電弧熄滅的方法

電弧燃燒時(shí)，弧隙在高溫作用下，隨時(shí)都發(fā)生著游離和去游離過程。當(dāng)游離速度大于去游離速度時(shí)，電弧穩(wěn)定燃燒；若去游離速度大于游離速度，則電弧熄滅。所以只要設(shè)法削弱游離作用，加強(qiáng)去游離作用，就能使電弧熄滅。去游離的方式分為兩類：復(fù)合和擴(kuò)散。

1、復(fù)合

即兩個(gè)帶有異號電荷的質(zhì)點(diǎn)相遇后重新結(jié)合為中性質(zhì)點(diǎn)，而消失電荷的現(xiàn)象，叫做復(fù)合，復(fù)合的一般規(guī)律是電子先附著在中性原子或滅弧室固體介質(zhì)表面，再與正離子結(jié)合成中性質(zhì)點(diǎn)，但弧隙中電子運(yùn)動(dòng)速度較快，并不易與慢速正離子復(fù)合。復(fù)合的速度與下列因素有關(guān)：

（1）帶電質(zhì)點(diǎn)的濃度越大，復(fù)合機(jī)會(huì)越多，復(fù)合率就越高。在電流一定時(shí)，電弧截面愈小或者介質(zhì)壓力愈大，其帶電質(zhì)點(diǎn)的濃度也越大，復(fù)合就強(qiáng)。斷路器滅弧室直徑一般都做的較小，這樣可提高帶電質(zhì)點(diǎn)的濃度，有利滅弧。

（2）電弧溫度越低，帶電質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度越慢，復(fù)合就越容易。故加強(qiáng)電弧的冷去口，可提高復(fù)合率。交流電弧電流過零時(shí)，復(fù)合作用特別強(qiáng)烈。

（3）弧隙電場強(qiáng)度小，帶電質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度慢，結(jié)合的可能性大，故提高開關(guān)電器的開斷速度，有利于復(fù)合。

可見，增加弧隙介質(zhì)壓力，加強(qiáng)電弧冷卻和開關(guān)的開斷速度，能夠促進(jìn)帶電質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合．有利于滅弧。

2、擴(kuò)散

弧隙中介質(zhì)被游離的帶電質(zhì)點(diǎn)，由于熱運(yùn)動(dòng)從濃度較高的區(qū)域向濃度較低的周圍氣體中移動(dòng)的現(xiàn)象，叫擴(kuò)散。擴(kuò)散結(jié)果使弧道中帶電質(zhì)點(diǎn)減少，相當(dāng)于去游離。擴(kuò)散速度與下列因素有關(guān)：

（1）弧區(qū)與周圍介質(zhì)的溫差；

（2）弧區(qū)與周圍介質(zhì)帶電質(zhì)點(diǎn)的濃度差；

（3）弧柱表面積的大小。

斷路器開斷、閉合電路時(shí)都要形成電弧，只是前者大，后者小。為了迅速而可靠地切斷短路電流產(chǎn)生的強(qiáng)大電弧，斷路器按照上述原理，制成各式各樣的滅弧裝置。

加速電弧熄滅的基本方法

1、冷卻滅弧法

降低電弧的溫度，使離子運(yùn)動(dòng)速度減慢，這樣不但使熱游離作用減弱，同時(shí)離子的復(fù)合作用也增強(qiáng)，有利于電弧的熄滅。溫度愈低，復(fù)合作用就愈強(qiáng)烈，電弧愈易熄滅。

2、拉滅弧法

在開關(guān)觸頭斷開時(shí)，加速觸頭分離，將電弧迅速拉長，從而降低了開關(guān)觸頭之間的電場強(qiáng)度，或者說電弧不足以維持電弧的燃燒，而使電弧熄滅。

a、用氣體吹動(dòng)滅弧

利用任何一種較冷的絕緣介質(zhì)的氣流來縱吹電?。饬鞣较蚺c弧柱平行）或橫吹電?。饬鞣较蚺c弧柱垂直），使電弧迅速擴(kuò)散，加強(qiáng)冷卻，從而達(dá)到滅弧的目的。

b、采用多斷口滅弧

在高壓斷路器中，常制成每相有兩個(gè)或更多個(gè)串聯(lián)斷口，可將電弧分割成多個(gè)小電弧段。其作用是：在相等的觸頭行程下，多斷口比單斷口的電弧拉長速度快，從而弧隙電阻迅速增加，增大了介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)速度；同時(shí)，加在每個(gè)斷口的電壓減小，使弧隙的電壓恢復(fù)速度降低，因而滅弧性能良好。

c、利用真空滅弧

真空具有較高的絕緣強(qiáng)度，將開關(guān)觸頭置于真空容器中，當(dāng)電流過零時(shí)即能熄滅電弧。為防止產(chǎn)生過電壓，應(yīng)當(dāng)不使觸頭分開時(shí)電流突變?yōu)榱?。宜在觸頭間產(chǎn)生少量金屬蒸汽，形成電弧通道。當(dāng)交流電流自然下降過零前后，這些金屬蒸汽便在真空中迅速飛散而熄滅電弧。

d、將電弧分為多個(gè)串聯(lián)的短弧

交流電弧，在電流過零的瞬間，新陰極附近在0.1~1us的時(shí)間內(nèi)，立即出現(xiàn)大約150~250V的介質(zhì)強(qiáng)度，稱為新陰極效應(yīng)。當(dāng)觸頭兩端外加交流電壓小于150V時(shí)，則電弧將熄滅。將長弧切成幾個(gè)短弧串聯(lián)就是利用新陰極效應(yīng)滅弧。一般是采用絕緣板夾著許多金屬柵片組成滅弧柵，罩住開關(guān)觸頭的全行程。當(dāng)開關(guān)觸頭分離時(shí)，長電弧在電動(dòng)力和磁場力的作用下迅速移入滅弧柵，長電弧被滅弧片切割成一連串的短電弧，在電弧電流過零，電弧熄滅時(shí)，每兩柵片間均立即出現(xiàn)150~250伏的介質(zhì)強(qiáng)度，設(shè)有n個(gè)柵片，則滅弧柵片總的介質(zhì)強(qiáng)度為n（150~250）V，若作用于觸頭間的電壓小于該值時(shí)，不能維持電弧燃燒，電弧必然熄滅。也就是說，當(dāng)所有柵片間的介質(zhì)強(qiáng)度總和大于動(dòng)、靜頭向外加電壓，電弧就不再重燃。

e、利用有機(jī)固體介質(zhì)的狹縫滅弧

狹縫滅弧裝置，滅弧柵片電陶土或有機(jī)固體材料制成。當(dāng)觸頭間產(chǎn)生電弧后，在磁吹線圈產(chǎn)生的磁場作用下，以電弧產(chǎn)生電動(dòng)力，將電弧拉長進(jìn)入滅弧柵片的狹縫中，電弧與柵片緊密接觸，冷卻電弧，加強(qiáng)去游離。同時(shí)有機(jī)固體介質(zhì)在高溫作用下分解而產(chǎn)生氣體，壓力增大，使電弧強(qiáng)烈冷卻，較終熄滅。