《供用電設(shè)備教學(xué)資料 第4章 開關(guān)電器》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《供用電設(shè)備教學(xué)資料 第4章 開關(guān)電器（40頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第4章 開關(guān)電器開關(guān)電器 4.1 開關(guān)電器的基本工作原理開關(guān)電器的基本工作原理 4.2 高壓斷路器及其操動(dòng)機(jī)構(gòu)高壓斷路器及其操動(dòng)機(jī)構(gòu) 4.3 高壓隔離開關(guān)高壓隔離開關(guān) 4.4 高壓負(fù)荷開關(guān)高壓負(fù)荷開關(guān) 4.5 自動(dòng)重合器和自動(dòng)分段器自動(dòng)重合器和自動(dòng)分段器 第4章 開關(guān)電器開關(guān)電器 4.6 熔斷器熔斷器 4.7 低壓斷路器低壓斷路器 4.8 刀開關(guān)及其組合電器刀開關(guān)及其組合電器 4.9 低壓控制電器低壓控制電器 4.10 漏電保護(hù)器漏電保護(hù)器 4.1 開關(guān)電器的基本工作原理開關(guān)電器的基本工作原理（一）開關(guān)電器的作用（一）開關(guān)電器的作用（二）開關(guān)電器的電弧（二）開關(guān)電器的電?。ㄈ┙涣麟娀〉奶匦约?/p>
2、熄滅（三）交流電弧的特性及熄滅（四）開關(guān)電器的滅弧方法（四）開關(guān)電器的滅弧方法（一）開關(guān)電器的作用（一）開關(guān)電器的作用 -1-1 在供配電系統(tǒng)中，開關(guān)電器所承擔(dān)的任務(wù)是：在供配電系統(tǒng)中，開關(guān)電器所承擔(dān)的任務(wù)是：w 在正常工作情況下可靠地在正常工作情況下可靠地接通或開斷電路接通或開斷電路；w 在改變運(yùn)行方式時(shí)在改變運(yùn)行方式時(shí)靈活地切換靈活地切換操作；操作；w 在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)迅速切除故障迅速切除故障部分以保證非故障部分以保證非故障部分的正常運(yùn)行；部分的正常運(yùn)行；w 在設(shè)備檢修時(shí)在設(shè)備檢修時(shí)隔離帶電部分隔離帶電部分以保證工作人員的安全。以保證工作人員的安全。（一）開關(guān)電器的作用（一
3、）開關(guān)電器的作用 -2-2（1）僅用來(lái)在正常工作情況下，接通或開斷正常工作電流）僅用來(lái)在正常工作情況下，接通或開斷正常工作電流的工作電器，如高壓負(fù)荷開關(guān)、低壓閘刀開關(guān)、接觸器、磁的工作電器，如高壓負(fù)荷開關(guān)、低壓閘刀開關(guān)、接觸器、磁力啟動(dòng)器等。力啟動(dòng)器等。（2）僅用來(lái)開斷故障情況下的過(guò)負(fù)荷或短路電流的開關(guān)電）僅用來(lái)開斷故障情況下的過(guò)負(fù)荷或短路電流的開關(guān)電器，如高壓熔斷器。器，如高壓熔斷器。（3）既用來(lái)接通或開斷正常工作電流，也用來(lái)斷開過(guò)負(fù)荷）既用來(lái)接通或開斷正常工作電流，也用來(lái)斷開過(guò)負(fù)荷電流或短路電流的開關(guān)電器，如高壓斷路器、低壓空氣開關(guān)電流或短路電流的開關(guān)電器，如高壓斷路器、低壓空氣開關(guān)等。等
