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交流真空电弧的熄灭原理解析

【摘要】: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。

1.交流真空电弧的熄灭

扩散型交流真空电弧在电流过零后,电极不会再产生新的阴极斑点,间隙的介质强度恢复也十分迅速,因此,若此时触头间距已有足够大,就不会发生重燃现象,一般在电流过零后就可最终熄灭。

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。但是由于阴极和阳极表面都有面积较大、且有一定深度的熔区,这些熔区的冷却需要毫秒级的时间。在这段时间内,电极的熔区仍向弧隙提供大量金属蒸气,在恢复电压的上升过程中,充满金属蒸气的弧隙不可避免要发生击穿而使电弧重燃。集聚型交流真空电弧难于熄灭,不能用它来开断电流。所以用真空电弧开断较大的交流短路电流时,须采用必要的措施:

1)使集聚电流值提高,在被开断的电流范围内,始终保持扩散型电弧以使电弧容易熄灭,这通常利用纵向磁场触头来达到。

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。因为横向磁吹作用使集聚型真空电弧迅速运动,阴极斑点不断地被移向冷的电极表面,不能停留在原来的熔区上。当在后半周电流减小时,集聚型电弧就不能维持,在新的触头表面上转变成扩散型电弧。

2.开断小电流时的截流现象

在开断较小的交流电流时(尤其在几十安以下),由于真空电弧在电弧电流自然过零点以前突然熄灭,可使电流从熄弧时的某一电流值(称截流电流)被截断而强迫突降至零。截流现象会引起过电压,成为真空开关所必须考虑的问题。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。

平均截流电流值受很多因素的影响,其中主要有:①触头材料:材料的饱合蒸气压力越高,平均截流值就越低;②开断电流:随着开断电流的增大,截流电流将增大。但当开断电流增加到某一数值后,截流电流的增加就很缓慢。当开断电流足够大时,截流将不再发生。