第03章电弧及电气触头的基本理论

第3章 电弧及电气触头的基本理论 教学要求:掌握电弧的形成及熄灭条件，熟悉电弧形成的物理过程、特性；掌握直流电弧及沟通电弧的特性及熄灭条件；掌握开关电器常用的熄弧方法；了解电气触头的类型、工作条件；掌握接触电阻的形成、进展、后果及降低措施。3.1 电弧的形成和熄灭概述电弧——为一种气体游离放电现象现象：开关电器开断电路时，触关间产生的耀眼的白光。 △ 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。特征：① 电弧的能量集中，温度报高，亮度很强例：10kvQF 断开 20kv 的电流，电弧功率达到一万 kw 以上 EMBED AutoCAD.Drawing.14 µ §② 电弧由阴级区，阳极区和弧柱区组成弧柱处温度最高，可达 6~7k0C 到 1 万度以上在弧柱周围温度较低，亮度明显减弱的部分叫弧焰，电流几手都人人弧柱内部流过。③ 电弧的气体放电是自持放电，维持电弧燃烧的电压很低在大气中，1cm 长的直流电弧的弧柱电压仅 15~30v，在变压器油中，1cm 长的直流电弧的弧柱电压仅 100~220v④ 电弧是一束游离的气体，质量极轻，极易变形电弧在气体或液体的流动作用下或电动力作用下，能迅速移动、伸长或弯曲。电弧的形成1、带电质点的来源 ①电极发射大量自由电子：热电子+强电场发射 ② 弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离子：碰撞游离+热游离2、电弧的形成 EMBED Equation.3 µ § eq \o\ac(○,—)§ EMBED Equation.3 µ §电弧的熄灭去游离介质的游离作用→电弧产生 介质的去游离作用→电弧熄灭 游离>去游离——电弧电流↑游离 去游离 游离=去游离——电弧电流不变（稳定燃烧） 游离<去游离——电弧电流↓→（熄灭） 复合：正负离子相互吸引，彼此中和去游离 扩散：弧柱中的带电质点由于热运动逸出弧柱外。影响游离和去游离的因素① 电弧温度： EMBED Equation.3 µ § 热游离↓→Q↓ 速度↓→复合加强→Q↓使温度降低的方法有：吹弧、拉长电弧、或与冷却介质表面接触。② 电场强度：E↓ →运动速度↓→复合↑ →Ih↓→Q↓→热游离↓③ 气体介质的压力：F↓→自由行程缩短→离子浓度↑→复合↑ 真空数目少→磁撞游离↓→扩散↑④ 介质特性：包括气体的介电强度、导热系数、热量量、电负荷等⑤ 电极材料：铜、银、铜钨、银钨合金具有熔点高、导热能力强、热容量大的特点，可减少热电子发射和弧柱中的金属蒸气。3.2 直流电弧的特性及熄灭一、特性：1...