊动变化８、什么是波尔斯满定律？答：黑体发射与接收９、制定电器各部分极限允许温升的依据是什么？答：绝缘性能力学性能工作寿命10、热平衡关系的构成？牛顿公式的结构？答：热力学第一定律11、综合散热系数的主要影响因素？答：电器零部件：热对流、热传导电弧：热对流、热传导、热辐射12、典型电器（变截面导体）的温升分布情况是？答：求解过程分布规律13、温升方式有那些？答：1）升温初始温度变化过程2）冷却14、什么是热时间常数？与什么有关？答：热惯量比热容15、电器的工作制有哪些？温升情况如何？与热时间常数如何？答：1）1小时内的温度变化不超过1度2）未达稳定值周围介质温度3）未达稳定值不下降到周围环境温升16、由什么引出功率过载系数与电流过载系数？不同工作制下的P P 和P i ？什么是通电持续力TD%？答：热惯量热时间常数通电时间18、短路电流通过导体的发热的特点？答：1）通电时间短2）电阻率变化19、什么是电器的热稳定性？影响因数是？答：一定时间短路电流热损伤（与短路情况有关）20、P52-2.3答：短时间，大电流；根据公式，相同。
开关电器典型灭弧装置的工作原理
开关电器典型灭弧装置的工作原理开关电器是现代电力系统中常见的重要设备，用于控制和保护电路的正常运行。
然而，当开关电器断开电路时，由于电流的存在，会产生电弧。
电弧是一种高温、高能量的放电现象，可能导致开关电器和周围设备的损坏，甚至引发火灾。
为了解决这一问题，开关电器通常配备了灭弧装置，用于有效地灭除电弧。
本文将介绍几种典型的灭弧装置，并详细阐述它们的工作原理。
1.磁场励磁式灭弧装置磁场励磁式灭弧装置是早期开关电器常用的一种灭弧装置。
其工作原理基于利用磁场力使电弧受到扰动和削弱，最终断开电路。
该装置由励磁线圈和灭弧室组成。
当电流突然改变时，励磁线圈产生瞬时磁场，使电弧受到力的作用被迫向上或向下偏离电弧通道，产生较大的接触电阻。
随着电弧接触电阻的增加，电流逐渐减小，直到达到灭弧的程度，电弧熄灭，断开电路。
2.气体灭弧装置气体灭弧装置是当前开关电器中常用的一种灭弧装置。
常见的气体灭弧装置有二氧化硫灭弧室和空气灭弧室等。
其工作原理都是基于将电弧引导到灭弧室中，通过气体的快速喷射和冷却来灭除电弧。
当电弧产生时，灭弧室内的气流会迅速形成一个狭窄的通道，将电弧束约束在其中。
气体喷射的速度和方向可以使电弧冷却和消散，从而使电弧的能量逐渐减小，最终使电弧熄灭。
3.油膜灭弧装置油膜灭弧装置是一种利用油膜扩散和冷却电弧的灭弧装置。
常见的油膜灭弧装置有油膜式断路器等。
其工作原理是通过在电弧通道上形成一层均匀的油膜，使电弧受到冷却和扩散。
电弧通道中的电流和电弧能量会将润滑油加热并将其蒸发，蒸汽进一步冷却和吸收电弧能量，使电弧迅速衰减。
油膜的扩散和吸热过程使电弧通道的电阻迅速增加，从而阻止了电流的进一步流动，实现了灭弧的效果。
4.固体灭弧装置固体灭弧装置是一种利用特殊的材料来抑制电弧的灭弧装置。
常见的固体灭弧装置有石英灭弧室和陶瓷灭弧室等。
其工作原理是电弧通过灭弧室时，固体材料产生的热量和气体使电弧温度骤然升高，从而使电弧失去能量。
电器学复习重点总结
第一讲电器发热计算一、三种损耗及其影响1、三种损耗：载流体中的能量损耗损耗、交变电磁场在导磁体（铁）中产生的磁滞与涡流损耗和绝缘材料的介质损耗。
结果：⑴散失到周围介质；⑵其余用来加热电器。
2、严重后果：温升超过极限允许温升时降低了电器的机械强度和绝缘强度，导致材料老化、寿命降低。
二、电器各部件的极限允许温升：1、“电器各部件极限允许温升”的定义：电器各部件极限允许温升=极限允许温度-工作环境温度2、电器各部件的极限允许温升制定依据：绝缘不损坏；工作寿命不过分降低；机械寿命不降低（材料软化）。
三、电器极限允许温升1、电器中裸导体的极限允许温升应小于材料软化点（机械性能显著下降即软化）；2、对绝缘材料和外包绝缘的导体：其极限允许温升的大小由绝缘材料的老化和击穿特性决定。
产生热源的三个主要方面：电阻（含接触电阻）损耗、交流电器导磁材料的涡流和磁滞损耗，以及交流电器绝缘材料的介质损耗。
3、集肤效应：交变磁通在导体内产生反电势，中心部分的反电势值比外表部分的大，导致导体中心的电流密度比外表部分小。
