真空断路器灭弧原理:
在真空断路器分断瞬间,由于两触头间的电容存在,使触头间绝缘击穿,产生真空电弧。由于触头形状和结构的原因,使得真空电弧柱迅速向弧柱体外的真空区域扩散。当被分断的电流接近零时,触头间电弧的温度和压力急剧下降,使电弧不能继续维持而熄灭。电弧熄灭后的几μs内,两触头间的真空间隙耐压水平迅速恢复。同时,触头间也达到了一定距离,能承受很高的恢复电压。所以,一般电流在过零后,不会发生电弧重燃而被分断。这就是其灭弧的原理。
SF6开关的灭弧原理:
SF6断路器灭派性能优良,不仅在于SF6气体本身,而且采用旋弧式灭弧室。目前,国内外在SF6断路器研制上,广泛采用了具有良好灭弧性能的旋弧式灭抓室,它利用短路电流来建立磁场,使电弧在电磁力的作用下高速旋转,以达到自动灭弧的作用。其灭弧原理从图1可见:当短路开始,电信号反馈到脱扣器,使开关分闸。在分闸的瞬间,动触头和静触头之间就产生了电弧。动触头继续向下运动,电弧很快转移到引弧电极上。此时,绕在圆筒电极外而串联在静触头与圆筒电极之间的磁吹线圈通过短路电流,因而产生了磁场,于是电磁力驱使电弧高速旋转, 在SF6气体中,电弧的高速旋转使得其离子体不断地与新鲜的SF6气体接触,以充分发挥六氟化硫的负电性,从而迅速地熄灭电弧。
油断路器的灭弧原理:
当油断路器开断电路时,只要电路中的电流超过01A,电压超过几十伏,在断路器的动触头和静触头之间就会出现电弧,而且电流可以通过电弧继续流通,只有当触头之间分开足够的距离时,电弧熄灭后电路才断开。1OkV少油断路器开断20KA时的电弧功率,可达一万千瓦以上,断路器触头之间产生的电弧弧柱温度可达六七千度,甚至超过1万度。
油断路器的电弧熄灭过程是,当断路器的动触头和静触头互相分离的时候产生电弧,电弧高温使其附近的绝缘油蒸发气化和发生热分解,形成灭弧能力很强的气体(主要是氢气)和压力较高的气泡,使电弧很快熄灭。
灭弧的种类:灭弧有磁吹,纵缝灭弧,横吹的等等!
磁吹当然是利用磁力来灭弧。因为电弧本身就是一个比较大的电流,用线圈通上电流,当然线圈必须是在电弧的两边,把电弧加在中间!当有电弧的时候,线圈用自己本身的磁力,把电弧拉长,让他自动熄灭!
可以引申以下,原先的断路器是用油来灭弧(当然不是单纯的用油),也就是电弧形成时,会把油电离,电离出来的氢气会把电弧吹灭!现在的SF6断路器的灭弧能力是氢气的6-8倍,所以现在的断路器都是用FS6灭弧。
纵缝是把电弧引到缝里面,从而灭弧。
栅片是把电弧分成一段一段的,然后灭弧!
高压跌落熔断器的灭弧原理
大家都知道在高压大电流的场合,开关为了灭弧常常用较复杂的方法和结构,而高压跌落式熔断器却只需要一个很简单的胶管就可以顺利且很好的实现灭弧,主要原因是:第一、高压跌落熔断器电流不是很大。产生的电弧不是很大。第二,是用空气来熄灭电弧的。有点和空开的灭弧原理一样。只是结构不同而已。
真空断路器应用真空作为绝缘和灭弧介质断路器开断时,电弧在真空灭弧室触头材料所产生的金属蒸气中燃烧,简称为真空电弧当开断真空电弧时,由于弧柱内外的压力与密度差别都很大,所以弧柱内的金属蒸气与带电质点会不断向外扩散弧柱内部处在一面向外扩散,一面处于电极不断蒸发出新质点的动态平衡中随着电流减小,金属蒸气密度与带电质点的密度都下降,最后在电流接近零点时消失,电弧随之熄灭此时,弧柱残余的质点继续向外扩散,断口间的介质绝缘强度迅速恢复,只要介质绝缘强度的恢复速度大于电压恢复上升速度,电弧最终熄灭
真空电弧的熄灭是基于利用高真空度介质的高的绝缘强度和在这种稀薄气体中电弧生成物(带电粒子和金属蒸汽)具有很高的扩散速度,因而使电弧电流过零后触头间隙的介质强度能很快恢复起来的原理而实现的,燃弧过程中的金属蒸汽和带电粒子在强烈的扩散中为屏蔽罩所冷凝,带螺旋槽的跑弧面使电弧沿切线方向快速移动,从而降低了主触头表面的温度,所以其绝缘恢复速度很快,从而在电流过零时迫使电弧熄灭。
答:在触头的分断过程中,由于电离作用会产生电弧。而与此同时在弧隙中游离的电子和正负离子在相遇时会复合,重新形成中性的气体分子即出现消电离现象而减弱电离过程。因此,电离和消电离是同时存在的,当电离速度大于消电离速度时,电弧会持续燃烧反之,电弧会熄灭。基于这一原理,常用的灭弧方法如下:
(1)快速拉长电弧:电弧的燃烧需要有一定的电弧电压来维持,加快触头分断速度,将电弧快速拉长,会降低触头间的电场强度,使电弧电压不足以维持电弧的燃烧从而会使电弧熄灭。
(2)冷却使电弧与冷却介质接触,带走电弧热量从而使离子运动速度减慢又使离子的复合速度加快,使电弧熄灭。
(3)窄缝灭弧将电弧挤人窄缝,使电弧与固体介质接触以加强扩散和冷却,减小离子的运动速度加快离子复合速度,使电弧熄灭。
(4)短弧灭弧将长电弧分割成几段,增加维持电弧燃烧所需要的电压要求,而且增大了散热面积使触头间电压不足以击穿各段的所有气隙,短电弧同时熄灭,不再重燃。
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