图3-10可以解释直流电弧熄灭原理和。图3-10直流电弧的熄灭条件及原理如果在直流电流上通过叠加合适的交流电流，则电路电流将出现过零点，由此便可以利用交流电弧熄灭原理来熄灭直流电弧。由于此直流电弧灭弧原理中电流过零是通过附加线路实现的，为了区别于交流电流过零，这里将这种电流过零称为强迫过零。根据被分断电路的电源电压等级的高低，工程上实际所采用直流电弧熄灭原理不尽相同。......
2023-06-30
直流电弧熄灭过程中的电压变化
【摘要】：由式和式可知，当出现截流时，电流的变化率极高，可能造成有害的过电压。由此可知，在直流电路中，如没有采取措施限制过电压，则采取过分的灭弧措施是有害的。
1.过电压
在通常情况下，电路中不可避免地存在一定的电感，当直流电弧的灭弧措施过于强烈时，可能导致电弧的燃弧时间过短，此时电弧电流从某一数值下降到0的速度过快（即电流随时间的变化率过快）。如果电路中没有释放电感储能的通道，则将会在电感元件中产生很高的自感电势，它连同电源电压一起施加于弧隙两端以及与之相连的线路和电气设备上，该合成电压可能比电源电压高出几倍甚至十几倍，故通常称之为过电压。
由式（3-18）可得开断直流电弧时施加于弧隙两端的过电压，即
在通常情况下，当电弧趋于熄灭时电流的变化率最快，因此当Ih→0时，线路中的过电压Ug最高，即
2.截流过电压
当灭弧措施过于强烈时，会造成弧隙中的消电离作用过分强烈，甚至可能导致电弧电流减小到某一数值时电弧电流被强行截断，这一现象被称为电流的截流现象。由式（3-23）和式（3-24）可知，当出现截流时，电流的变化率极高，可能造成有害的过电压。
设图3-7所示的直流电路发生了截流，根据电感电流不能跃变的特性，当发生电流截流时，流过电感L的电流不可能突然停止，于是原来流过弧隙的电流便转而流入与弧隙并联的电容C，电容C被充电；当电感L中的电流等于0 A时，电容C上的电压UC（即弧隙两端的电压）达到最大值。随后，电容C再对电路放电，即电路发生能量交换的振荡过程。由于电路中通常具有一定的电阻值，所以这种振荡是衰减的，故经过数次衰减振荡之后，施加于触头两端（弧隙）的电压最终将稳定在电源电压的数值上，如图3-7所示。
设电流被截断时的瞬时值为Io，此时弧隙两端的电压为Uo，则按能量平衡原理，截流前后储藏于电感和电容中的能量应相等，由此可得
式中：UCmax——弧隙两端并联电容C上的最高电压。
在最不利的情况下，弧隙两端的过电压峰值为
图3-7 电弧电流截流时弧隙上的电压变化情况
3.过电压的危害
如果开断直流电弧时所产生的过电压超过触头间隙介质的耐电强度，则会使触头间隙介质被击穿，导致电弧继续燃烧。另外，由于过电压的存在，可能导致电路中的电气设备及元件被击穿，从而引起破坏性事故。由此可知，在直流电路中，如没有采取措施限制过电压，则采取过分的灭弧措施是有害的。
4.限制过电压的措施
为了防止开断电感性负载时产生有害的过电压，通常可采用如图3-8所示的限制过电压的措施。
图3-8 开断电感性负载时的限制过电压措施
（a）并联二极管的泄流通路；（b）多弧隙限流开断
（1）在电感元件上并联一含有二极管的泄流通路，如图3-8（a）所示，其中Rb为限流电阻。
设弧隙K开断时电弧电流下降到0时被截断，则此时电感L中自感电势eL的方向如图3-8（a）所示，从而导致泄流二极管VD的正向导通，形成电感元件能量的释放回路。若不计二极管VD的正向压降，则回路电流I满足的电压平衡方程式为
设发生截流时刻前一瞬间（t=0-）流过电感的电流I=I0，则式（3-27）的解为
负载两端的电压为
当t=0+时，弧隙K两端过电压的最大值为
由此可见，选择适当的限流电阻数值，可以将过电压降低到合理的水平。如果泄流回路的电流不高于泄流二极管的允许正向导通电流，则可以不用电阻，即Rb=0，从而使得感性负载的反向电压的数值被限制在泄流二极管的正向导通电压（通常小于1 V）。这一限压方法常用于低压开关电器中。
（2）多弧隙限流开断。在图3-8（b）所示的限流开断方式中，开关电器包含2个并联的弧隙，其中主弧隙K1的灭弧能力较强，而辅助弧隙K2的灭弧能力相对较弱。当开断电路时，K1先分开，当弧隙K1的电弧熄灭后，电流将流经弧隙K2和并联电阻Rb；然后再分开K2，最终由弧隙K2将电弧熄灭。这样一来，一方面，由于电路中串入了较大的电阻，减小了电弧电流，从而减少了储存在电感中的能量；另一方面，由于K2的灭弧能力较弱，不会使电流下降速度过快甚至造成截断。由此便可有效地限制电路中可能出现的有害过电压。这一方法常用于高压开关电器中。
有关电器学的文章
- 详细阅读
-
直流电弧熄灭的条件探析详细阅读
由此可知，电弧熄灭的必要条件是电弧不能进入稳定燃烧状态，换句话说，电弧不能存在稳定燃烧点。首先考虑图中3处斜线阴影区域电弧电流的变化情况。在此区域内，，于是，Ih将继续减小直到电弧熄灭。综上所述，直流电弧熄灭的充分必要条件是电弧不存在稳定燃烧点。......
