电弧及电气触头基本知识讲述.ppt

课程要求 教学目标： （1）了解电弧的主要特点与危害； （2）掌握电弧的形成与熄灭过程； （3）能叙述电弧的形成过程。 重点难点 重点：电弧的形成与熄灭过程。 难点：电弧的形成过程。 教学内容 一、电弧的特点 二、电弧的主要危害 三、电弧的产生 四、电弧的熄灭 一、电弧的特点 电弧：是一种能量集中、温度很高、亮度很大的气体导电现象。 1.电弧的组成 2.电弧温度 3. 自持放电，发出强烈的白光 4.游离的气体，质量轻，迅速移动、伸长、弯曲和变形。运动速度可达每秒几百米。 二、电弧的主要危害 1.电弧的高温，可能烧坏电器触头和触头周围的其他部件；对充油设备还可能引起着火甚至爆炸等危险。 2.在开关电器中，触头间只要有电弧的存在，电路就没有断开，电流仍然存在，电弧的存在延长了开关电器断开故障电路的时间，加重了电力系统短路故障的危害。 3.容易造成飞弧短路、伤人或引起事故扩大。 三、电弧的产生过程 电弧的产生实际上是气体介质在某些因素作用下，发生强烈游离，产生很多带电质点，由绝缘变为导通的过程。电弧能成为导电通道，是由于电弧的弧柱内存在大量的带电粒子，这些带电粒子的定向运动形成电弧。 1.自由电子的产生 三、电弧的产生过程 2.碰撞游离形成电弧 三、电弧的产生过程 3.热游离维持电弧 热游离：发生雪崩式碰撞游离形成电弧后，产生高温，气体中粒子运动速度增大，使原子外层轨道电子脱离原子核内正电荷束缚力成为自由电子。 气体温度愈高，粒子运动速度愈大，原子热游离的可能性也愈大，维持电弧稳定燃烧。 电弧的形成过程就是介质向等离子体态的转化过程。 三、电弧的产生过程 4.影响游离作用的物理因素 ? （1）温度越高，热游离越强烈。 ? （2）压力越大，行程越小，碰撞游离越小。 ? （3）电压越高越容易将间隙击穿。 ? （4）开断距离增大则减小间隙中的电场强度。 ? （5）不同介质游离电场不同，热游离温度不同。 ? （6）不同金属的蒸汽有不同的游离电压。 四、电弧的熄灭 实质：气体介质由导通又变为截止的过程，是电弧区域内已电离的质点不断发生去游离的结果。 1.去游离过程 2.影响去游离的物理因素 思考练习 1.电弧具有什么特征？它对电力系统和电气设备有哪些危害？ 2.电弧是如何形成的？ 3.电弧的游离和去游离方式各有哪些？影响去游离的因素是什么？ 课程要求 教学目标： （1）了解交、直流电弧特点，直流电弧的灭弧方法； （2）掌握交流电弧的灭弧方法； （3）能说明不同的灭弧方式在开关电器中的应用。 重点难点 重点：开关电器的常用灭弧方法。 难点：交、直流电弧的特性。 教学内容 一、直流电弧的特性 二、直流电弧的熄灭 三、交流电弧的特性 四、交流电弧的熄灭 五、熄灭交流电弧的基本方法 一、直流电弧的特性 稳定燃烧的直流电弧压降由阴极区压降、弧柱压降和阳极区压降三部分组成。电弧阴极区压降近似等于常数，它与电极材料和弧隙的介质有关；弧柱压降与弧长成正比；阳极区的电压降比阴极区的小。 短弧：几毫米长，电弧电压主要由阳极、阴极电压降组成。电弧电压是与电流、外界条件无关的常数，约为20V左右。 长弧：几厘米以上，电弧电压主要由弧柱电压降组成，电弧电压与电弧长度成正比。 二、直流电弧的熄灭 熄灭直流电弧方法： ??? 1.冷却或拉长电弧，增大电弧电阻和电弧电压； ??? 2.增大线路电阻，如熄弧过程中串入电阻； ??? 3.长弧分割成串联短弧，利用短弧的特性，使得电弧电压大于触头施加的电压时，则电弧即可熄灭。 在高压大容量的直流电路中（如大容量发电机的励磁电路），一方面采用冷却电弧和短弧原理的方法来熄弧，另一方面采用逐步增大串联电阻的方法来熄弧。 三、交流电弧的特性 1. 动态特性 2. 热惯性 3.“自然过零” 四、交流电弧的熄灭 电弧重燃取决于弧隙介质绝缘能力或介电强度和弧隙电压的恢复。 1.弧隙介质介电强度的恢复 四、交流电弧的熄灭 2.弧隙电压的恢复过程 四、流电弧的熄灭 3.交流电弧的熄灭条件 Uj（t）＞Uhf（t） 在交流电弧的灭弧中，应充分利用交流电流的自然过零点，采取有效的措施，加大弧隙间去游离的强度，使电弧不再重燃，最终熄灭。 五、熄灭交流电弧的基本方法 1.吹弧 2.采用多断口灭弧 3.提高分闸速度 五、熄灭交流电