4、邻近效应：由于相邻载流导体间磁场的相互作用，使两导体内产生电流发布不均匀的现象。
邻近效应与相邻载流导体内电流流向有关。
本质：导线之间的相互影响使各自的电流密度不均影响因素：电流频率、导线间距、截面形状和尺寸等电器散热有三种形式，即热传导、热对流和热辐射。
电器的热损耗由它们散失到周围。
：发热体温升，＝θ-θ0，θ0是周围环境温度。
K T ：导体表面综合散热系数，单位w/m2·K。
一、工作制的划分长期工作制：八小时工作制、不间断工作t1>>4T短时工作制t1<4T，t2>>4T反复短时断续周期工作制t1<4T，t2<4T第二讲电器的电动力计算电动力：定义：载流导体（有电流通过的导体）在磁场中所受到的磁场对电流的作用力①大小为：危害：1、使绝缘子破裂；2、隔离开关误动作等；价值：1、限流：利用回路电动斥力快速断开触头，实现开关限流的目的，生产限流式开关。
现代开关电器采用的灭弧方法
现代开关电器采用的灭弧方法
1、拉长电弧：电弧拉长以后，电弧电压将会增大，从而改变电弧的伏安特性。
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。
2、灭弧罩：灭弧罩是让电弧与固体介质相接触以降低电弧温度，从而加速电弧熄灭的比较常用的装置。
灭弧罩的结构形式多种多样，但其基本构成单元为“缝”。
3、油冷灭弧装置：油冷灭弧是将电弧置于液体介质（一般为变压器油）中，电弧将油气化、分解而形成油气。
油气中主要成分是氢，在油中以气泡的形式包围电弧。
4、气吹灭弧装置：气吹灭弧是利用压缩空气来熄灭电弧的。
压缩空气作用于电弧，可以很好地冷却电弧、提高电弧区的压力、很快带走残余的游离气体，所以有较高的灭弧性能。
5、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。
它使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。
6、真空灭弧装置：真空灭弧是使触头电弧的产生和熄灭在真空中进行，它是依据零点熄弧原理，以真空为熄弧介质工作的。
7、采用多断口：高压断路器常制成每相有两个或多个串联的断口，使加于每个断口的电压降低，电弧易于熄灭。
8、断路器断口加装并联电阻：在高压大容量断路器中，广泛利用弧隙并联电阻来改善它们的工作条件。
断路器每相假如有两对触头，一对为主触头，另一对为辅助触头，电阻并联在主触头上。
当断路器在合闸位置时，主、辅触头都闭合。
9、采用新介质：利用灭弧性能优越的新介质，例如S六氟化硫断路器等。
第五章开关电器典型灭弧装置的工作原理
§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理 2、即使在油中简单地位长电弧，其灭弧能力也比在大气 中拉长电弧高得多。这是因为： (1) 油气的主要成分是氢，它在所有气体中具有最高 的导热系数和最小的粘度，这就使弧柱的热量容易散发。 (2) 在电弧的高温作用下，油的气化和分解过程非常 剧烈。油气形成后由于受到周围冷油的阻碍，体积不能迅速膨 胀，因而气泡中压力很高，通常可达（0.5~1）MP。
16
§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理
为缓和上述矛盾，可以通过适当选择磁吹线圈的匝数以及铁心和 钢夹板的截而积，使得开断小电流时磁场加强，在开断大电流时则由于 磁路饱和而磁场不致过强。这样，电弧所受到的电动力将不再随开断电 流成平方倍数地增加。
17
§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理 三、 纵缝灭弧装置
当磁场的方向为垂直于纸面
向里时，电弧AB、BC和CD段所受
B
的电动力都使电弧压向绝缘栅片
顶部，增大与栅片表面的接触面
积，从而加强了电弧的冷却和消
电离作用；而DE段所受的电动力
使电弧向上拉长，更加深入栅片
间隙和增加电弧与绝缘栅片的接
被面积。
