任務

1能 力 目 標of118、了解電弧的概念及特征，理解電弧的形成過程；、理解常用的八種電弧熄滅的方法、原理；、會對電氣設備中的電弧采取合理的滅弧方式。知 識 要 點、電氣設備中產生電弧的原因及形成過程；、常用的八種滅弧方式。任務

1任務描述任務分析of218任務

1一電弧產生的條件電弧產生的危害of318任務

1二產生電弧的原因不帶電的中性質點分離為電子和正離子的現象稱為游離。在開關切斷電路時，觸頭間絕緣介質的中性質點被游離，被游離的導電質點即自由電子和正離子，在電場力作用下做定向運動，形成一條導電通道，從而產生了電弧。電弧在斷開的觸頭之間燃燒，使電路仍處于接通狀態，延遲了電路的斷開，只有當電弧熄滅后電路才算被斷開。of418任務

1二發生電弧的游離方式碰撞游離熱電發射強電場發射熱游離of518在觸頭分開的過程中，動靜觸頭間的接觸壓力與接接觸電阻迅速增大,導致接觸處溫度升高，使一部分電子由于熱運動而逸出金屬表面，形成熱電子發射。開關觸頭分段瞬間，由于觸頭間距很小，期間電壓雖然僅有幾百至幾千伏，但電場強度卻很大，在電場力作用下，自由電子高速奔向陽極，便形成了強電場發射。連續不斷的碰撞游離，使觸頭間帶電質點大量增加，結果使絕緣介質變成了導體，形成弧光放電。電場強度越大，氣體壓力越小，越容易發生碰撞游離。產生更多的自由離子和正離子。觸頭隨著開距的加大，失去了強電場發射電子的條件，但由于弧隙溫度很高，使得中性粒子由于熱運動而相互碰撞，產生新帶電粒子，發生熱游離現象，從而使電弧斷續燃燒。任務

1三熄滅電弧的條件

在電弧中不斷存在著中性質點的游離過程，而且還存在著帶電質點不斷消失的去游離過程。當游離

>

去游離時，電弧加強；當游離

=

去游離時，電弧穩定燃燒；當游離

<

去游離時，電弧減弱以致熄滅；條

件1

1條

件2

條

件3

因此，要促使電弧熄滅，就必須消弱電弧的游離作用，加強其去游離作用。of618任務

1三熄滅電弧的去游離方式復合是異號帶電質點的彼此中和，復合率與下列因素有關：帶電質點濃度越大，復合幾率越高；電弧溫度越低，弧隙電場強度越小，帶電質點運動速度就越慢，復合就越容易。復合形式擴散是指帶電質點逸??弧道的現象，擴散速度受下列因素影響：弧區與周圍介質的溫差越大，擴散越強烈；弧區與周圍介質離子的濃度相差越大，擴散就越強烈。擴散形式上述方式均使電弧中的帶電粒子減少，即去游離作用增強，最后可導致電弧熄滅。of718去游離的主要形式是復合與擴散。任務

