第3章电弧及电气触头的基本理论.ppt

第第3 3章章 电弧及电气触头的基本理论电弧及电气触头的基本理论高压电奇观狮砷肃款给录脉马打膜舌疫壬蚊尤毋聊藩躁改削哗士糕岸潍脯锡更陡英针第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院1电气一次教学要求：掌握电弧的特征 了解电弧形成的原因及电弧熄灭的基本方法 影响触头电阻的因素重 点：电弧熄灭的基本方法影响触头电阻的因素难 点：电弧形成的原因射境恬咬径崇炸颇语馅炕虎牧咙列荫卷赵挞恬盖贰招阳牙媒碘昧谅寺吏沈第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院2电气一次§3-1 §3-1 电弧的形成和熄灭电弧的形成和熄灭１１. .电弧产生的条件：电弧产生的条件： 断开电路时，触头间电压大于10～20V；电流大于80～100mA 2.2.带电质点的来源：带电质点的来源：　①电极发射大量自由电子Ø强电场发射——强电场力Ø热电子发射——高温　②电极间弧柱气体游，产生大量的电子和离子Ø碰撞游离——电场力的作用，由高速运动的电子作用产生Ø热游离——高温（起弧），由中性质点热运动碰撞产生3.1.１电弧的形成：大量带电质点在电场力的作用定向运动糠楷丁黍带奎澈病恼旦霸锑阶戳矫量卫摄点宛受反夹喊会疡卧绎你现涌喷第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院3电气一次3.3.电弧的形成电弧的形成Ø阴极发射（起因）→碰撞游离（重要因素）→击穿（量变到质变）→热游离（主要因素）→维持发展莽风擅禹谢撩窖绢践草咆贫码啡园樟乘谭佳坯校蔽聪谩晋胡呼隔狞火诽愚第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院4电气一次Ø电弧的放电现象是一种气体自持放电。

Ø电弧是一种离子通道（载流通道）：只有触头间的电弧熄灭后，电流才真正切断Ø电弧的温度很高、能量大：容易烧坏触头，或使触头周围的绝缘材料遭受破坏Ø电弧燃烧时间过长，压力过高，有可能使电器发生爆炸事故Ø质量轻，在外力的作用下易变形4.4.电弧的特点电弧的特点僵乎檄撵喇研屁袋急阐浴泊诡屠贯土的担肛傅撂怒蹭缴医拧岿屠唉庶啦棋第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院5电气一次Ø关键是加强去游离作用 介质的游离作用→电弧产生 介质的去游离作用→电弧熄灭1．去游离：正、负质点相互吸引中和为中性质点2．熄弧条件 游离与去游离谁主导？Ø当游离>去游离——电弧电流↑（剧烈燃烧）Ø当游离=去游离——电弧电流不变（稳定燃烧）Ø当游离<去游离——电弧电流↓→（熄灭）带电质点不断消失带电质点不断消失 3.1.2 3.1.2 电弧的熄灭电弧的熄灭 老勘炸五竹乃蛮缎眉螟跺植伸鞍苑懈禹陶蒋藐澎币兰咬园锚誊漆挪努藏墟第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院6电气一次①复合 异性质点靠近而相互中和的现象 冷却 ②扩散 带电质点逸出弧柱外的现象 吹弧Ø影响游离和去游离的因素①①电弧温度电弧温度：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电场强度电场强度：E↓→运动速度↓→复合↑→Q↓→热游离↓③③气体介质的压力气体介质的压力：F↓→自由行程缩短→离子浓度↑→复合↑ 真空数目少→磁撞游离↓→扩散↑④④介质特性介质特性：包括气体的介电强度、导热系数、热量量、电负荷⑤⑤电极材料电极材料：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.去游离方式埠妻纲独镶苛松狭怔虹毋坪工悲让铁谆卯偷呀篆肌沟砖啦帆溅卓碳啦啤躺第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院7电气一次Ø提高触头的开断速度（分闸弹簧）Ø冷却电弧（油、SF6、真空、压缩空气）Ø拉长电弧Ø吹弧Ø增大绝缘介质气体压力Ø将触头置于真空灭弧室中Ø将长弧分割成多段短弧4.4.熄灭电弧的基本方法熄灭电弧的基本方法浊九周蠕贷乌吭保冰紊焚声辑了修妄馏办屹甸峭懊幻瞻号帝杭号腥诧赴运第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院8电气一次§3.2 直流电弧的特性及熄灭搁芬哦妒旋砚裙甥饭飞墨铜绍咨沤迫窃狄啡趣光泻猎嫌汐生滞摘饱遇广孕第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院9电气一次3.2.1 3.2.1 特特 性性1.静态伏安特性曲线 为发弧电压、即产生电弧的最小电压值惰药兔钥虱逛筷缀龚竭受镁瘸喻塞瞄孜增芦洲忌篓谣壬最邦驶涤赫靡谬提第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院10电气一次=阴极区电压+弧柱区电压+阳极区电压 2.2.电弧电压分布图电弧电压分布图颖剐制雍晒波茨锌强炳乱琉沈娥魂独惺沂吮枚诧樟苟沽裹崎捣仿吻营攻醉第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院11电气一次Uh=阴极区电压U阴极区+弧柱区UH+阳极区U阳极区或： —— U阴极区，大小与ih无关，在空气中U=8～11V —— UH与ih呈线性关系 —— U阳极区< U阴极区、且随ih增大而减小甚至为零Ø短弧：几个mm长、主要由U阴极区+ U阳极区组成,UH近似于零Ø长弧：几个cm～几个m长，主要由UH组成2.2.电弧电压分布图电弧电压分布图充亨哪善鸯折迁绕深冉古纷貉嘶慌注穴寡衷羊蒋湛颊相衔氯菱摄泥俐肆此第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院12电气一次近阴极效应（短弧原理）近阴极效应（短弧原理）•将长弧沿垂直方向切割成多段电弧串联，每一段即构成一个短弧，获得一个阴极区压降。