4、。（4）不要求斷開或閉合電流，只用來(lái)在檢修時(shí)隔離電壓的）不要求斷開或閉合電流，只用來(lái)在檢修時(shí)隔離電壓的開關(guān)電器，如隔離開關(guān)等。開關(guān)電器，如隔離開關(guān)等。根據(jù)開關(guān)電器在電路中擔(dān)負(fù)的任務(wù)，可以分為下列幾類：根據(jù)開關(guān)電器在電路中擔(dān)負(fù)的任務(wù)，可以分為下列幾類：一、電弧放電的特征和危害一、電弧放電的特征和危害 弧柱中自由電子的主要來(lái)源弧柱中自由電子的主要來(lái)源 電弧形成的過(guò)程電弧形成的過(guò)程-電弧的去游離形式電弧的去游離形式（二）開關(guān)電器的電?。ǘ╅_關(guān)電器的電弧 一、一、電弧放電的特征和危害電弧放電的特征和危害-1 開關(guān)電器在接通或開斷電路時(shí)，觸頭間都會(huì)產(chǎn)生電弧。各種形式的氣體導(dǎo)電統(tǒng)稱為氣體放電現(xiàn)象。常溫下
5、，氣體是不導(dǎo)電的，但在一定的條件下，氣體分子可能被分離成電子和正離子，這種現(xiàn)象稱為。氣體放電就是游離氣體的導(dǎo)電質(zhì)點(diǎn)，即自由電子自由電子和，在電場(chǎng)力作用下定向運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。最常見的氣體放電現(xiàn)象有三種，即。開關(guān)電器中的電弧是氣體放電現(xiàn)象的一種。一、一、電弧放電的特征和危害電弧放電的特征和危害-2 實(shí)踐證明，當(dāng)開關(guān)電器切斷電路時(shí)，如果在斷開的觸頭間就會(huì)出現(xiàn)電弧。此時(shí)，觸頭雖已分開，但是電流以電弧的形式維電流以電弧的形式維持持，電路仍處于接通狀態(tài)。只有在電弧熄滅后，電路才真正被切斷。電弧是開關(guān)電器在開斷過(guò)程中不可避免的現(xiàn)象。一、一、電弧放電的特征和危害電弧放電的特征和危害-3 1.電弧的概念電弧的概念
6、當(dāng)開關(guān)電器開斷電路時(shí)，電壓和電流達(dá)到一定值時(shí)，觸頭剛剛分離后，觸頭之間就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的白光，稱為電弧。2.電弧的本質(zhì)電弧的本質(zhì) 電弧的實(shí)質(zhì)是一種氣體放電現(xiàn)象。3.電弧放電的特征電弧放電的特征 （1）電弧由三部分組成。包括。（2）電弧溫度很高溫度很高。（3）電弧是一束游離的的氣體一束游離的的氣體。一、一、電弧放電的特征和危害電弧放電的特征和危害-4 4.電弧的危害電弧的危害 （1）電弧的存在時(shí)間時(shí)間，加重了電力系統(tǒng)短路故障的危害。（2）電弧產(chǎn)生的高溫高溫，將使觸頭表面熔化和蒸化，燒壞絕緣材料。對(duì)充油電氣設(shè)備還可能引起著火、爆炸等危險(xiǎn)。（3）由于電弧在電動(dòng)力、熱力電動(dòng)力、熱力作用下能移動(dòng)，很容易造成
7、飛弧短路和傷人，或引起事故的擴(kuò)大。二、電弧的形成二、電弧的形成弧柱中自由電子的主要來(lái)源（弧柱中自由電子的主要來(lái)源（1）當(dāng)斷路器的動(dòng)、靜觸頭分離時(shí)，觸頭間的接觸壓力及接觸面積逐漸縮小，接觸電阻增大，使接觸部位劇烈發(fā)熱，導(dǎo)致陰極表面溫度急劇升高而發(fā)射電子，形成熱電子發(fā)射。開關(guān)電器分閘的瞬間，由于動(dòng)、靜觸頭的距離很小，觸頭間的電場(chǎng)強(qiáng)度就非常大，使觸頭內(nèi)部的電子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下被拉出來(lái)，就形成強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射。電弧的形成電弧的形成 弧柱中自由電子的主要來(lái)源（弧柱中自由電子的主要來(lái)源（2）從陰極表面發(fā)射出的電子在電場(chǎng)力的作用下高速向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不斷地與中性質(zhì)點(diǎn)（原子或分子）發(fā)生碰撞。當(dāng)高速運(yùn)動(dòng)的電子積
