文档介绍：电弧的形成与熄灭及灭弧方法
第1页，共35页，2022年，5月20日，5点17分，星期五
本章教学要求
了解电弧的危害，熟悉电弧的形成过程
熟悉交流电弧的特性，交流电弧的熄灭条件
了解交流电弧的开断过程
掌握熄灭交流电弧复合成为中性质点。
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影响游离和去游离的因素
①电弧温度：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↑ →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、热容量、电负荷
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。
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游离作用等于去游离作用，新增加的带电质点数量与中和的数量相等，电弧稳定燃烧。
游离作用大于去游离作用，电弧燃烧加剧。
游离作用小于去游离作用，则电弧中的带电质点数量减少，最终导致电弧熄灭。
3）电弧的熄灭：电弧的燃烧是由游离过程维持的，但在电弧中同时还进行着相反的使带电质点数量减少的去游离过程。
第二节 交流电弧的特性
1）电弧电流交变，每半个周期过零一次，此时电弧因失去能量而自然熄灭。
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2）由于热惯性，弧柱温度的变化滞后于快速变化的电流，所以交流电弧的伏安特性是动态的，如图2-3所示。在电流增大时，温度来不及增高，弧隙电阻来不及减小；在电流减小时，温度来不及减小，弧隙电阻来不及增大。故图2-3a中正方向电流增大时的曲线在电流减小时的上方。
A点是电弧产生时的电压，称为燃弧电压。
B点是电弧熄灭时的电压，称为熄弧电压。
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（四）交流电弧熄灭的条件
1）熄灭交流电弧的最佳时机：交流电弧每半周期自然熄灭是熄灭交流电弧的最佳时机。
2）在电流过零后，弧隙中存在着两个恢复过程。
a) 介质强度恢复过程: 由于去游离作用的加强，弧隙间的介质逐渐恢复其绝缘性能，以耐受的电压Ur (t) 表示。
b) 弧隙电压恢复过程: 电源电压要重新作用在触头上，弧隙电压将从熄弧电压逐渐恢复到电源电压，用Ud (t) 表示。
1．弧隙介质强度恢复过程
（1）起始介质强度（近阴极效应）
~ 1μs 的短暂时间内，阴极附近出现150 ~ 250V的起始介质强度，称为近阴极效应。
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原因：在电流过零的瞬间，弧隙电压的极性发生变化，弧隙中的自由电子立即向新阳极运动，正离子质量大，基本未动，在新阴极附近就形成了只有正电荷的不导电薄层，阻碍阴极发射电子，呈现出一定的介质强度，如图2-4所示。
（2）起始介质强度出现后的介质强度的恢复
这是一个复杂的过程，它与电弧电流、介质特性、冷却条件和触头分断速度有关。
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2．弧隙电压恢复过程
1）电弧为纯电阻性质，电弧电流与弧隙电压同相位，电弧电流过零时，弧隙电压接近零；
2）短路时电路电阻很小，电路呈感性 ，电弧电流与电源电压不同相位，电弧电流过零时，电源电压不等于零；
3）由于电路参数L、C的存在，电弧熄灭后，弧隙电压不可能立刻由熄弧电压上升到电源电压，一般弧隙恢复电压是一个过渡过程。它将从瞬态（振荡）恢复电压逐渐过渡到工频恢复电压。
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3．交流电弧熄灭的条件
电流过零后，电弧能否熄灭取决于两个恢复过程作用的结果：
1）如果弧隙电压恢复过程上升速度较快，幅值较大，弧隙电压恢复过程大于弧隙介质强度恢复过程，介质被击穿，电弧重燃，如图2-6a所示。
2）如果弧隙介质强度恢复过程始终大于弧隙电压恢复过程，则电弧熄灭，如图2-6b和2-6c所示。
故交流电弧