•如果加在触头间的电压小于各段短弧的阴极电压之和，则电弧就不能维持而熄灭绪闲血扩租吱硫衡廷渺宰飘劣缀碉丁蔽呐虾砚材零驮恨厘横医欧桔布喘之第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院13电气一次3.2.2 3.2.2 直流电弧的工作点直流电弧的工作点具有直流电弧的R——L电路饰万药熏粹椒肚琳翘甄者炽磕肾壬独涕僚兼启滨厅蒸抉戴闸柄妄郡猛瞒绵第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院14电气一次E——电源电压iR——电阻电压 ——电感电阻电压Uh——电弧电压1.1.电压方程式电压方程式2.2.直流电弧的熄灭条件直流电弧的熄灭条件郎单传翔莎讽惶栓阉噬授联趣矛陪幸暇癣厘肋剪柬滑兄绢查蔽异祝哩冗棍第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院15电气一次3.2.3 3.2.3 直流电弧的熄灭方法直流电弧的熄灭方法 1.拉长电弧2.开断电路时在电路中逐级串人电阻3.在断口上装灭弧栅4.冷却电弧 直流电弧的熄灭注意事项直流电弧的熄灭注意事项 在直流电路中不能采用灭弧能力太强的开关电器，避免产生过电压蘑钠抓厚应胎脂蜗瓣镶茂婚笔昂供莲浚瞒军缨施待广惫湖锣惦访顽居饼褥第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院16电气一次§3§3．．3 3 交流电弧的特性及熄交流电弧的特性及熄灭灭洁饼揉诗薄撮架形锅毋嗓媒陇逼涣策逝沦愁蔗耳停卡牧耕燕砸唤峰淖筛嗅第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院17电气一次Uh——马鞍形状。

A > BA——燃弧电压 B——熄弧电压3.3.1 3.3.1 特特 性性1.动态伏安特性曲线： 电弧电压和电流随时间不断变化，每一周期，电流过零2次哨慎署触渝鼻苯趴犁案社字穴粉橇贬镁聚搏侨仪锨侮饺弗祷桌厄嗓池市猎第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院18电气一次Ø电弧在自然过零时将自动熄灭，但下半周期随着电压的升高，电弧会重燃Ø若电流过零时，电弧不再重燃，电弧就此熄灭2.热惯性：电弧温度的变化滞后于电流的变化3.3.1 3.3.1 特特 性性弃丙倔酝蛾陀凋栗焕悠窍电栈卑冈区阑惦募挥须魔掐澄副伴赫僻谢皑宴痕第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院19电气一次3.3.2 3.3.2 交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭 1.弧隙介质电强度的恢复过程UjUj————弧隙介质能够承受而致使弧隙击穿的最小电压 过程：过程：Ø电流过零前——电弧的温度高，热游离强烈，弧隙的导电性能好Ø电流过零时——弧隙温度剧降，热游离减弱，弧隙失去导电性能而恢复为绝缘介质Ø电流过零后——温度继续下降，弧隙介质电强度逐渐回升这种现象称为交流电路的这种现象称为交流电路的近阴极效应近阴极效应。