8、聚足夠大的動(dòng)能時(shí)，就會(huì)從中性質(zhì)點(diǎn)中打出一個(gè)或多個(gè)電子，使中性質(zhì)點(diǎn)游離，這一過(guò)程稱為碰撞游離。弧柱中氣體分子在高溫作用下產(chǎn)生劇烈熱運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能很大的中性質(zhì)點(diǎn)互相碰撞時(shí)，將被游離而形成電子和正離子，這種現(xiàn)象稱為熱游離?；≈鶎?dǎo)電就是靠熱游離來(lái)維持的。碰撞游離過(guò)程碰撞游離過(guò)程 電弧的形成電弧的形成 電弧形成的過(guò)程電弧形成的過(guò)程 觸頭剛分離時(shí)突然解除接觸壓力，陰極表面立即出現(xiàn)高溫?zé)霟狳c(diǎn)高溫?zé)霟狳c(diǎn)，產(chǎn)生熱電子發(fā)射熱電子發(fā)射；同時(shí)，由于觸頭的間隙很小，使得電壓強(qiáng)度很高電壓強(qiáng)度很高，產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射。從陰極表面逸出的電子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，加速向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，發(fā)生碰撞游離碰撞游離，導(dǎo)致觸頭間隙中帶電質(zhì)點(diǎn)急劇增加
9、，溫度驟然升高，產(chǎn)生熱游離熱游離并且成為游離的的主要因素，此時(shí)，在外加電壓作用下，間隙被擊穿，形成電弧。電弧產(chǎn)生和維持的物理過(guò)程電弧產(chǎn)生和維持的物理過(guò)程在斷路器觸頭間隙中，由熱電子發(fā)射和強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射產(chǎn)生電子，由碰撞游離在斷路器觸頭間隙中，由熱電子發(fā)射和強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射產(chǎn)生電子，由碰撞游離（電場(chǎng)游離）產(chǎn)生電弧，由熱游離維持電弧燃燒。（電場(chǎng)游離）產(chǎn)生電弧，由熱游離維持電弧燃燒。三、三、電弧的熄滅電弧的熄滅 電弧的去游離電弧的去游離 在電弧中，發(fā)生游離過(guò)程的同時(shí)還進(jìn)行著一個(gè)相反的過(guò)程，也就是帶電粒子消失的過(guò)程，稱為。在穩(wěn)定燃燒的電弧中，這兩個(gè)過(guò)程處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。如果游離過(guò)程大于去游離過(guò)程，電弧將繼續(xù)熾熱燃
10、燒；如果去游離過(guò)程大于游離過(guò)程，電弧便愈來(lái)愈小，最后熄滅。三、三、電弧的熄滅電弧的熄滅 電弧的去游離形式電弧的去游離形式（1）1.復(fù)合復(fù)合 復(fù)合是正、負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)相互結(jié)合變成不帶電質(zhì)點(diǎn)的現(xiàn)象。復(fù)合是正、負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)相互結(jié)合變成不帶電質(zhì)點(diǎn)的現(xiàn)象。由于弧柱中電子的運(yùn)動(dòng)速度很快，約為正離子的1000倍，所以電子直接與正離子復(fù)合的幾率很小。