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熄灭交流电弧的基本方法有哪些？
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【摘要】熄灭交流电弧的基本方法有哪些？ 答：开关电器中广泛采用的灭弧方法有：吹弧（分横吹、纵吹、纵横吹、环吹）、利用多断口熄......
熄灭交流电弧的基本方法有哪些？
答：开关电器中广泛采用的灭弧方法有：吹弧（分横吹、纵吹、纵横吹、环吹）、利用多断口熄弧、利用短弧原理熄弧、利用固体介质的缝隙熄弧等。【图文】电弧的形成与熄灭 及灭弧方法_百度文库
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电弧的形成与熄灭 及灭弧方法
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电弧燃烧时，弧隙在高温作用下，随时都发生着游离和去游离过程。当游离速度大于去游离速度时，电弧稳定燃烧；若去游离速度大于游离速度，则电弧熄灭。所以只要
&&& 电弧燃烧时，弧隙在高温作用下，随时都发生着游离和去游离过程。当游离速度大于去游离速度时，电弧稳定燃烧；若去游离速度大于游离速度，则电弧熄灭。所以只要设法削弱游离作用，加强去游离作用，就能使电弧熄灭。去游离的方式分为两类：复合和扩散。
&&& 1．复合
&&& 即两个带有异号电荷的质点相遇后重新结合为中性质点，而消失电荷的现象，叫做复合，复合的一般规律是电子先附着在中性原子或灭弧室固体介质表面，再与正离子结合成中性质点，但弧隙中电子运动速度较快，并不易与慢速正离子复合。复合的速度与下列因素有关：
&&& (1)带电质点的浓度越大，复合机会越多，复合率就越高。在电流一定时，电弧截面愈小或者介质压力愈大，其带电质点的浓度也越大，复合就强。断路器灭弧室直径一般都做的较小，这样可提高带电质点的浓度，有利灭弧。
&&& (2)电弧温度越低，带电质点的运动速度越慢，复合就越容易。故加强电弧的冷去口，可提高复合率。交流电弧电流过零时，复合作用特别强烈。
&&& (3)弧隙电场强度小，带电质点运动速度慢，结合的可能性大，故提高开关电器的开断速度，有利于复合。
&&& 可见，增加弧隙介质压力，加强电弧冷却和开关的开断速度，能够促进带电质点的复合．有利于灭弧。
&&& 2．扩散
&&& 弧隙中介质被游离的带电质点，由于热运动从浓度较高的区域向浓度较低的周围气体中移动的现象，叫扩散。扩散结果使弧道中带电质点减少，相当于去游离。扩散速度与下列因素有关：
&&& (1)弧区与周围介质的温差；
&&& (2)弧区与周围介质带电质点的浓度差；
&&& (3)弧柱表面积的大小。
&&& 断路器开断、闭合电路时都要形成电弧，只是前者大，后者小。为了迅速而可靠地切断短路电流产生的强大电弧，断路器按照上述原理，制成各式各样的灭弧装置。
（责任编辑: 佚名 ）
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第四章 交流电弧的熄灭原理()
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3秒自动关闭窗口导读：答：断路器开断电力系统短路电流时，接地系统中三相短路时，当断路器开断中性点直接接地系统中的三相接地短路或开断两相短路时，第三章开关电器习题答案，4．交流电弧有什么特征？熄灭交流电弧的条件是什么？答：（1）交流电弧特征：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
4．交流电弧有什么特征？熄灭交流电弧的条件是什么？
答：（1）交流电弧特征：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。