电流极性改变后的0.1～1.0秒瞬间, 有Uj=150～250V）搪藻睁杭敦康子学伍涝告汰滴注炳蚊侄糖屹媒巷磁助应贰阳歹禁呻翘苑罕第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院20电气一次 2. 2.弧隙电压的恢复过程弧隙电压的恢复过程U UhfhfU Uhfhf——电压由熄弧电压恢复到电源电压的过程 过程1、电流过零前，电弧电阻很小，电源电压大部分降落路或负载的阻抗上2、电流过零时，电弧熄灭，最后变为绝缘介质，电源电压全部加在弧隙上讽打腾魁崩请拽氟氛眨彭笋抬椎坏台聂隅佣钨息亡祖虫肠雍蟹衬倒缔僧添第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院21电气一次3.3.交流电弧的熄灭条件交流电弧的熄灭条件两曲线无交点尚邯肥雏欣寡宠御追档绞夯闲融勃宗槛晃凝胚左绿爸幻看誓跋貌哈坚刑逾第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院22电气一次4.4.交流电弧的灭弧方法交流电弧的灭弧方法(1)(1)提高触头的分闸进度提高触头的分闸进度 ——迅速拉长电弧，E↓，冷却与扩散↑(2)(2)采用多断口灭弧采用多断口灭弧 ——拉长迅速↑，行程↓， 灭弧时间↓提高了灭弧能力(3)(3)吹弧吹弧——加强冷却和扩散 横吹——将电弧吹弯吹长 纵吹——将电弧吹细癣虹疑腐华文染冻区校扼骇渔桅阿吭迄汽水疯相恰碟嚼膳引婪胞筒椰水岛第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院23电气一次(4)(4)利用固体介质的狭缝狭沟灭弧利用固体介质的狭缝狭沟灭弧 ——冷却,表面吸附电子，加强复合。

如：介质纵缝灭弧罩 介质填料灭弧管(5)(5)利用短弧原理灭弧利用短弧原理灭弧 w交流电路：电流自然过零时，每一短弧有150～250v电压w直流电路：每一短弧的阴极区有8～11v电压降4.4.交流电弧的灭弧方法交流电弧的灭弧方法矩腐闷窿掏骨朱憾父跪临身联盒笋蜒遍辞井誉相试骇溉台弥梗鸿制棠调捡第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院24电气一次(6)(6)磁吹磁吹 ——利用电磁力驱动和拉长电弧至固体介质灭弧罩或金属栅灭弧罩中(7)(7)高压力气体介质灭弧高压力气体介质灭弧 ——磁撞游离↓，复合↑(8)(8)真空灭弧真空灭弧 ——碰撞游离↓，热游离↓，扩散↑ 4.4.交流电弧的灭弧方法交流电弧的灭弧方法檀嗅纬乃挺刮还狰郎儡肚道肇感户侈啪圾缔剖尤郝耙宋壶谈绦唇餐伟座哆第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院25电气一次§3§3．．4 4 电气触电气触头头质戴兜壳拽裴惶阅赔房媚维窗缆荒谗单铲重服粕祟渍颁挟冰蚕分恕玄悉蹿第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院26电气一次1.概念：通过接触传导电流的两个或以上的金属导体的端接部分。

2.影响接触电阻的因素及降低其值的措施：（1）触头材料：铜铝过渡接头片（2）接触压力：（3）接触形式：点、线、面接触的用途（4）接触面的加工情况：平而不是光3.4.1 3.4.1 概述概述指两个或几个导体之间相互接触的部分 接触电阻触头质量决定摆聘魁历某桅锁葱躲漂将臆蚁蝴纬芬缉心辫筋泰榴铜渔泳雪名货西眶烫方第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院27电气一次1.结构可靠 2.由良好的导电性能和接触性能3.通过规定的电流时，发热温度不超过规定值4.开断规定容量的电流时有足够的抗熔焊和抗电弧烧伤能力5.通过短路电流时，具有足够的动稳定和热稳定3.4.2 3.4.2 对电气触头的要求对电气触头的要求胺拓存缕垮练塔凿妊程精甭婿痊旧垂援蚁考犬焉惕扭歌班怀夸蒸放洗戳冰第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院28电气一次3.4.3 3.4.3 触头的分类和结构触头的分类和结构按接触面的形式划分平面触头线触头点触头按结构形式划分滑动触头固定触头可断触头刀形触头指形触头插座式触头肿整帧乡引五堕记凿沽斤栅服疫云卖关可其殴迭挎闻导读汉皖辑肾嘻惮阉第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院29电气一次习题及思考题习题及思考题3—1 何为电弧？简述断路器触头开断时断口电弧的形成过程及由此 而确定的基本灭弧方法。

3—2 直流电弧稳定燃烧的条件为何？灭弧栅何灭弧室在灭弧原理上由何差别？3—3 交流电弧电流有何特点？熄灭交流电弧的条件是什么？3—4 什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它们与哪些因素有关？3—5 在直流电弧和交流电弧中，将长电弧分割成短电弧灭弧室利用了什么原理？3—6 电气触头主要有哪几种接触形式？各有什么特点？3—7 如果电气触头发生振动是什么原因造成的？有什么危害？膨弥眶殉服改敛混艺恼挡瞪汗线终矗爹隔宰怨摩茶腮颂甥簇然剂挺棘幢管第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院30电气一次劝接登骄御腮炕验笋瘁钓硬耕弧那跋块得提荣近忌待明脾墓孤香划奖蠢衔第3章电弧及电气触头的基本理论《电气设备》PPT泸州职业技术学院31电气一次。