一般情況下，先是電子碰撞中性質(zhì)點(diǎn)時(shí)，被中性質(zhì)點(diǎn)捕獲變成負(fù)離子，然后再與質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度相當(dāng)?shù)恼x子互相吸引而接近，交換電荷后成為中性質(zhì)點(diǎn)。還有一種情況就是電子先被固體介質(zhì)表面吸附后，再被正離子捕獲成為中性質(zhì)點(diǎn)。電弧的熄滅電弧的熄滅 電弧的去游離形式電弧的去游離形式（2）2
11、.擴(kuò)散擴(kuò)散 擴(kuò)散是弧柱中的帶電質(zhì)點(diǎn)逸出弧柱以外，進(jìn)入周圍介質(zhì)的現(xiàn)象。擴(kuò)散是弧柱中的帶電質(zhì)點(diǎn)逸出弧柱以外，進(jìn)入周圍介質(zhì)的現(xiàn)象。擴(kuò)散有三種形式：（1）溫度擴(kuò)散溫度擴(kuò)散，由于電弧和周圍介質(zhì)間存在很大溫差，使得電弧中的高溫帶電質(zhì)點(diǎn)向溫度低的周圍介質(zhì)中擴(kuò)散，減少了電弧中的帶電質(zhì)點(diǎn)；（2）濃度擴(kuò)散濃度擴(kuò)散，這是因?yàn)殡娀『椭車橘|(zhì)存在濃度差，帶電質(zhì)點(diǎn)就從濃度高的地方向濃度低的地方擴(kuò)散，使電弧中的帶電質(zhì)點(diǎn)減少；（3）利用吹弧擴(kuò)散吹弧擴(kuò)散，在斷路器中采用高速氣體吹弧，帶走電弧中的大量帶電質(zhì)點(diǎn)，以加強(qiáng)擴(kuò)散作用。電弧的熄滅電弧的熄滅 電弧的去游離形式電弧的去游離形式（3）結(jié)論：結(jié)論：電弧的熄滅是電弧區(qū)域內(nèi)已電離的質(zhì)
12、點(diǎn)不斷發(fā)生去游離的結(jié)果。電弧的熄滅是電弧區(qū)域內(nèi)已電離的質(zhì)點(diǎn)不斷發(fā)生去游離的結(jié)果。（1）復(fù)合：異號(hào)帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷發(fā)生中和。）復(fù)合：異號(hào)帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷發(fā)生中和。（2）擴(kuò)散：自由電子和正離子從電弧區(qū)逸出，到達(dá)電?。U(kuò)散：自由電子和正離子從電弧區(qū)逸出，到達(dá)電弧 區(qū)以外。區(qū)以外。（三）交流電弧的特性及熄滅（三）交流電弧的特性及熄滅一、交流電弧的特性一、交流電弧的特性 弧隙介質(zhì)介電強(qiáng)度的恢復(fù)弧隙介質(zhì)介電強(qiáng)度的恢復(fù) 弧隙電壓的恢復(fù)過(guò)程弧隙電壓的恢復(fù)過(guò)程 交流電弧熄滅的條件交流電弧熄滅的條件 交流電弧的特性交流電弧的特性（1 1）在交流電路中，電流瞬時(shí)值隨時(shí)間變化，因而電弧的溫度、直徑以及電弧電壓也隨時(shí)間變化
13、，電弧的這種特性稱為動(dòng)特性。由于弧柱的受熱升溫或散熱降溫都有一定過(guò)程，跟不上快速變化的電流，所以電弧溫度的變化總滯后于電流的電弧溫度的變化總滯后于電流的變化變化，這種現(xiàn)象稱為電弧的熱慣性電弧的熱慣性。經(jīng)過(guò)對(duì)圖4-5的分析，可見交流電弧在交流電流自然過(guò)零交流電弧在交流電流自然過(guò)零時(shí)將自動(dòng)熄滅時(shí)將自動(dòng)熄滅，但在下半周隨著電壓的增高，電弧又重燃。如果電弧過(guò)零后，電弧不發(fā)生重燃，電弧就此熄滅。交流電弧的特性交流電弧的特性（2 2）交流電弧的特性交流電弧的特性（3 3）結(jié)論：結(jié)論：(1)電弧電流數(shù)值隨時(shí)間變動(dòng)，電弧的功率也跟隨電弧電流變動(dòng)電弧電流數(shù)值隨時(shí)間變動(dòng)，電弧的功率也跟隨電弧電流變動(dòng)。(2)電弧有