1三常用滅弧方法一切滅弧的方法，都是認為創造有助于去游離的條件，使電弧盡快熄滅。滅弧的方法主要有七種。速

拉

滅

弧

法1

迅速拉長電弧，可使電弧的電場強度驟降，從而消弱碰撞游離，

增強帶點質點的復合作用，加速電

弧的熄滅。這種滅弧方法是開關電器中普遍采用的最基本的一種滅弧法。冷

卻

滅

弧

法2

降低電弧的溫度，可消弱熱游離，增強帶電質點的復合作用，有

助于電弧的熄滅。這種滅弧方法在

開關電器中的應用也比較普遍。of818任務

1三常用滅弧方法吹

弧

滅

弧

法3吹弧原理：利用外力（如氣流、油

流或電磁力）來吹動電弧，使電弧

加速冷卻，同時拉長電弧，迅速降

低電弧中的電場強度，使帶電質點

的復合和擴散增強，從而加速電弧

的熄滅。吹弧的種類按方向分按外力性質分橫 吹縱 吹氣

吹（略）油

吹（略）電

動

吹磁 吹反向吹弧of918任務

1三常用滅弧方法吹

弧

滅

弧

法3A

：按吹弧方向分類B

：按外力性質分類橫

吹

和

縱

吹電

動

吹磁 吹反向吹弧2 橋 式 接 線（

a

）

全

橋

接

線

的

優

缺

點

WL

1

WL

21

號電源

2

號電源圖

（a

）

所

示為

全

橋接

線，其

特QF

1

QF

2點是

線路

側、變壓

器側和

母線橋上都裝有

斷路器，

故其

具

有運

行靈

活、

適

35

～110

k

V應性

強的優點

，不

論

是切換變

壓器

還QF

3是切

換線

路都可方便

地操

作，并易

發QF

4

QF

5展成

分段

單母線接線的中

間變電所

。其缺

點是

所用設備多

，投

資大

，占地T

1

T

2面積大。（a

）

全

橋

接

線of1018任務

1三常用滅弧方法狹縫（或狹溝）滅弧法4吹弧原理：這種方法是使電弧在固體介質的狹縫中運動，一方面加強了冷卻與復合作用，加強去游離；另一方面電弧被拉長，弧徑被壓小，弧電阻增大，促使電弧迅速熄滅。圖2

狹縫滅弧對電弧的作用

1

—絕緣柵片；2

—電弧；3

—觸頭Iof11183123I任務

1三常用滅弧方法長

弧

切

短

法5

圖

3

長弧切短滅弧 2 橋 式 接 線（

a

）

全

橋

接

線

的

優

缺

點

WL

1

WL

21

號電源

2

號電源圖

（a

）

所

示為

全

橋接

線，其

特QF

1

QF

2點是

線路

側、變壓

器側和

母線橋上都裝有

斷路器，

故其

具

有運

行靈

活、

適

35

～110

k

V應性

強的優點

，不

論

是切換變

壓器

還QF

3是切

換線

路都可方便

地操

作，并易

發QF

4

QF

5展成

分段

單母線接線的中

間變電所

。其缺

點是

所用設備多

，投

資大

，占地T

1

T

2面積大。（a

）

全

橋

接

線2 橋 式 接 線（b

）內橋接線的優缺點1號電源

WL1

WL2

2號電源圖（b）所示為內橋接線，其特

Q

F1Q

F2點是在母線與變壓器之間只設隔離開關，不設斷路器，因而投資與占地面 35～110

kV積比全橋少，仍保持切換線路方便的

Q

F3優點。其缺點是切換變壓器不方便。因此適用于電源進線長、線路故障可T1

T2能性大、變壓器負荷較平穩且切換次數少的變電所。（

b

）

內 橋

接

線圖3

將長電弧分成若干個短電弧1—金屬柵片；2—電弧；3—靜觸頭；4—動觸頭5 長 弧 切 短 法I313I2 φ22吹弧原理：

觸頭間的電弧在電磁力的作用下，進入與電弧垂直放置的、彼此絕緣的金屬柵片內將一個長弧分成若干個短弧。在交流電中。利用近陰極效應，即當電流過零時有短弧同時熄滅，在每一短弧的陰極附近立即??現

150

～

250V

的絕緣強度，又有各段短弧是串聯的，所以短弧的數量越多，總的絕緣強度就越高。當總絕緣強度大于外加電壓時，電弧就不再重燃。此外，金屬柵片也有冷卻電弧的作用，這種方法常用于低壓交流開關中。of1218任務

1三常用滅弧方法真

空

滅

弧

法6吹弧原理：真空具有較高的絕緣強

度，若將開關觸頭裝在真空容器內

，在此間產生的電弧較小，且很快

將電弧熄滅。真空斷路器就是利用

這個原理來熄滅電弧的。SF6 滅

弧

法7吹弧原理：

SF6

氣體具有優良的絕緣性能和滅弧性能，其絕緣強度是

空氣的3

倍，其絕緣強度的恢復速

度是空氣的

100

多倍。 of1318任務

1三常用滅弧方法除上述滅弧方法外，開關電器在設計制造時，還采取了限制電弧產生的措施。開關觸頭采用不易發射電子的金屬材料制成觸頭間采用絕緣油、六