少油断路器灭弧室的灭弧过程

引用各类断路器的灭弧原理电机设备2010-10-27 15:24:38 阅读30 评论0 字号：大中小订阅本文引用自缘分的天空《各类断路器的灭弧原理》引用缘分的天空的各类断路器的灭弧原理真空断路器灭弧原理？在真空断路器分断瞬间，由于两触头间的电容存在，使触头间绝缘击穿，产生真空电弧。

由于触头形状和结构的原因，使得真空电弧柱迅速向弧柱体外的真空区域扩散。

当被分断的电流接近零时，触头间电弧的温度和压力急剧下降，使电弧不能继续维持而熄灭。

电弧熄灭后的几μs内，两触头间的真空间隙耐压水平迅速恢复。

同时，触头间也达到了一定距离，能承受很高的恢复电压。

所以，一般电流在过零后，不会发生电弧重燃而被分断。

这就是其灭弧的原理。

SF6开关的灭弧原理10kV SF6断路器灭派性能优良，不仅在于SF6气体本身，而且采用旋弧式灭弧室。

目前，国内外在10kV电压级的SF6断路器研制上，广泛采用了具有良好灭弧性能的旋弧式灭抓室，它利用短路电流来建立磁场，使电弧在电磁力的作用下高速旋转，以达到自动灭弧的作用。

其灭弧原理从图1可见：当短路开始，电信号反馈到脱扣器，使开关分闸。

在分闸的瞬间，动触头和静触头之间就产生了电弧。

动触头继续向下运动，电弧很快转移到引弧电极上。

此时，绕在圆筒电极外而串联在静触头与圆筒电极之间的磁吹线圈通过短路电流，因而产生了磁场，于是电磁力驱使电弧高速旋转，在SF6气体中，电弧的高速旋转使得其离子体不断地与新鲜的SF6气体接触，以充分发挥六氟化硫的负电性，从而迅速地熄灭电弧。

油断路器的灭弧原理当油断路器开断电路时，只要电路中的电流超过0.1A，电压超过几十伏，在断路器的动触头和静触头之间就会出现电弧，而且电流可以通过电弧继续流通，只有当触头之间分开足够的距离时，电弧熄灭后电路才断开。

1OkV少油断路器开断20KA时的电弧功率，可达一万千瓦以上，断路器触头之间产生的电弧弧柱温度可达六七千度，甚至超过1万度。

油断路器的电弧熄灭过程是，当断路器的动触头和静触头互相分离的时候产生电弧，电弧高温使其附近的绝缘油蒸发气化和发生热分解，形成灭弧能力很强的气体（主要是氢气）和压力较高的气泡，使电弧很快熄灭。

简述开关电器中常用的灭弧方法三相电路中，由于各种用电器的不同，产生的最大不平衡电流可能是额定电流的几倍，而过电流又是引起火灾的主要原因之一。

在发生过电流时，由于开关触头的作用，电流便以较小的电流I(相量和为对于每个发生过电流的回路来说，只要在灭弧罩上有足够的动触头，而静触头的作用只是防止过大的电流直接通过触头，并保证其他灭弧介质(如间隙)在允许的时间内放电，或者将已经产生的电弧熄灭即可。

常用的灭弧方法有：间隙灭弧、水灭弧和气体灭弧等三种。

(1)间隙灭弧利用空间场所使正常工作时不带电的金属材料(一般采用空气)，按电弧的走向形成一个气体间隙的灭弧方法称为间隙灭弧。

①自间隙法；②外间隙法；③自持放电法。

(2)水灭弧用水来熄灭电弧的灭弧方法叫做水灭弧。

在交流电弧的弧柱长度与弧柱截面积之比小于1.2的情况下，可以将电弧稳定地停留在空气间隙内，在长间隙的底部造成很高的气压，促使弧柱中的电子作快速运动，再从阴极表面逸出时与氧分子发生碰撞而发热。

