电弧及灭弧装置 ppt课件
合集下载
(完整版)电弧的产生与灭弧装置
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
Page: 5
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
Page: 16
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
Page: 1
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
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
电器基础知识—电弧及灭弧装置(列车电器)
CONTENTS
1
拉伸电弧 STRETCHING ARC
2
灭弧栅 ARC EXTINGUISHING GRID
3
灭弧罩 ARC SHIELD
4
气吹灭弧 AIR BLOW OUT ARC
5
真空灭弧 VACUUM ARC EXTINGUISHING
PART 01
拉伸电弧
STRETCHING ARC
1 拉伸电弧
由于气吹灭弧的灭弧能力较强，故一般运用在高压电器中。
4 气吹灭弧
1－动触头 2－灭弧室瓷罩 3－静触头 4－压缩空气 5－电弧
PART 05
真空灭弧
VACUUM ARC EXTINGUISHING
5 真空灭弧
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。
PART 04
气吹灭弧
AIR BLOW OUT ARC
4 气吹灭弧
气吹灭弧是利用压缩空气来熄灭电弧。
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。 压缩空气沿电弧径向吹入，然后通过动触头的喷口、内孔向大气排出，电弧的弧根能很快 被吹离触头表面，因而触头接触表面不易烧损。
PART 02
灭弧栅
ARC EXTINGUISHING GRID
2 灭弧栅
– 利用的是短弧灭弧原理。 – 栅片：由外镀薄钢片和石棉绝缘板组成，彼此绝缘片距2-3mm，安装在触点上方的灭
弧罩内。
2 灭弧栅
– 利用的是短弧灭弧原理。 – 栅片：由外镀薄钢片和石棉绝缘板组成，彼此绝缘片距2-3mm，安装在触点上方的灭
3 灭弧罩
《电弧产生和熄灭》课件
电弧的危害
烧伤和烫伤
电弧产生的高温可能导 致皮肤烧伤和烫伤。
电气火灾
电弧可能引发电气火灾 ，造成财产损失和人员
伤亡。
设备损坏
电弧可能对电气设备造 成损坏，影响电力系统
的正常运行。
干扰和信号中断
电弧可能对电子设备和 通信系统造成干扰，导
致信号中断。
电弧的安全标准
国际电工委员会（IEC）
制定了一系列关于电弧安全的国际标准，以确保设备的安全性和 可靠性。
电弧的能量
高能量密度
电弧具有高能量密度，能够在很小的体积内释放大量的能量，这使得电弧成为一 种强大的热源。
能量控制
在某些应用中，如焊接和切割，需要控制电弧的能量释放，以确保工件不被过度 加热或损坏。
电弧的发光
强烈的光辉
由于电弧的高温，它会发出强烈的光辉，使得电弧在黑暗中 非常明亮。
可见光谱
电弧发出的光位于可见光谱范围内，因此我们可以直接观察 到电弧。 Nhomakorabea培训和教育
使用低弧设备
对操作人员进行培训和教育，提高他们的 安全意识和操作技能，确保他们能够正确 、安全地操作电气设备。
选择使用低弧设备，以减少电弧的产生和 对人员的危害。
THANKS
感谢观看
真空开关
真空开关利用高真空环境作为绝缘介 质，具有极高的绝缘强度和良好的散 热性能，能够有效地熄灭电弧。
04
电弧的应用
电弧在电力系统的应用
高压开关柜
在高压开关柜中，电弧被用来实现电路的通断。当电路中的电流超过一定值时，电弧会在开关触头间 产生，将电路断开，以保护设备和人员安全。
变压器
变压器中的绕组线圈会产生电弧，这是由于电流在改变方向时产生的磁场变化所引起的。这个电弧用 于维持绕组中的电流，使其能够顺利地从一个方向转换到另一个方向。
中职教育-《城市轨道交通车辆电器》上篇课件：单元3 电弧及灭弧装置(吴冰 主编 人民交通出版社).ppt
交流电弧及其伏安特性
3.5 熄灭电弧的方法及装置
一、磁吹灭弧 磁吹灭弧是利用外加电动力使电弧拉长以致熄灭的灭火方法。
磁吹灭弧装置示意图 1－磁吹铁心；2－导弧角；3－灭弧罩；4－磁吹线圈；
5－铁夹板；6－静触头；7－动触头；8－绝缘套。