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§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理 除此以外，电弧AB段和EF段相互作用产生一相吸电动 力、CD段和EF段相互作用产生一相斥电动力，使AB、CD和E F段压向绝缘册片；CD段和EF段对DE段相互作用也产生一相 斥电动力，使DE段向上运动。 这种灭弧装置充分利用了电弧自身磁场产生的电动力。
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§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理
六、固体产气灭弧装置
某些固体绝缘材料如钢纸(亦称反白)、有 机玻璃等，在电弧的高温作用下能迅速气化， 产生大量主要成分为氢及其化合物的气体。
开关灭弧原理
开关灭弧原理
开关灭弧原理是指在电气设备中，当开关分断电路时，通过采取一定的措施来避免产生弧光和电弧，从而确保设备安全运行和延长设备寿命。
其原理主要包括以下几点：
1. 瞬间短路额定电流：开关分断电路时，通过采用瞬间短路的方式，使电路上的电流迅速增大，从而产生所谓的“短路电弧”，这样能有效地降低电弧温度，使其不能持续存在。
2. 冷却气流：在开关灭弧过程中，通过引入冷却气流来降低电弧温度。
冷却气流可以通过气流喷嘴、气流槽等方式提供，使电弧受到冷却，从而迅速熄灭。
3. 强制隔离：通过采取强制隔离的方式，将电弧与设备内部空气环境有效地隔离开来。
隔离的方式可以包括使用隔离间隙、隔离板等，避免电弧对设备造成损坏。
4. 限制电弧延伸：通过在设备内部设置电弧延伸限制器，限制电弧的延伸范围，减小电弧对设备周围环境的影响。
常用的限制器包括磁场限制器、电弧消光状元等。
综上所述，开关灭弧原理通过瞬间短路额定电流、冷却气流、强制隔离和限制电弧延伸等措施，能够有效地限制电弧的产生和蔓延，确保设备的安全运行。
开关电器典型灭弧装置的工作原理
开关电器典型灭弧装置的工作原理
灭弧装置，又称回路接地装置，是电器开关和控制设备配套使用的继
电器，准确地说，它是一种高压开关，具有自动接地保护功能的开关装置，用于控制和保护电力系统。
它能够自动检测系统发生异常，然后将系统的
回路接地，从而消除系统中的火花和灼热，以起到保护和控制的作用。
灭弧装置的工作原理是：当电器发生故障抬开跳闸时，会产生电弧，
引起电力系统失流，电弧所产生的热量会将电气设备的绝缘介质变质，可
能造成短路，致使电器回路发生短暂的失火现象，从而引起大量的无功功
率及谐波。
为了防止电器发生短暂失火现象，必须将系统的回路接地，及
时排出谐波，这就是灭弧装置的机理。
灭弧装置的主要由熔断器、射灯、熔丝、调整器、变压器、接触器、
电阻器等组成。
当故障发生时，由于电弧的出现，熔丝瞬间熔断，射灯受
到弧光刺激，向开关本身发出信号，接触器被触动，使开关本身发出的开
关命令无效，从而消除电弧，从而起到保护和控制的作用。
熔断器是灭弧装置的一个重要部件，它在发生异常时，可以瞬间熔断，阻断回路中电流的流动，产生保护功能，防止回路出现过载、短路的情况。
各类断路器的灭弧原理
引用各类断路器的灭弧原理电机设备2010-10-27 15:24:38 阅读30 评论0 字号：大中小订阅本文引用自缘分的天空《各类断路器的灭弧原理》引用缘分的天空的各类断路器的灭弧原理真空断路器灭弧原理？在真空断路器分断瞬间，由于两触头间的电容存在，使触头间绝缘击穿，产生真空电弧。
由于触头形状和结构的原因，使得真空电弧柱迅速向弧柱体外的真空区域扩散。
当被分断的电流接近零时，触头间电弧的温度和压力急剧下降，使电弧不能继续维持而熄灭。
电弧熄灭后的几μs内，两触头间的真空间隙耐压水平迅速恢复。
同时，触头间也达到了一定距离，能承受很高的恢复电压。
所以，一般电流在过零后，不会发生电弧重燃而被分断。
这就是其灭弧的原理。
SF6开关的灭弧原理10kV SF6断路器灭派性能优良，不仅在于SF6气体本身，而且采用旋弧式灭弧室。
目前，国内外在10kV电压级的SF6断路器研制上，广泛采用了具有良好灭弧性能的旋弧式灭抓室，它利用短路电流来建立磁场，使电弧在电磁力的作用下高速旋转，以达到自动灭弧的作用。
