高壓真空開關(guān)電弧熄滅與重燃的原理與特點(diǎn)

1、高壓真空開關(guān)電弧熄滅與重燃的原理與特點(diǎn)高壓真空開關(guān)電弧熄滅與重燃的原理與特點(diǎn)游離是在外加電壓和電弧電流作用下，電子和離子不斷產(chǎn)生的過程， 也就是電弧的產(chǎn)生和維持的過程。 與此同時， 在弧柱中還存在著電子 和離子消失（減少）的過程，使電弧電流減少，以致使電弧熄滅，稱 為去游離。 在穩(wěn)定燃燒的電弧中，這兩個過程處于動態(tài)平衡。 如果游 離現(xiàn)象大于去游離現(xiàn)象， 電弧將繼續(xù)熾熱燃燒； 如果去游離大于游離， 電弧越來越弱， 最后熄滅。 因此使去游離大于游離就是電弧熄滅的基 本原理。一、去游離的方式主要是復(fù)合與擴(kuò)散（1）復(fù)合弧隙中帶正電或帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)， 在運(yùn)動中彼此結(jié)合形成中性質(zhì)點(diǎn)的過 程，稱為復(fù)合。電子的

2、運(yùn)動速度約為離子運(yùn)行速度的 1000 倍，因此， 電子和離子的直接復(fù)合可能性很小。 但是，電子在碰撞時先附著在中 性質(zhì)點(diǎn)上形成負(fù)離子，然后與運(yùn)動速度大致相等的正離子相互吸引、 接觸而形成中性質(zhì)點(diǎn)（中性分子） 。復(fù)合過程的快慢， 主要決定于離子運(yùn)動的速度。 使弧柱場強(qiáng)減小，降 低電弧溫度，增大氣體壓力，升高氣體密度等，均可減小離子運(yùn)動速 度，增加離子間接觸機(jī)會，加強(qiáng)復(fù)合。（2）擴(kuò)散 擴(kuò)散是弧柱中的自由電子及正離子由于熱運(yùn)動從弧柱內(nèi)逸出進(jìn)入周 圍介質(zhì)的一種現(xiàn)象。 電弧中的高溫自由電子和正離子由密集的空間向 周圍密度小、溫度低的介質(zhì)擴(kuò)散，并與介質(zhì)中帶異性電的質(zhì)點(diǎn)結(jié)合， 形成中性分子。 電弧與周圍介質(zhì)

3、溫度差以及離子濃度差愈大， 擴(kuò)散作 用愈強(qiáng)。采用冷的、 新鮮的、未游離的氣體吹動電弧，可使電弧在周圍介質(zhì)中 移動，加強(qiáng)與新鮮介質(zhì)接觸，一方面帶走電弧的熱量，另一方面增大 電弧與周圍介質(zhì)的溫差，加強(qiáng)擴(kuò)散，有利于滅弧。電弧熄滅與否， 取決于游離與去游離兩個因素作用的結(jié)果。 當(dāng)弧柱中 去游離大于游離時，電弧中離子減小，電弧電阻增加，電流減小，最 后電弧趨于熄滅。二、交流電弧的熄滅交流電流每半個周期經(jīng)過一次零值。 此時，電源停止向弧隙輸入能量， 而弧隙由于不斷散出熱量，溫度下降， 熱游離作用迅速減弱， 電弧暫 時熄滅。但是由于弧隙的溫度很高，熱游離尚在繼續(xù)，在弧隙電壓的 作用下，弧隙仍有電流通過，電源

4、仍向弧隙輸入能量，使弧隙溫度升 高，熱游離加強(qiáng)。若輸入能量大于散出能量， 即弧隙中游離過程大于去游離過程， 電弧 將重燃。 這種由于熱游離而引起電弧的重燃稱熱擊穿。 反之，如果電流過零后， 輸入能量小于散出能量，弧隙溫度將繼續(xù)下降，熱游離基 本停止，弧隙由導(dǎo)電狀態(tài)向介質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)變，電弧即熄滅電流過零時，電弧暫時熄滅，但弧隙介質(zhì)絕緣能力要恢復(fù)到正常情況需要 一定時間， 稱為介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過程。在此過程中，弧隙所承受而不致 使弧隙擊穿重燃的臨界電壓稱為介質(zhì)的擊穿電壓 uj (t)。與此同時, 弧隙電壓由熄弧電壓，經(jīng)一定時間，逐漸恢復(fù)到電源電壓，這是弧隙 電壓的恢復(fù)過程。隨著電壓的升高， 游離因素加強(qiáng)， 可能引起間隙再擊穿， 稱為電擊穿， 電弧重燃。交流電流過零后， 電弧熄滅是否會重熄， 取決于介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過程與 弧隙電壓恢復(fù)過程相互作用的結(jié)果。 只要電流過零后， 弧隙的介質(zhì)擊 穿電壓 uj 永遠(yuǎn)大于弧隙恢復(fù)電壓 uhf ，弧隙不被擊穿，電弧即熄滅。 否則，電弧將重燃