二、灭弧罩灭弧 灭弧罩是让电弧与固体介质相接触，降低电弧温度，从而 加速电弧熄灭的比较常用的装置。根据缝的宽度与电弧直 径之比可分为窄缝与宽缝。缝的宽度小于电弧直径的称窄 缝，反之，大于电弧直径的称宽缝。根据缝的轴线与电弧 轴线间的相对位置关系可分为纵缝与横缝。 1．纵缝灭弧罩 2. 横缝灭弧罩
四、气吹灭弧 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。 按照气流吹弧的方向，它可以分为横吹和纵吹两类。
纵吹灭弧装置 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。
纵向窄缝式灭弧罩
纵向宽缝式灭弧罩 横向绝缘栅片式灭弧罩
三、油冷灭弧 油冷灭弧是将电弧置于液体介质(一般为变压器油)中，电 弧将油汽化、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。氢气具有很高的导热系数， 这就使电弧的热量容易散发。另外，由于存在着温度差， 所以气泡产生运动，又进一步加强了电弧的冷却。若再要 提高其灭弧效果，可在油箱中加设一定机构，使电弧定向 发生运动，这就是油吹灭弧。由于电弧在油中灭弧能力比 大气中拉长电弧大得多，所以这种方法一般用于高压电器 中，如油开关。
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。
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
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。
第5讲 电弧的熄灭与灭弧装置
第四节 直流电弧及其熄灭
直流电弧熄灭条件：电弧电流等于零且弧隙不被过电压重新击穿 含电弧电路的电压平衡方程 di U = iR + L + u A dt
L di = U − iR − u A dt
A点不是稳定燃弧点 A B点是稳定燃弧点 熄灭电弧必须消除稳定燃弧点 一、熄灭直流电弧的方法 (1)拉长电弧或对其实行人工冷却 (2)增大近极区电压降 (3)增大弧柱电场强度
十一、 十一、真空灭弧装置 此灭弧装置以真空作为绝缘及灭弧手段。 电子发生碰撞电离的概率极小。电弧靠电极蒸发的金属蒸气电 离生成，金属蒸气既不多又易扩散。 真空灭弧的优点：触头开距小(10kV级的仅需10mm左右)，故灭 弧室小，所需操作力也小，动作迅速；燃弧时间短到半个周期 左右，且与电流大小无关；介质强度恢复快；防火防爆性能好； 触头使用期限长，尤适宜于操作频率高的场合。 真空灭弧的缺点：截流能力过强，灭弧时易产生甚高的过电压。 目前，高低压电器均发展了采用真空灭弧装置的工业产品。 十二、无弧分断 十二、 实现无弧分断的两种方法： 1、在交变电流自然过零时分断电路，同时以极快的速度使动静触 头分离到足以耐受恢复电压的距离，使电弧甚弱或无从产生； 2、给触头并联晶闸管，并使之承担电路的通断，而触头仅在稳态 下工作。
a) 带电粒子
b)电场强度E
c)电压U
近阴极效应：交流电弧电流自然过零后近阴极区存在一定介质 强度的现象 短弧灭弧原理：综合利用截割电弧和近阴极效应灭弧的方法 应用场所：低压交流开关电器 (二)弧柱区的介质恢复过程 零休时间：电弧电流自然过零前后的数十微秒内的时间。 由于热惯性的影响，零休期间电弧电阻并非无穷大。 热击穿 ：若弧隙取自电源的能量大于其散出的能量，电弧电 阻将迅速减小，剩余电流不断增大，使电弧重新燃烧。 电击穿：当弧隙两端的电压足够高时，仍可能将弧隙内的高 温气体击穿，重新燃弧。 交流电弧的熄灭条件：在零休期间，弧隙的输入能量恒小于 输出能量，因而无热积累；在电流过零后，恢复电压又不足 以将已形成的弧隙介质击穿。
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；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PPT课件
22
(4)熄弧时的高电压及其减少方法 预防熄弧时的高电压方法
PPT课件
23
7、交流电弧及其熄灭
1.交流电弧的特点 2.交流电弧的熄灭
PPT课件
24
1.交流电弧的特性
在交流电路中，电流瞬时值随时间变化，因而电弧的温 度、直径以及电弧电压也随时间变化，电弧的这种特性称为 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。
PPT课件
16
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
（2）扩散
扩散是弧柱中的带电质点逸出弧柱以外，进入周围冷介质的现象。
扩散分类： ①温度扩散 ②浓度扩散 ③利用吹弧扩散