其灭弧原理从图1可见：当短路开始，电信号反馈到脱扣器，使开关分闸。
在分闸的瞬间，动触头和静触头之间就产生了电弧。
动触头继续向下运动，电弧很快转移到引弧电极上。
此时，绕在圆筒电极外而串联在静触头与圆筒电极之间的磁吹线圈通过短路电流，因而产生了磁场，于是电磁力驱使电弧高速旋转，在SF6气体中，电弧的高速旋转使得其离子体不断地与新鲜的SF6气体接触，以充分发挥六氟化硫的负电性，从而迅速地熄灭电弧。
油断路器的灭弧原理当油断路器开断电路时，只要电路中的电流超过0.1A，电压超过几十伏，在断路器的动触头和静触头之间就会出现电弧，而且电流可以通过电弧继续流通，只有当触头之间分开足够的距离时，电弧熄灭后电路才断开。
1OkV少油断路器开断20KA时的电弧功率，可达一万千瓦以上，断路器触头之间产生的电弧弧柱温度可达六七千度，甚至超过1万度。
油断路器的电弧熄灭过程是，当断路器的动触头和静触头互相分离的时候产生电弧，电弧高温使其附近的绝缘油蒸发气化和发生热分解，形成灭弧能力很强的气体（主要是氢气）和压力较高的气泡，使电弧很快熄灭。
开关电器中的灭弧的原理解析
感谢您的欣赏！
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2.将长电弧分割为多个短电弧。 3.增长电弧长度。 4.使电弧与耐弧绝缘材料紧密接触。
3.2.3 直流电弧熄灭时的过电压
由于电路中有电感存在，在直流电路中不 能采用灭弧能力太强的开关电器，因电流变 化太快，易产生过电压，危及绝缘并引起电 弧重燃。
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3.3 交流电弧的熄灭
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3.3.2 弧隙介质强度Uj的恢复
过程： ➢ 电流过零前——电弧的温度高，热游离强烈，弧隙
的导电性能好 ➢ 电流过零时——弧隙温度剧降，热游离减弱，弧隙
失去导电性能而恢复为绝缘介质。 ➢ 电流过零后——温度继续下降，弧隙介质电强度逐
渐回升。 （电流极性改变后的0.1～1.0秒瞬间, 有Uj=150～250V）
3.1.2电弧的组成部分 1.阴极区 2.弧柱区 3.阳极区
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3.1.3 电弧产生的条件：
1.断开电路时，触头间电压大于10～20V；电流大于80～ 100mA 2、具有大量带电质点
①电极发射大量自由电子 强电场发射——强电场力 热电子发射——高温
②电极间弧柱气体游离，产生大量的电子和离子 碰撞游离——电场力的作用，由高速运动的电子作用产生 热游离——高温（起弧），由中性质点热运动碰撞产生
➢长弧：几个cm～几个m长，主要由UH组成 ➢短弧：几个mm长、主要由U阴极区+ U阳极区组成, UH近似于零
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短弧原理
将长弧沿垂直方向切割成多段电弧串联，每一 段即构成一个短弧，获得一个阴极区压降。
如果加在触头间的电压小于各段短弧的阴极电 压之和，则电弧就不能维持而熄灭。
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图5-5a表示一单纵缝灭弧装 置的原理结构。图中，1为用耐弧 绝缘材料制成的灭弧室壁，2为磁 吹线圈的钢夹板，3为电弧。
通常上部缝宽小于熄灭电弧 的直径。
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§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理
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§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理