（2）交流电弧的熄灭条件
交流电流过零后，电弧是否重燃取决于弧隙介质强度和弧隙电压的恢复。
在电弧电流过零时，电弧自然熄灭。电流过零后，弧隙中同时存在着两个作用相反的恢复过程，即介质强度恢复过程Uj（t）和弧隙电压的恢复过程Uhf（t）。如果弧隙介质强度在任何情况下都高于弧隙恢复电压，则电弧熄灭；反之，如果弧隙恢复电压高于弧隙介质强度，弧隙就被击穿，电弧重燃。因此，交流电弧的熄灭条件为 Uj（t）& Uhf（t）
5．什么是近阴极效应？哪些灭弧方法利用了近阴极效应？
在电流过零瞬间（t=0），介质强度突然出现升高的现象，称为近阴极效应。这是因
为电流过零后，弧隙的电极极性发生了改变，弧隙中剩余的带电质点的运动方向也相应改变，质量小的电子立即向新的阳极运动，而比电子质量大1000多倍的正离子则原地未动，导致在新的阴极附近形成了一个只有正电荷的离子层，这个正离子层电导很低，大约有150～250V的起始介质强度。
在低压电器中，常利用近阴极效应这个特性来灭弧。如利用短弧原理灭弧法。
6．什么是弧隙介质强度和弧隙恢复电压？
答： 弧隙介质能够承受外加电压作用而不致使弧隙击穿的电压称为弧隙的介质强度。当电弧电流过零时电弧熄灭，而弧隙的介质强度要恢复到正常状态值还需一定的时间，此恢复过程称之为弧隙介质强度的恢复过程，以耐受的电压Uj（t）表示。
电流过流前，弧隙电压呈马鞍形变化，电压值很低，电源电压的绝大部分降落在线
路和负载阻抗上。电流过零时，弧隙电压正处于马鞍形的后蜂值处。电流过零后，弧隙电压从后蜂值逐渐增长，一直恢复到电源电压，这一过程中的弧隙电压称为恢复电压，其电压恢复过程以Uhf（t）表示。
8.短路类型对断路器的开断有何影响？
答：断路器开断电力系统短路电流时，弧隙恢复电压的最大值受两方面因素的影响：一方面是弧隙电压恢复过程的性质，即恢复过程是周期性的还是非周期性的；另一方面是开断瞬间工频恢复电压U0的大小。而这两方面的因素又都决定于电路参数。
实际上，开断瞬间工频恢复电压值U0除了受电路参数的影响外，不同的短路形式
也会产生明显的影响。
断路器开断单相短路电路时，电流过零的瞬间，工频恢复电压值U0近似等于电源
电压最大值。
因为在三相交流电路中，各相电流过零时间不同，所以当断路器开断中性点不直接
接地系统中三相短路时，电弧电流过零也有先后。先过零的一相电弧先熄灭，此相称为首先开断相。首先开断相触头间的工频恢复电压为相电压的1.5倍，加重了断路器的开断难度。
当断路器开断中性点直接接地系统中的三相接地短路或开断两相短路时，工频恢复
电压的最大值为相电压的1.3倍。
9.断路器断口并联电阻和电容的作用是什么？
答：采用多断口结构时，对每一个断口在开断位Z的电压分配和开断过程中的恢复电压分配将出现不均匀现象，从而影响整个断路器的灭弧能力。为了顺利熄灭电弧，应使两个断口的电压均衡分配，可在每个断口上并联一个比Cd（约为几十皮法）大得多的电容C（一般为皮法），称为均压电容，并联均压电容后，两断口上的电压分布接近相等，从而保证了断路器的灭弧能力。
10．开关电器中常采用的基本灭弧方法有哪些？各自的原理何在？
答：（1）提高触头的分闸速度。
迅速拉长电弧，有利于迅速减小弧柱中的电位梯度，增加电弧与周围介质的接触面
积，加强冷却和扩散的作用。
（2）采用多断口
在熄弧时，多断口把电弧分割成多个相串联的小电弧段。多断口使电弧的总长度加
长，导致弧隙的电阻增加；在触头行程、分闸速度相同的情况下，电弧被拉长的速度成倍增加，使弧隙电阻加速增大，提高了介质强度的恢复速度，缩短了灭弧时间。
采用多断口时，加在每一断口上的电压成倍减少，降低了弧隙的恢复电压，亦有利
于熄灭电弧。
（3）吹弧。
用新鲜而且低温的介质吹拂电弧时，可以将带电质点吹到弧隙以外，加强了扩散，
并代之以绝缘性能高的新鲜介质，同时，由于电弧被拉长变细，使弧隙的电导下降。吹弧还使电弧的温度下降，热游离减弱，复合加快。
