金 江电气专家介绍电弧现象

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金江电气当开关升断电路时,只 要电流达到几百毫安,电源电压有几1+伏,在丌关的触头间就会 出现电弧^由于电弧是导电体,只 有将电弧熄火才能实现电路的开断。因此电弧现象,也即 电 弧燃烧和熄灭过程是开关电器最里要的内容。 电 弧是种气体放电现象,也是一种等离子体„等离子体是与固体,液体、气体并列的物 质第四态。以50 000K为界,等 离子体可分为高温等离了-体和低温等离T体阐大类,电弧属 于后者。实际h,宇宙中约90%的物质都是等离子体,各 种典型等离子体的电子湿度和电子 密度见图5. 1,其 中包括自然和人工的等离子体。等 离了体是带正电荷和带负电荷的粒子数 量 相等的粒子集团状态。图5.2表 示不带电荷的气体粒子、弱电离的等离了体,完全电离的 等 离子体以及金属内部的粒子的情况。由 图可见金属与等离子体有相似之处。 金屙 用5.1等离子体的电于密度《,和电+温度r, 图5.2气体.等离子体、金属的状态简阳 开 关电弧是电弧等离子体的种。开 关电弧的主要外部特征有: (1)电 弧是強功率的放电现象 在 开断几十千安短路电流时,以焦耳热形式发出的 功率可达10 〇〇〇kWD与此有关,电 弧可具有上万摄氏度或更高的温度及强辐射,在电弧K的 任何固体、液 体或气体在电弧作用下都会产生强烈的物理及化学变化u在有的开关中,电弧 燃 烧时间比正常情况只多一二十毫秒,开 关就会出现严重烧损甚至爆炸3在用灭弧能力很弱  100 的 隔离开关开断负荷电路时(属于误操作),电 弧能使操作者大面积烧伤。 (2)电 弧是一种自持放电现象 不 用很高的电压就能维持相当长的电弧稳定燃烧而 不熄灭。如办:大气中,每 厘米长电弧的维持电压只有15V左右》在大气中,在100kV电甩下 开断仅5A的电流时,电弧长度可达7m e电流更大时,可达30m。因此,单纯采用拉长电弧 来 熄灭电弧的方法是不可取的。 (3>电弧是等离子体,质童极轻、极容易改变形状 电弧区内气体的流动,包括自然 对 流以及外界甚至电弧电流本身产生的磁场都会使电弧受力,改变形状,有的时候运动速度 可达每秒几百米》设丨!*人 员可以利用这一特点来快速熄弧并预防电弧的不利影响及破坏 作用。
金江电气图5. 3是 隔离开关触头间的电弧在风力、自 然 对流以及电弧产生的磁场作用下被拉长和形成 多个回环的形态。 开 关电弧可以分成气体中电弧和真空电弧两 类,两 者在物理过程和特性方面有很大不同。除真 空 开关外其它开关中的电弧都属于气体中电弧s 本 章只介绍气体中电弧,真 空电弧在真空断路器 ―章中叙述。

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