2023-06-30
-
常用直流电弧熄灭方法及措施优化详细阅读
3）增大弧柱的电场强度E增大弧柱的电场强度E可以提高电弧电压Uh，其结果使得直流电弧的静态伏安特性得以提高。事实上，弧柱电场强度E的大小是电弧弧柱区中电离与消电离过程的综合作用结果。如果弧柱区消电离作用增强，则有利于电弧向熄灭的方向发展，宏观上体现在电弧电导率的降低及弧柱电场强度E的增高。......
2023-06-30
-
直流电弧燃烧与熄灭机理分析详细阅读
但是在i＞i2范围内即使减小电流也并不能使电弧熄灭，它还能在i2处稳定燃烧。当电弧伏安特性曲线高于直线时，它们没有交点，电弧就不可能稳定燃烧，必然会熄灭。因此，式即为直流电弧的熄灭条件。当电弧实际长度超过熄灭所要求的临界长度时，电弧必然熄灭。......
2023-07-02
-
打浆过程中纤维的变化详细阅读
打浆过程中纤维的变化，主要可分为5个方面：细胞壁的位移和变形，初生壁和次生壁外层的破除，润胀，细纤维化和切断等。因此，在打浆过程过程中，除了要将初生壁除去之外，还要把部分或全部次生壁外层除去，以利于纤维的润胀和细纤维化。纤维在极性液体中极易发生润胀。外部细纤维化是指在打浆过程中纤维受到打浆设备的机械作用而产生纵向分裂，并分离出细纤维，而且使纤维产生起毛和两端帚化的现象。......
2023-06-23
-
交流真空电弧的熄灭原理解析详细阅读
集聚型交流真空电弧虽在电流过零时造成熄灭的有利时机，电弧熄灭，弧柱区游离质点向四周真空区域迅速扩散。2）加强横向磁吹、使集聚型交流真空电弧在工频半周的末尾重新转变为扩散型电弧，使在电流过零后不会再引起重燃而熄灭。截流现象的产生，正是由于小电流时真空电弧的不稳定性造成的。......
2023-07-02
-
如何有效熄灭交流电弧？详细阅读
交流电弧的熄灭条件是在零休期间不发生热击穿，同时在此之后弧隙介质恢复过程总是胜过电压恢复过程，即不发生电击穿。因此，除非有特殊要求，否则交流开关电器多采用灭弧强度不过强的灭弧装置，使电弧是在零休期间，而且是在电流首次自然过零时熄灭。实际上交流电弧未必均能于电流首次自然过零时熄灭，有时需经2～3个半周才熄灭。......
2023-06-30
-
换相过程中输出电压的优化详细阅读
图2.34考虑交流侧变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形由于是电感性负载，负载电流id 近似为一条直线。例如从a 相换流到b相时，a 相电流从id 逐渐减小到零。这个过程称为换流过程。换流过程所对应的时间以电角度计算，称为换相重叠角，以γ 表示。当ia 减小至零、ib 增大至Id 时，换流过程结束，VT1 关断，VT2 完全开通。使整流输出电压平均值减小。......
2023-06-23
相关推荐