直流电弧和交流电弧看起来有什么区别

直流电弧和交流电弧看起来有什么区别,第1张

电弧是由于绝缘击穿,形成放电通道的一种放电现象;直流电弧与交流电弧的区别是,交流电弧过零点而直流电弧不过零点。

这点在电气学上十分重要,交流系统在发生短路故障是产生的是交流电弧,开关断开后,电弧在过零点时熄灭,可以隔离故障点。直流电弧由于其不过零点,导致开关不能断开电弧,即,直流系统在发生故障时,常规交流用开关是不能使其断弧的,因此,在直流系统中断路器是经过特殊设计的。

(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) ——资料来源:华天电力

电弧产生的主要是:气体(或空气)中含有少量正负离子,在外施电压的作用下,离子加速运动,在碰撞中离子数目大大增加,这些离子在电场中的定向运动就形成电流电流通过气体时伴随着强烈的发热过程,以致电流通道内的中性气体分子全被电离而形成等离子体这种有强烈的声、光和热效尖的弧光放电,就是电弧的形成过程所以,电弧实质上就是一种能导电的电子、离子流,其中还包括燃烧着的铜分子流这就是造成科罗拉多炼油公司大爆炸的真正原因

电弧有三个部分构成:阴极区、阳极区、弧柱区

阴极区作用有:接受由弧柱传来的正离子流;向弧柱区提供电弧导电所需的电子流

阳极区在阳极表面可看到的烁亮发光的区域,称为阳极斑点阳极斑点会自动寻找熔点比较低的纯金属表面而避开氧化物,在金属表面游走

弧柱区在弧柱中,与热电离作用相反,电子与正离子会因复合而成为中性粒子或扩散到弧柱外,这一现象称为去电离在稳定电弧放电中,电离速度与去电离速度相同,形成电离平衡

什么是焊接电弧?

焊接电弧是一种强烈的持久的气体放电现象。在这种气体放电过程中产生大量的热能和强烈的光辉。通常,气体是不导电的,但是在一定的电场和温度条件下,可以使气体离解而导电。焊接电弧就是在一定的电场作用下,将电弧空间的气体介质电离,使中性分子或原子离解为带正电荷的正离子和带负电荷的电子(或负离子),这两种带电质点分别向着电场的两极方向运动,使局部气体空间导电,而形成电弧。

焊接电弧的引燃一般采用两种方法:接触引弧和非接触引弧。手工电弧焊是采用接触引弧的。引弧时,焊条与工件瞬时接触造成短路。由于接触面的凹凸不平,只是在某些点上接触,因而使接触点上电流密度相当大;此外,由于金属表面有氧化皮等污物,电阻也相当大,所以接触处产生相当大的电阻热,使这里的金属迅速加热熔化,并开始蒸发。当焊条轻轻提起时,焊条端头与工件之间的空间内充满了金属蒸气和空气,其中某些原子可能已被电离。与此同时,焊条刚拉开一瞬间,由于接触处的温度较高,距离较近,阴极将发射电子。电子以高速度向阳极方向运动,与电弧空间的气体介质发生撞击。碰撞的结果使气体介质进一步电离,同时使电弧温度进一步升高,则电弧开始引燃。只要这时能维持一定的电压,放电过程就能连续进行,使电弧连续燃烧。 非接触引弧一般借助于高频或高压脉冲引弧装置,使阴极表面产生强场发射,其发射出来的电子流再与气体介质撞击,使其离解导电。

焊接电弧可分为三个区域,即阳极区、弧柱区和阴极区。用钢焊条焊接时,阴极区温度为2400K左右,放出热量为电弧总热量的38%;阳极区温度为2600K左右,热量占42%;弧柱区中心温度可达5000-8000K,热量占20%左右。

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