按吹弧气流产生的方法：
1）用油气吹弧
2）用压缩空气或六氟化硫气体吹弧
3）产气管吹弧
按吹弧的方向分为：
（4）短弧原理灭弧
在交流电路中，当电流自然过零时，所有短弧几乎同时熄灭，而每个短弧都在新阴
极附近产生150～250V的起始介质强度。在直流电路中，每一短弧的阴极区有8～11V电压降。如果所有串联短弧阴极区的起始介质强度或阴极区的电压降的总和永远大于触头间的外施电压，电弧就不再重燃而熄灭。
（5）利用固体介质的狭缝狭沟灭弧
触头间产生电弧后，在磁吹装Z产生的磁场作用下，将电弧吹入又灭弧片构成的狭
把电弧迅速拉长的同时，使电弧与灭弧片的内壁紧密接触，对电弧的表面进行冷却和吸附，产生强烈的去游离。
（6）用耐高温金属材料制作触头
触头材料对电弧中的去游离也有一定影响，用熔点高、导热系数和热容量大的耐高
温金属制作触头，可以减少热电子发射和电弧中的金属蒸汽，从而减弱了游离过程，有利于熄灭电弧。
（7）用优质灭弧介质
灭弧介质的特性，如导热系数、电强度、热游离温度、热容量等，对电弧的游离程
度具有很大影响，这些参数值越大，去游离作用就越强。
在高压开关中，广泛采用压缩空气、六氟化硫（SF6）气体、真空等作为灭弧介质。
11．什么是电气触头？电气触头有哪些形式？
答：电气触头是指两个导体或几个导体之间相互接触的部分，如母线或导线的接触连接处以及开关电器中的动、静触头。
（1）按接触面的形式分类
（2）按结构形式分类
1）固定触头
可拆卸的连接
不可拆卸的连接
2）可断触头
3）可动触头
12．什么是触头的接触电阻？影响接触电阻的因素有哪些？
答：电气触头中导体与导体之间的接触电阻是触头的接触电阻。
触头的表面加工状况、表面氧化程度、触头间的压力及接触情况等都会影响接触电
阻值。下面分析影响接触电阻的因素。
（1）触头间的压力
触头接触面积的大小受施加压力的影响，如图2-18所示。在不加外力情况下，将
两个触头施加外力时，总的接触面增大了，自然接触电阻就小了。故压力是影响接触电阻的重要因素。
（2）触头材料及预防氧化的措施
触头一般由铜、黄铜和青铜等材料制成。这些材料在空气中极易氧化。为了防止氧
化，通常在触头表面镀上一层锡或铅锡合金。在户外装Z或潮湿场所使用的大电流触头，最好在触头表面镀银。银在空气中不易氧化。镀银触头的接触电阻比较稳定。对钢制触头，其接触表面应镀锡，并涂上两层漆加以密封。必须在铝制触头表面涂中性凡士林油加以覆盖，以防氧化。
13．为什么触头要保证有足够的动稳定和热稳定？
当触头短时间内通过大电流时，如短路电流、电动机的起动电流等，所产生的热效
应和电动力具有冲击特性，对触头能否正常工作造成很大威胁。可能带来诸如触头熔焊和短时过热、触头接触压力下降、关合时触头弹跳等不良后果。因此，开关电器必须采取有效措施，保证在通过短路电流时有足够的动稳定和热稳定。
第三章 开关电器习题答案
一、填空题
1．开关电器按功能分为 断路器
、 隔离开关 、 熔断器 、 负荷开关 、
以及 自动重合器
自动分段器 。
2．高压断路器按所采用的灭弧介质分为 油断路器 、 压缩空气断路器 、
和 真空断路器 、六氟化硫断路器 。
3．高压断路器的技术参数有 额定电压 、 最高工作电压 、 额定电流 、 额定开段电流
、 额定断流容量
、 关合电流 、 动稳定电流 、 热稳定电流 、 分闸时间
、 合闸时间
以及 操作循环 。
4．真空断路器的操作过电压常用抑制方法有 采用低电涌真空灭弧室 、 在负载端并联电容 、 在负载端并联电阻和电容 、 串联电感 、 安装避雷器 。
5．SF6断路器灭弧室的结构分为 单压式
和 双压式 。
6．操动机构分为 手动机构 、 弹簧机构
、 电磁机构 、 液压机构 、 电
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