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
直流电弧熄灭的条件探析
【摘要】：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。
如前所述，根据电弧的动态能量平衡方程式（3-16）可知，随着电弧的损耗功率和电弧的散热功率之间关系的变化，电弧存在3种可能的发展趋势，即燃烧更加剧烈、稳定燃烧和趋于熄灭。其中，电弧趋于更加剧烈燃烧状态是一过渡过程，因为电弧具有自动调节作用，当各种影响因素确定之后，电弧最终必然达到稳定燃烧状态。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。
根据电弧的动态能量平衡方程式（3-16），电弧稳定燃烧的条件是电弧的损耗功率与其散热功率保持动态平衡。假设电弧的散热功率不变，则电弧的损耗功率将直接关系到电弧的燃烧状态，当电弧的损耗功率保持不变时，电弧处于稳定燃烧状态。由于影响电弧损耗功率的最主要因素是电弧电流，因此，通过电弧电流随时间的变化规律确定电弧的功率损耗情况，进而可以判断电弧是否处于稳定燃烧状态，如果电弧电流保持恒定不变，则电弧便达到其给定条件下的稳定燃烧。
当开断图3-4所示的直流电路时，如果起弧条件得以满足，则当动静触头1、2分开时，在触头之间将产生电弧。由电路的电压平衡方程式，可得
由式（3-31）可知，当电源电压等于电阻电压与电弧电压之和时，电感电压为0 V，即电弧电流的变化率为0，根据式（3-16）可知，此时电弧处于稳定燃烧状态，因此，电弧稳定燃烧的必要条件是任意时刻电感电压为0 V；如果电感电压大于0 V，则电弧电流随着时间的推移将增大，这就意味着电弧的损耗功率将增高，电弧将更加剧烈地燃烧；反之，如果电感电压小于0 V，则电弧电流的变化率为负数，随着时间的推移，电弧电流将逐渐减小，电弧将熄灭。
事实上，可以利用电弧的静态伏安特性及电路的相关参数来确定电弧的稳定燃烧点，如图3-9所示。
图3-9 直流电弧的稳定燃烧点
其中，曲线AB为给定条件下电弧的静态伏安特性，水平直线ab为电源电压U，与水平直线ab成夹角的斜直线ac为直流电路的静态伏安特性，其中夹角α=arctan R。由此可知，水平直线ab至斜直线ac的高度表示电阻上的电压降，而电路静态伏安特性ac与电弧静态伏安特性曲线AB的交点处（点1和点2）的电感电压为0 V。那么，点1和点2是否都是电弧的稳定燃烧点呢？其解释如下。
首先考虑图中3处斜线阴影区域电弧电流的变化情况。
在点1的右侧和点2的左侧（Ⅱ区），直线ac位于曲线AB的上方，这表明电感电压大于0 V，即U-RIh-Uh＞0。由式（3-19）得
。所以，在这一区域内。电弧电流Ih将随时间的变化而增大。
在点1的左侧（Ⅰ区）和点2的右侧（Ⅲ区），曲线AB位于直线ac的上方，即URIh-Uh＜0。由式（3-19）得
。所以，在这两个区域内，电弧电流Ih将随时间的变化而减小。
设电弧处于点1的燃烧状态，此时电弧电流Ih=I1。若有某种原因（如弧长稍有变化）引起电弧电流Ih增大，则电路工作状态将离开点1而进入Ⅱ区。在此区域内，由于
，于是，Ih将继续增大，直到等于I2。反之，当由某种原因引起Ih减小时，则电路工作状态将离开点1而进入点Ⅰ区。在此区域内，
，于是，Ih将继续减小直到电弧熄灭。由此可知，点1并不是真正的电弧稳定燃烧点。
当电弧处于点2的燃烧状态时，若由某种原因引起电弧电流Ih增大，则电路工作状态将进入Ⅲ区，由于此区域内
，所以电弧电流又会自动返回到点2；若某种原因引起电弧电流Ih的减小，则电路工作状态将进入Ⅱ区，由于此区域内
，所以电弧电流Ih将增大，而又会自动返回到点2。由此可知，只有点2才是电弧燃烧真正的稳定燃烧点。
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。通过电弧稳定燃烧点的分析可知，要想避免电弧稳定燃烧点的存在，必须保证电弧的静态伏安特性不能与电路的静态伏安特性相交，即直流电弧的熄灭条件为
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