由图5-6可见，当电流增大（横坐标向右）时，纵缝灭 弧装置中电弧的“伏—安特性”随电弧电流增加而下降的 程度比自由燃弧时的“伏—安特性”下降程度要缓得多， 特别当电流很大时，E可以认为是常数。
随着缝宽的减小和电弧横向运动速度的提高，电弧的 “伏—安特性”也将升高，这表明灭弧能力也随之增强。
采用多纵缝可以减小电弧进入上部窄缝的阻力，在驱 动电弧运动的电磁力给定时，可以采用比单纵缝灭弧室更 小的缝隙。这使灭弧空壁对电弧的冷却和消电离作用更强。
(10) 利用石英砂等固体颗粒介质，限制电弧直径的扩展 和加强冷却。
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§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理
一、简单开断
在大气中利用机械方式
拉长电弧进行灭弧的原理与
图例。
（1）原理：电弧放长后，
图5-2 刀开关中的电弧拉长情况
电弧电压就增大，其静态伏 1— 闸刀 2—静触头 3—电弧
-安特性向上移动。
2．磁吹灭弧装置； 4．绝缘栅片灭弧装置； 6．固体产气灭弧装置，
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概述
7．石英砂灭弧装置； 8．变压器油灭弧装置； 9．压缩空气灭弧装置； 10．SF6灭弧装置； 11．真空灭弧装置。 此外，为了增加灭弧装置的开断能力，通常可以采用 下列辅助方法： 1．在弧隙两瑞并联电阻； 2. 附加同步开断装置； 3．附加晶闸管装置。
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§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理
依靠拉长电弧使之恰好熄灭的最短长度，称为临界长度，
记为 。llj
其计算公式为： llj＝KI0o.06
式中 K——常数，当电源电压为500V时，K=0.75；250V时， K=0.15；
Io0 ——开断电流的起始值（有效值），单位为A。
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概述
上述灭弧装置的灭弧原理是：
(1) 在大气中依靠触头分开时的机械拉长，使L增大；
(2) 利用流过导电回路或特制线圈的电流在燃弧区产生 磁场，使电弧迅速移动和拉长；
（3）依靠磁场的作用，将电弧驱入用耐弧材料制成的狭 缝中，以加强电弧的冷却和消电离；
(4) 用金属板将电弧分隔成许多串联的短弧；
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§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理
例二：利用流过导电回路的特制线圈的电流在燃弧期间产 生磁场，使电弧迅速移动和拉长。图b）还增加了引弧角。
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§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理
二、磁吹线圈： 可用于低压直流和
交流接触器中。对后者， 为减少涡流损耗和避免 由于钢夹板中磁通与电 弧电流相位不同而产生 反向电动力，铁心2上可 开一槽或者用硅钢片叠 成。
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概述
(5) 在封闭的灭弧室中，利用电弧自身能量分解固体材料， 产生气体，以提高灭弧室中的压力，或者利用产生的气体进 行吹弧；
(6) 利用电弧自身能量，使变压器油分解成含有大量氢 气的气体并建立起很高的压力，再利用此压力推动冷油和气 体去吹弧；
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概述
(7) 利用压缩空气吹弧；
(8) 利用SF6气体吹弧； (9) 在高真空中开断触头，利用弧隙中由电极金属蒸汽 形成的弧柱在电流过零时迅速扩散的原理进行灭弧；
