第三章灭弧原理及主要开关电器第一节电弧的形成和熄灭二、电弧间隙的去游离3.影响去游离的因素(1)电弧温度电弧是由热游离维持的,降低电弧温度就可以减弱热游离,减少新的带电质点的的产生。同时也减小了带电质点的运动速度,加强了复合作用。通过快速拉长电弧,用气体或油吹动电弧或使电弧与固体介质表面接触等,都可以降低电弧的温度。(2)介质的特性电弧燃烧时所在介质的特性在很大程度上决定了电弧中去游离的强度,这些特性包括:导热系数、热容量、热游离温度、介电强度等。若这些参数值大,则去游离过程就越强,电弧就越容易熄灭
第三章 灭弧原理及主要开关电器 第一节 电弧的形成和熄灭 二、电弧间隙的去游离 3. 影响去游离的因素 (1)电弧温度 电弧是由热游离维持的,降低电弧温度就可以减弱热游离,减少新的带电质点的的产生。同时, 也减小了带电质点的运动速度,加强了复合作用。通过快速拉长电弧,用气体或油吹动电弧, 或使电弧与固体介质表面接触等,都可以降低电弧的温度。 (2)介质的特性 电弧燃烧时所在介质的特性在很大程度上决定了电弧中去游离的强度,这些特性包括:导热系 数、热容量、热游离温度、介电强度等。若这些参数值大,则去游离过程就越强,电弧就越容 易熄灭
第三章灭弧原理及主要开关电器第一节电弧的形成和熄灭二、电弧间隙的去游离3.影响去游离的因素(3)气体介质的压力气体的压力越大,电弧中质点的浓度就越大,质点间的距离就越小,复合作用越强,电弧就越容易熄灭。在高度的真空中,由于发生碰撞的几率减小,抑制了碰撞游离,而扩散作用却很强因此,真空是很好的灭弧介质。(4)触头材料当触头采用熔点高、导热能力强和热容量大的耐高温金属时,可减少热电子发射和电弧中的金属蒸汽,有利于电弧熄灭。除了上述因素以外,去游离还受电场电压等因素的影响
第三章 灭弧原理及主要开关电器 第一节 电弧的形成和熄灭 二、电弧间隙的去游离 3. 影响去游离的因素 (3)气体介质的压力 气体的压力越大,电弧中质点的浓度就越大,质点间的距离就越小,复合作用越强,电弧就越 容易熄灭。在高度的真空中,由于发生碰撞的几率减小,抑制了碰撞游离,而扩散作用却很强。 因此,真空是很好的灭弧介质。 (4)触头材料 当触头采用熔点高、导热能力强和热容量大的耐高温金属时,可减少热电子发射和电弧中的金 属蒸汽,有利于电弧熄灭。 除了上述因素以外,去游离还受电场电压等因素的影响
第三章灭弧原理及主要开关电器第一节电弧的形成和熄灭三、电弧的特性及灭弧的基本原理A燃弧电压1.交流电弧的特性熄弧电压B(1)过零值自然熄灭随着正弦交流电流的周期性变化,交流电弧电流也将随之每半周过零一次。在电弧电流自然过零时,电弧向弧隙输送能量减O少,电弧温度和热游离下降,电弧将自动熄灭。(2)动态伏安特性Uarc电弧上的电压是弧电流与电弧电阻的乘积,而电弧介质的电阻大小是由介质中弧电流消耗的热能所致的游离程度决定,显然介质电阻不仅与弧电流的平方成比例,而且受热惯性因素影响。电弧的温度跟不上电流的变化,存在一个滞后过程
第三章 灭弧原理及主要开关电器 第一节 电弧的形成和熄灭 三、电弧的特性及灭弧的基本原理 1. 交流电弧的特性 (1)过零值自然熄灭 O t A B i uarc 燃弧电压 熄弧电压 随着正弦交流电流的周期性变化,交流电弧电流也将随之每半 周过零一次。在电弧电流自然过零时,电弧向弧隙输送能量减 少,电弧温度和热游离下降,电弧将自动熄灭。 (2)动态伏安特性 电弧上的电压是弧电流与电弧电阻的乘积,而电弧介质的电阻 大小是由介质中弧电流消耗的热能所致的游离程度决定,显然 介质电阻不仅与弧电流的平方成比例,而且受热惯性因素影响。 电弧的温度跟不上电流的变化,存在一个滞后过程
第三章灭弧原理及主要开关电器udSF6第一节电弧的形成和熄灭真空三、电弧的特性及灭弧的基本原理2.灭弧的基本原理如果在电流过零电弧自然熄灭时,采取有效措施加强弧隙的冷却油使弧隙介质的绝缘能力达到不会被弧隙外加电压击穿的程度,则在下半周电弧就不会重燃而最终熄灭。空气弧隙介质强度的恢复过程弧隙电压的恢复过程(1)弧隙介质强度的恢复过程0t含义:弧隙的绝缘能力或称介质强度(以弧隙能耐受的电压表示)要恢复到正常状态的过程。以能耐受的电压u(t)表示。影响因素:主要是断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质。X电流过零后,弧隙的电极极性发生改变,弧隙中的电子立即向新阳极运动而正离子则基本未动,从而形成了150V~250V左右的初始介质强度
第三章 灭弧原理及主要开关电器 第一节 电弧的形成和熄灭 三、电弧的特性及灭弧的基本原理 2. 灭弧的基本原理 如果在电流过零电弧自然熄灭时,采取有效措施加强弧隙的冷却, 使弧隙介质的绝缘能力达到不会被弧隙外加电压击穿的程度,则在 下半周电弧就不会重燃而最终熄灭。 弧隙介质强度的恢复过程 弧隙电压的恢复过程 (1)弧隙介质强度的恢复过程 含义:弧隙的绝缘能力或称介质强度(以弧隙能耐受的电压表示) 要恢复到正常状态的过程。以能耐受的电压ud (t)表示。 影响因素:主要是断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质。 ud 0 t 油 空气 SF6 真空 电流过零后,弧隙的电极极性发生改变,弧隙中的电子立即向新阳极运动, 而正离子则基本未动,从而形成了150V~250V左右的初始介质强度
第三章灭弧原理及主要开关电器Ur第一节电弧的形成和熄灭uti三、电弧的特性及灭弧的基本原理2.灭弧的基本原理usr(2)弧隙电压的恢复过程含义:弧隙电压由熄弧电压逐渐恢复到电源电压的过程,以u(t)表示。对不同的线路参数,弧隙电压恢复过程可能是周期性的变化过0程或非周期性的变化过程。t影响因素:线路参数、负荷性质等。瞬态恢复电压utr工频恢复电压usr
第三章 灭弧原理及主要开关电器 第一节 电弧的形成和熄灭 三、电弧的特性及灭弧的基本原理 2. 灭弧的基本原理 (2)弧隙电压的恢复过程 含义:弧隙电压由熄弧电压逐渐恢复到电源电压的过程,以ur (t)表 示。对不同的线路参数,弧隙电压恢复过程可能是周期性的变化过 程或非周期性的变化过程。 影响因素:线路参数、负荷性质等。 ur 0 t usr utr utr usr 瞬态恢复电压 工频恢复电压