14、熱慣性。電弧有熱慣性。(3)交流電流每隔半個(gè)周期要經(jīng)過(guò)零值一次，稱為交流電流每隔半個(gè)周期要經(jīng)過(guò)零值一次，稱為“自然過(guò)零自然過(guò)零”。交流電弧的熄滅條件交流電弧的熄滅條件1 1弧隙介質(zhì)介電強(qiáng)度的恢復(fù)弧隙介質(zhì)介電強(qiáng)度的恢復(fù) 弧隙介質(zhì)能夠承受外加電壓作用而不致使弧隙擊穿的電壓稱為。當(dāng)電弧電流過(guò)零時(shí)電弧熄滅，而弧隙的介質(zhì)強(qiáng)度要恢復(fù)到正常狀態(tài)值還需一定的時(shí)間，此恢復(fù)過(guò)程稱之為弧隙介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)過(guò)程，以耐受的電壓Uj（t）表示。圖圖-介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過(guò)程曲線介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過(guò)程曲線 交流電弧的熄滅條件交流電弧的熄滅條件2 2弧隙電壓的恢復(fù)過(guò)程弧隙電壓的恢復(fù)過(guò)程 電流過(guò)零前，弧隙電壓呈馬鞍形變化，電壓值很低，電源電壓
15、的絕大部分降落在線路和負(fù)載阻抗上。電流過(guò)零時(shí)，弧隙電壓正處于馬鞍形的后峰值處。電流過(guò)零后，弧隙電壓從后峰值逐漸增長(zhǎng)，一直恢復(fù)到電源電壓，這一過(guò)程中的弧隙電壓稱為恢復(fù)電壓，其電壓恢復(fù)過(guò)程以Uhf（t）表示。電壓恢復(fù)過(guò)程與線路參數(shù)、負(fù)荷性質(zhì)等有關(guān)。受線路參數(shù)等因素的影響，電壓恢復(fù)過(guò)程可能是周期性的變化過(guò)程，也可能是非周期性的變化過(guò)程。交流電弧的熄滅條件交流電弧的熄滅條件交流電弧的熄滅條件交流電弧的熄滅條件 如果弧隙介質(zhì)強(qiáng)度在任何情況下都高于弧隙恢復(fù)電壓，則電弧熄滅；反之，如果弧隙恢復(fù)電壓高于弧隙介質(zhì)強(qiáng)度，弧隙就被擊穿，電弧重燃。因此，交流電弧的熄滅條件為：Uj（t）Uhf（t）Uj（t）弧隙介質(zhì)強(qiáng)
16、度；Uhf（t）弧隙恢復(fù)電壓。圖圖4-6 介質(zhì)強(qiáng)度與恢復(fù)電壓曲線介質(zhì)強(qiáng)度與恢復(fù)電壓曲線（四）開關(guān)電器的滅弧方法（四）開關(guān)電器的滅弧方法一、提高觸頭的分閘速度一、提高觸頭的分閘速度二、吹弧二、吹弧 吹弧氣流產(chǎn)生的方法吹弧氣流產(chǎn)生的方法 吹弧的方向吹弧的方向三、采用多斷口三、采用多斷口四、短弧原理滅弧四、短弧原理滅弧五、利用固體介質(zhì)的狹縫狹溝滅弧五、利用固體介質(zhì)的狹縫狹溝滅弧六、采用耐高溫金屬材料制作觸頭、采六、采用耐高溫金屬材料制作觸頭、采用優(yōu)質(zhì)滅弧介質(zhì)用優(yōu)質(zhì)滅弧介質(zhì) 一、提高觸頭的分閘速度一、提高觸頭的分閘速度 熄滅交流電弧的關(guān)鍵在于電弧電流過(guò)零后，弧隙的介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)過(guò)程能否始終大于弧隙電壓