（其中红色内容是重点） 1．开关电器典型灭弧装置的工作 2．提高灭弧装置开断能力的的灭弧辅助方法：并联低值
电阻、附加同步装置、附加晶闸管装置。 通过本章的学习，学生掌握当今开关电器中所使
用的灭弧装置的灭弧原理，熟悉提高灭弧装置开断能 力的辅助方法，便于在以后的工程实践中灵活运用。
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概述
基本内容
§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理
§5-2 提高灭弧装置开断能力的辅助方法
小结
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概述
当电源电压超过数十伏、开断电流在数十安以上时，为 减少电弧对触头的烧损和限制电弧扩展的空间，通常需要采 取加强灭弧能力的措施，为此而采用的装置称为灭弧装置。
这些灭弧装置的灭弧原理主要有下列十几种：
1．简单开断； 3．纵缝灭弧装置； 5．金属栅片灭弧装置；
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§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理
当铁心不饱和时，如果磁吹线圈开断大电流时产生 的磁场适当，则在开断小电流时将因电动力过小而引起 吹弧困难。当然，通过设计也能使磁吹线圈在开断小电 流时产生的磁场适当。
但这样做，一方面将使磁吹线圈的匝数增加，增大 了线圈体积和多用有色金属；另一方面将使开断大电流 时产生的磁场过强，使得触头的电磨损大大增加。
§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理
（2）图解：如下图示，除依靠触头分开拉长电弧以外， 还可依靠导电回路的电流产生的磁场使电弧弯曲来拉长电弧。 前者沿电弧的轴向(亦称切向)拉长电弧，后者是沿着垂直于 弧轴的方向(亦称法向)拉长电弧。
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12：刀开关拉长电弧。
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§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理
为缓和上述矛盾，可以通过适当选择磁吹线圈的匝 数以及铁心和钢夹板的截而积，使得开断小电流时磁场 加强，在开断大电流时则由于磁路饱和而磁场不致过强。 这样，电弧所受到的电动力将不再随开断电流成平方倍 数地增加。
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§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理
第五章 开关电器典型灭弧 装置的工作原理
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第五章 开关电器典型灭弧装置的工作原理
教学目的与要求：
掌握在当今开关电器中所使用的灭弧装置的灭弧原 理，熟悉提高灭弧装置开断能力的辅助方法。
教学重点与难点：
金属栅片灭弧装置、真空灭弧装置、SF6灭弧装置、 石英砂灭弧装置
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本章教学基本内容
三、 纵缝灭弧装置
所谓纵缝就是灭弧室的缝隙方向与电弧的轴线平行。 灭弧装置的工作原理：利用磁吹线圈产生的磁场将电 弧驱入耐弧绝缘材料(石棉、水泥、陶土等)制成的具有纵 缝的灭弧室中进行灭弧。它既可用于熄灭直流电弧，也可 用于熄灭交流电弧。
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§5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理
按缝隙的尺寸和形式，它们 又分两种，如图5-5所示。