第六章--电弧讲义.ppt

重庆大学高电压技术与系统信息监测及新技术实验室 §6.3 直流电弧 一、直流电弧的伏安特性 2、影响伏安特性的因素 §6.3 直流电弧 一、直流电弧的伏安特性 3、动态伏安特性 热惯性作用，温度变化滞后于电流变化 §6.3 直流电弧 二、直流电弧的燃烧与熄灭 §6.3 直流电弧 二、直流电弧的燃烧与熄灭 稳定燃烧： 剧烈燃烧： 熄灭： §6.3 直流电弧 三、开断直流电弧时的几个参数 1、燃弧时间 §6.3 直流电弧 三、开断直流电弧时的几个参数 2、电弧能量 §6.3 直流电弧 三、开断直流电弧时的几个参数 3、过电压 §6.4 交流电弧 一、交流电弧的特点 §6.4 交流电弧 一、交流电弧的特点 (a) (b) §6.4 交流电弧 二、交流电弧对电路的影响 e ih 忽略电容电流，即ic＝0 忽略电阻R；以电流过零为起始点；当t＝a/w，电弧燃烧；电弧电压uh为常数，并随电流改变正负号 §6.4 交流电弧 二、交流电弧对电路的影响 §6.4 交流电弧 三、电压恢复过程与介质强度恢复过程 (a) (b) §6.4 交流电弧 四、交流电弧的过零现象 (a) (b) §6.4 交流电弧 五、交流电弧的熄灭与重燃 1、电击穿理论(斯列宾) 取决于弧隙上电压恢复过程和介质强度恢复过程 能解释电弧电流超前过零、弧隙电导预先消失的重燃现象，无法解释弧后电流的现象 2、热击穿理论(克西) 取决于能量平衡 对弧隙电导预先消失和因电击穿而发生的重燃不能确切的解释 §6.4 交流电弧 六、交流电弧的能量 §6.5 空气电弧的熄灭原理 一、交流电弧的熄灭 二、磁吹熄弧 利用电磁力将电弧吹入灭弧装置； 散热损耗以热传导为主； 磁吹灭弧装置的形式： 绝缘板式灭弧槽，电弧在特殊形状的耐热绝缘材料制成的灭弧槽中被拉长和冷却； 金属板式灭弧栅：金属板将整个电弧分成许多串联的电弧，使之冷却。 §6.5 空气电弧的熄灭原理 三、压缩空气的气吹熄弧 1－静触头；2－动触头；3－灭弧室外壳；4－绝缘隔板；5－金属喷口；6－绝缘喷口；7－电弧 利用压缩空气的流动，在喷口形成高速气流对电弧形成气吹和冷却，散热主要以等熵冷却为主 §6.9 小结 1、开关作用、电弧等离子体的特性； 2、电弧的组成；长弧、短弧的划分；游离、游离能、游离电位、游离方式；影响热游离的因素；消游离方式及影响复合与扩散的因素；影响电弧温度的因素；影响电弧直径的因素； 3、直流电弧的静态伏安特性及影响因素、直流电弧动态伏安特性； 4、直流电弧稳定燃烧的条件和熄弧条件；提高直流电弧的伏安特性措施；燃弧时间； * CHONGQING UNIVERSITY * 第六章 电弧 CHONGQING UNIVERSITY §6.1 概述 一、电弧现象 电弧或弧光放电是是气体放电的一种形式。 二、电弧发生的条件和途径 1、电路的开断 2、触头 的闭合 3、真空和气体间隙的击穿 4、从辉光放电到电弧放电的转变 5、从火花放电到电弧放电的转变 §6.1 概述 三、电弧的分类 1、介质种类：气体、液体、蒸汽中 2、气体压力：低气压、高气压 3、外形：长弧、短弧 4、电源性质：直流、交流 5、作用：焊接、电炉、汞弧 四、开关电弧 §6.1 概述 四、开关电弧 1、强功率的放电现象 几十KA的短路电流，散失功率达10000kW 2、自持放电 单纯采用拉长电弧不能熄弧 3、质量极轻 极易改变形状 §6.2 电弧的产生和物理特性 一、弧光放电及其特点 A V D R U I 电场比较均匀，电源功率足够大，弧光放电 电场比较均匀，气体压力较低，先出现辉光放电，然后随电流增加转变为辉光放电； 极不均匀电场，压力较高且回路电阻较大，先出现电晕放电，然后随电压增大一定值后变为弧光放电 §6.2 电弧的物理特性 二、电弧的组成部分 §6.2 电弧的物理特性 三、电弧弧柱的游离过程 电子的激励：电子在一定能级轨道上绕原子核旋转。离原子核越远，轨道能级越高，若电子吸收了外界能量，跃迁到能级更高的轨道（但仍受原子核束缚）。电子在激励状态只能延续0.1～1微秒。所需的能量称为激励能(We) 电子的电离：若电子吸收的外界能量使其脱离原子核的束缚，便逸出成为自由电子，而失去电子则成为正离子的现象。所需的能量称为电离能。(Wf) 激励能和电离能的单位为电子伏，一电子伏的能量等于一个电子在电位差为一伏的两点间移动时电场所做的功。 §6.2 电弧的物理特性 §6.2 电弧的物理特性 三、电弧弧柱的游离过程 介质 We Wf 介质 We Wf 氢 10