17、的恢復(fù)過(guò)程。為了加強(qiáng)冷卻，抑制熱游離，增強(qiáng)去游離，在開關(guān)電器中裝設(shè)專用的滅弧裝置或使用特殊的滅弧介質(zhì)，以提高開關(guān)的滅弧能力。迅速拉長(zhǎng)電弧，有利于迅速減小弧柱中的電位梯度，增加電弧與周圍介質(zhì)的接觸面積，加強(qiáng)冷卻和擴(kuò)散的作用。因此，如采用強(qiáng)力分閘彈簧，其分閘速度已達(dá)16m/s以上。二、二、吹弧吹弧 吹弧氣流產(chǎn)生法吹弧氣流產(chǎn)生法.（1）用新鮮而且低溫的介質(zhì)吹拂電弧時(shí)，可以將帶電質(zhì)點(diǎn)吹到弧隙以外，加強(qiáng)了擴(kuò)散，由于電弧被拉長(zhǎng)變細(xì)，使弧隙的電導(dǎo)下降。吹弧還使電弧的溫度下降，熱游離減弱，復(fù)合加快。按吹弧氣流的產(chǎn)生方法和吹弧方向的不同，吹弧可分為以下幾種。1.吹弧氣流產(chǎn)生的方法有吹弧氣流產(chǎn)生的方法有：（1）用
18、油氣吹弧用油氣吹弧 用油氣作吹弧介質(zhì)的斷路器稱為。在這種斷路器中，有用專用材料制成的滅弧室，其中充滿了絕緣油。當(dāng)斷路器觸頭分離產(chǎn)生電弧后，電弧的高溫使一部分絕緣油迅速分解為氫氣、乙炔、甲烷、乙烷、二氧化碳等氣體，其中氫的滅弧能力是空氣的倍。這些油氣體在滅弧室中積蓄能量，一旦打開吹口，即形成高壓氣流吹弧。吹弧吹弧 吹弧氣流產(chǎn)生法吹弧氣流產(chǎn)生法.（2）（2）用壓縮空氣或六氟化硫氣體吹弧用壓縮空氣或六氟化硫氣體吹弧 將20個(gè)左右大氣壓的壓縮空氣或5個(gè)大氣壓左右的六氟化硫氣體（SF6）先儲(chǔ)存在專門的儲(chǔ)氣罐中，斷路器分閘時(shí)產(chǎn)生電弧，隨后打開噴口，用具有一定壓力的氣體吹弧。（3）產(chǎn)氣管吹弧產(chǎn)氣管吹弧 產(chǎn)氣
19、管由纖維、塑料等有機(jī)固體材料制成，電弧燃燒時(shí)與管的內(nèi)壁緊密接觸，在高溫作用下，一部分管壁材料迅速分解為氫氣、二氧化碳等，這些氣體在管內(nèi)受熱膨脹，增高壓力，向管的端部形成吹弧。吹弧吹弧 吹弧方向法吹弧方向法（1）2.按吹弧的方向分為：按吹弧的方向分為：（1）縱吹）縱吹 吹弧的介質(zhì)（氣流或油流）沿電弧方向的吹拂稱為縱吹，縱吹能增強(qiáng)弧柱中的帶電質(zhì)點(diǎn)向外擴(kuò)散，使新鮮介質(zhì)更好地與熾熱電弧接觸，加強(qiáng)電弧的冷卻，有利于迅速滅弧。（2）橫吹）橫吹 橫吹時(shí)氣流或油流的方向與觸頭運(yùn)動(dòng)方向是垂直的，或者說(shuō)與電弧軸線方向垂直。橫吹不但能加強(qiáng)冷卻和增強(qiáng)擴(kuò)散，還能將電弧迅速吹彎吹長(zhǎng)。有介質(zhì)滅弧柵的橫吹滅弧室，柵片能更充分
20、地冷卻和吸附電弧，加強(qiáng)去游離。在相同的工作條件下，橫吹比縱吹效果要好。吹弧吹弧 吹弧方向法吹弧方向法（2）吹弧吹弧 吹弧方向法吹弧方向法（3）（3）縱橫吹）縱橫吹 橫吹滅弧室在開斷小電流時(shí)因室內(nèi)壓力太小，開斷性能較差。為了改善開斷小電流時(shí)的滅弧性能，可將縱吹和橫吹結(jié)合起來(lái)。在大電流時(shí)主要靠橫吹，小電流時(shí)在大電流時(shí)主要靠橫吹，小電流時(shí)主要靠縱吹，這就是縱橫吹滅弧室。主要靠縱吹，這就是縱橫吹滅弧室。橫吹滅弧室示意圖橫吹滅弧室示意圖 三、采用多斷口三、采用多斷口 。在熄弧時(shí)，多斷口把電弧分割成多個(gè)相串聯(lián)的小電弧段。多斷口使電弧的總長(zhǎng)度加長(zhǎng)，導(dǎo)致弧隙的電阻增加；在觸頭行程、分閘速度相同的情況下，電弧被