关键：了解掌握电弧内在的物理过程及其基本规律是进行如何熄灭电 弧的落脚点。
PPT课件
12
4、电弧的形成
（1）强电场发射 触头刚刚分开，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 当动、静触头分离时，触头间的接触压力及接触面积逐
电弧及灭弧装置
PPT课件
1
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。
PPT课件
2
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。
断路器断开过程中电弧是这样形成的。触头刚分离时突然 解除接触压力，阴极表面立即出现高温炽热点，产生热电子发 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。
• 本节通过对电弧现象的介绍，分析其产生和熄灭的过程， 介绍电器常用的灭弧方法及装置，以解决电弧在电器中的 影响。
PPT课件
3
电弧现象及特点
• 电弧是气体中的一股强烈电子流，属于气体放电的一种形式。 • 电子的源泉是阴极，接受电子的是阳极，外观像一团亮度极高、
温度极高的火焰。
• 产生电弧的极限条件：电路中的电流和电压必须大于某一最小生 弧电流(ISH)和最小生弧电压(USH)
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。
PPT课件
25
交流电弧的伏安特性
PPT课件
26
2、电弧的熄灭 交流电弧电流过零期间，同时存在两个对立的基本过程
PPT课件
17
游离与消游离
电弧同时存在着游离和消游离作用。电弧的燃 烧情况就取决于同时存在着的游离作用和消游 离作用的这对矛盾的斗争及其转化。
游离>消游离：电弧就会发生 游离<消游离：电弧趋于熄灭 游离=消游离：稳定燃烧状态
PPT课件
18
6、直流电弧及其熄灭
（1）直流电弧的伏安特性 （2）电弧能量 （3）直流电弧的熄灭 （4）熄弧时的过电压
PDH=UDHIDH=PCD+PFS+PDL
很显然，直流电弧稳定燃烧时，电弧产生的功率应等于散热的功率
②电路中有电感时，熄弧就较困难，因为线圈中储存的能量必须通过电 弧释放。
PPT课件
21
(3)直流电弧的熄灭
通常使用吹弧的方法，吹弧的方法可以加速电弧能量的散失而使 其熄灭。与此同时，吹弧时通常也伴随着电弧被拉长，而且电弧被拉 长到一定长度后就会熄灭
PPT课件
19
(1)直流电弧的伏安特性
实验：在两个铜极之间敞开的空气 中，有稳定燃烧的电弧。测得电弧 长度LDH1.调节回路电流，分别测量 电弧电流IDH和电弧两端电压UDH，绘 出其伏安特性曲线。
PPT课件
20
(2)电弧能量
①直流电弧稳定燃烧时，电弧所产生的功率为PDH=UDHIDH,此功率几 乎全部转变为热量散失到周围介质中去。
PPT课件
4
电弧产生的条件：分断过程中电压10~20V电 流80~100mA；或者高压电击穿、闪络等。
PPT课件
5
PPT课件
6
电弧的危害和应用
（1）危害：破坏绝缘，造成短路，损伤电器 设备。造成
人身伤害事故。
PPT课件
7
PPT课件
8
（2）应用：电焊
PPT课件
9
1.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 成飞弧短路和伤人，或引起事故的扩大。
PPT课件
10
2.电弧的结构
阴 极 区
-
U1
弧柱区 U2
阳 极 区
+
U3
Uh
电弧电压＝阴极区压降＋弧柱压降＋阳极区压降
Uh U1 U2 U3
PPT课件
11
3.电弧的分类
（1）短弧：弧长小于弧径的电弧 特点：物理过程主要决定于阴极，电弧压降主要反应的是极前压降
（2）长弧：弧长大大超过弧径的电弧 特点：电弧压降主要由弧柱压降决定
热游离实质上也是撞击游离，只不过发生撞击的原因是 高温引起而不是电场引起的。
PPT课件
14
四种方式总结 电弧的产生，第一是由于热的作用，发生热发射
和热游离；第二是由于电场的作用，发生冷发射和撞 击游离。
近而如何使得电弧迅速冷却是熄灭电弧的主要方 法。
PPT课件ห้องสมุดไป่ตู้
15
上述是电弧形成的四个因素，实际上是个连续过程
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。
PPT课件
13
（3）碰撞游离 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 大的中性质点互相碰撞时，将被游离而形成电子和正离子， 这种现象称为热游离。