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直流斷路器滅弧原理
2020-10-27 09:57:14
巨開(kāi)電氣
直流斷路器的燃弧及熄弧過(guò)程與交流斷路器是不同的。交流斷路器分?jǐn)鄷r(shí)產(chǎn)生的交流電弧每秒鐘有2f（f為電網(wǎng)頻率）次經(jīng)過(guò)零點(diǎn)。通過(guò)近極效應(yīng)，使電弧熄滅。交流斷路器只要解決電弧重燃問(wèn)題，即解決由導(dǎo)電狀態(tài)恢復(fù)到介質(zhì)絕緣狀態(tài)的介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過(guò)程，這里不再詳述。
直流斷路器的觸頭時(shí)產(chǎn)生的直流電弧恒定不變，電流愈大，時(shí)間常數(shù)愈大，電弧就遇難熄滅。
直流斷路器的觸頭接通和長(zhǎng)期承載電流的性能與一般交流斷路器相似，無(wú)特殊要求。但斷路器與交流斷路器分?jǐn)嚯娏鞯牟町愝^大，直流斷路器的觸頭分?jǐn)鄷r(shí)要熄滅直流電弧，現(xiàn)將直流電弧的特性和熄滅直流電弧的措施簡(jiǎn)介如下：
斷路器的觸頭分?jǐn)鄷r(shí)，在動(dòng)靜觸頭間立即產(chǎn)生電弧，這不僅有礙于電路的及時(shí)分段，還會(huì)使觸頭燒損，此時(shí)的主要問(wèn)題是觸頭的電燒損，這對(duì)交直流回路的情況是一樣的。為了解直流斷路器的切斷電弧性能，首先要分析電弧的產(chǎn)生過(guò)程和滅弧能力。當(dāng)分析時(shí)，觸頭剛開(kāi)始分離時(shí)，其間隙很小，電場(chǎng)強(qiáng)度極大，易產(chǎn)生高熱和強(qiáng)場(chǎng)，金屬內(nèi)度的自由電子從陰極表面逸出，奔向陽(yáng)極。同時(shí)這自由電子在電場(chǎng)中撞擊中性氣體分子，使之激勵(lì)和游離，產(chǎn)生正離子很電子，電子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下繼續(xù)向陽(yáng)極移動(dòng)時(shí)，還要撞擊其他中性分子，因此，在觸頭間隙中就產(chǎn)生大量的正離子和電子的帶電粒子。使氣體導(dǎo)電型成熾熱的電子流，即電弧。
真流斷路器和真空斷路器不一樣，電弧產(chǎn)生后，有游離與去游離因素，游離作用是由于在弧度中產(chǎn)生大量的熱能，主要是使氣體熱游離，特別是當(dāng)觸頭表面的金屬蒸汽進(jìn)入弧隙后，氣體熱游離作用更為顯著，電流越大，即電弧功率越大，弧區(qū)溫度越高，電弧的游離因素就越強(qiáng)。去游離是因?yàn)橐延坞x的正離子和電子在空間相遇時(shí)要復(fù)合，重新形成中性的氣體分子，而高密度的高溫離子電子，也要向其周圍密度小和溫度低的介質(zhì)方面擴(kuò)散。其結(jié)果弧隙內(nèi)離子和自由的濃度降低，電弧電阻增大，電弧電流減少，從而消弱熱游離。
要熄滅電弧，就要抑制游離因素和加強(qiáng)去游離因素，如將電弧拉入窄縫，增加動(dòng)觸頭與柵片之間的距離等，縮小電弧直徑，使其內(nèi)部的離子濃度增大，就可以加強(qiáng)擴(kuò)散和冷卻作用，把電弧拉長(zhǎng)，或在電弧內(nèi)部設(shè)置障礙，是局部離子和電子復(fù)合，使去游離作用大于游離作用，就能將電弧熄滅。