21、拉長(zhǎng)的速度成倍增加，使弧隙電阻加速增大，提高了介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)速度，縮短了滅弧時(shí)間。在要求將電弧拉到同樣的長(zhǎng)度時(shí)，采用多斷口結(jié)構(gòu)成倍減小了觸頭行程，也就減小了開關(guān)電器的尺寸。如所示：采用多斷口采用多斷口圖圖4-8 四、四、短弧原理滅弧短弧原理滅弧 。由于受到電磁力的作用，電弧從金屬柵片的缺口處被引入金屬柵片內(nèi)，一束長(zhǎng)弧就被多個(gè)金屬片分割成多個(gè)串聯(lián)的短弧。如果所有串聯(lián)短弧陰極區(qū)的起始介質(zhì)強(qiáng)度如果所有串聯(lián)短弧陰極區(qū)的起始介質(zhì)強(qiáng)度或陰極區(qū)的電壓降的總和永或陰極區(qū)的電壓降的總和永遠(yuǎn)大于觸頭間的外施電壓，遠(yuǎn)大于觸頭間的外施電壓，電弧就不再重燃而熄滅電弧就不再重燃而熄滅。采用缺口鐵質(zhì)柵片，是為了減少電弧進(jìn)入
22、柵片的阻力，縮短燃弧時(shí)間。五、五、利用固體介質(zhì)的狹縫狹溝滅弧利用固體介質(zhì)的狹縫狹溝滅弧 滅弧裝置的滅弧片是由石棉水泥或陶土制成的。觸頭間產(chǎn)生電弧后，在磁吹裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下，將電弧吹入有滅弧片構(gòu)成的狹縫中，把電弧迅速拉長(zhǎng)的同時(shí)，使電弧與滅弧片內(nèi)壁緊密接觸，對(duì)電弧的表面進(jìn)行冷卻和吸附，產(chǎn)生強(qiáng)烈的去游離。原理圖如所示。石英砂熔斷器中的熔絲熔斷時(shí)，在石英砂的狹溝中產(chǎn)生電弧。由于受到石英砂的冷卻和表面吸附作用，使電弧迅速熄滅。同時(shí)，熔絲氣化時(shí)產(chǎn)生的金屬蒸汽滲入石英砂中遇冷而迅速凝結(jié)，大大減少了弧隙中的金屬蒸汽，使得電弧容易熄滅。原理圖如所示。利用固體介質(zhì)的狹縫狹溝滅弧利用固體介質(zhì)的狹縫狹溝滅弧圖圖4
23、-13 狹縫滅弧裝置的工作原理狹縫滅弧裝置的工作原理圖圖4-14 石英砂滅弧原理石英砂滅弧原理 六、六、用耐高溫金屬材料作觸頭、優(yōu)質(zhì)滅弧介質(zhì)用耐高溫金屬材料作觸頭、優(yōu)質(zhì)滅弧介質(zhì) 觸頭材料對(duì)電弧中的去游離也有一定影響，用熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量大的耐高溫金屬制作觸頭，可以減少熱電子發(fā)射和電弧中的金屬蒸汽，從而減弱了游離過(guò)程，有利于熄滅電弧。滅弧介質(zhì)的特性，如導(dǎo)熱系數(shù)、電強(qiáng)度、熱游離溫度、熱容量等，對(duì)電弧的游離程度具有很大影響，這些參數(shù)值越大，去游離作用就越強(qiáng)。在高壓開關(guān)中，在高壓開關(guān)中，廣泛采用壓縮空氣、六氟化硫（廣泛采用壓縮空氣、六氟化硫（SF6）氣體、真空等作為滅弧介質(zhì)）氣體、真空等作為滅弧
24、介質(zhì)。電弧與電氣觸頭的基本知識(shí)電弧與電氣觸頭的基本知識(shí)思考題思考題（1）電弧有什么特征？對(duì)電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備有哪些危害？）電弧有什么特征？對(duì)電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備有哪些危害？（2）電弧的游離和去游離方式各有哪些？影響去游離的因素）電弧的游離和去游離方式各有哪些？影響去游離的因素 是什么？是什么？（3）交流電弧有什么特征？熄滅交流電弧的條件是什么？）交流電弧有什么特征？熄滅交流電弧的條件是什么？（4）斷路器開斷短路電流時(shí)，弧隙電壓的恢復(fù)過(guò)程有那幾種）斷路器開斷短路電流時(shí)，弧隙電壓的恢復(fù)過(guò)程有那幾種 形式？各有什么特點(diǎn)？形式？各有什么特點(diǎn)？（5）開關(guān)電器中常采用的基本滅弧方法有哪些？各自的原理）開關(guān)電器中常采用的基本滅弧方法有哪些？各自的原理 何在？何在？
供用電設(shè)備教學(xué)資料 第4章 開關(guān)電器