在这种发热和发光的反复作用下，空气被电离成正离子和电子，弧柱被冷却，可防止电弧重燃。

因此，这种灭弧方法适用于短路电流的断路器以及高压电器的电弧熄灭。

对于中小容量电动机的过负荷电流或短路电流，可采用间隙水灭弧。

(3)气体灭弧在空气不足的条件下，靠气体本身的压力形成电弧的熄灭过程。

此方法可分为两种类型，即机械吹扫和电磁吹扫。

气体吹扫适用于电动机的启动和运行过程中的电弧灭弧，在断路器灭弧室或操作机构中采用压缩空气或二氧化碳进行吹扫。

电磁吹扫用于三相弧垂的控制，也可用于真空断路器和少油断路器的电弧熄灭。

实践表明，由于电弧与绝缘的直接作用而产生的热损耗是发生电弧熄灭时的主要热损耗。

所以提高电弧的热损耗速率，对防止电弧重燃是十分重要的。

下面是某些常用的灭弧装置的特点：①电弧熄灭电压高，是用于空载电动机转子灭弧时的灭弧装置。

②电弧熄灭后，能迅速恢复操作电压，防止因电弧再次引燃而引起电气火灾。

断路器灭弧原理和灭弧室一．电弧：电弧或弧光放电是一种物理现象，也是气体放电的一种形式。

开关设备在分断时，会在触头间产生电弧，此时电路中的电流继续流通，直到电弧熄灭，触头间隙成为绝缘介质后，电流才被断开。

发生在开关设备中的电弧简称为开关电弧。

所谓开关作用，就是在具有一定电位的导体电路的一部分上进行导体与绝缘体的相互迅速变化。

1．电弧的组成除正负两极外，整个电弧可以分成三个区域：阴极位降区域、弧柱和阳极位降区域。

2．电弧柱的游离过程在外界能量的作用下，使大量的电子从围绕原子核的轨道上脱离出来，并成为自由电子。

这种从气体中性粒子（原子或分子）中分离出自由电子和正离子的现象称为游离。

游离的结果就变成一个带负电荷的电子和一个带正电荷的离子。

由于自由电子不断碰撞形成游离，碰撞游离不断进行，使得介质中带电质点大量增加，呈现很高的导电，于是在在外加电压作用下，触头间介质被击穿开始导电，形成电流，同时也因发热而发光，这就产生了电弧；由于电弧弧柱温度很高可达5000～13000℃，就产生了热游离和光游离。

游离方式有碰撞游离；热游离；光游离。

影响游离的因素主要有温度；介质的游离电位——游离所需的能量；气体压力。

3、电弧的的去游离（消游离）使弧柱中的游离程度减小，直至电弧熄灭、间隙恢复成绝缘介质的过程，称为去游离（消游离）。

消游离的方式主要有：复合和扩散。

两种带异性电荷的质点互相接触而形成中心质点，称为复合（正负电荷中和）。

在电极表面发生的称表面复合，在间隙空间中发生的称空间复合，空间复合一般在离子间进行称间接空间复合。

复合最主要因素为温度，温度下降时，复合速度就迅速增快。

带电粒子从电弧间隙中散出到周围介质中去，称为扩散，扩散是双极性的，弧柱的直径对扩散影响最大，弧柱直径越小，扩散越强烈。

4、开关电弧的产生强电场发射——热电子发射——碰撞游离——热游离——形成电弧电流。

最终靠热游离维持电弧。

5、交流电弧电弧电流有过零现象，有电压恢复过程和介质强度恢复过程。

少油断路器原理、结构与操作概述一. 油断路器:是利用油作为灭弧介质的断路器。

二. 油断路器是最早出现的高压断路器（115年）。

1895年,随着电力系统电压的增高、容量的增大，开断过程中电弧长度也增大,为减小弧长、尽快熄弧，从而出现了第一台油断路器。

如：大气中开断6kV、300A电路，电弧可长达4m；同样的电路，油中开断时电弧长度可缩短到20cm。

1930年前，用油作为介质几乎是提高高压断路器灭弧能力的唯一方法。

但目前，油断路器在高压断路器的份额很少。

三. 静止状态的变压器油比空气熄弧能力强，原因有三：①电弧在油中燃烧，分解出大量H2，H2导热性比N2高，散热热量多，冷却作用强；②油气内压力增大，去游离作用增强；③扰动作用（液←→气）。

一、分类：按绝缘结构不同,有带接地金属箱型和瓷瓶支持型两类。

因前者用油量较多，习惯上称为多油断路器；而瓷瓶支持型油断路器因用油量较少，称为少油断路器。

1.多油式：油是灭弧介质、触头间绝缘介质、对地绝缘介质。

耗油、耗钢材均多，火灾危险性大，但运行经验较多，适于频繁操作，气候适应性较强，易组装电流互感器。

35kV电压等级还生产。

2.少油式：油作灭弧介质、触头在分闸位置的绝缘介质。

耗油、耗钢材均少，应用较广（尤其是中压级）；可采用积木式结构，电压等级可达330kV，开断电流达40kA。

当加装机械油时，满足开断空载长线的要求。

缺点：油较少，易于劣化，检修周期短，不适于频繁操作，也有火灾安全问题。

油断路器的型号可按下述方式识别：如：DW4-110是指序列号为4的户外110kV少油断路器。

一、少油断路器：曾是我国用量最大的断路器。

1、结构特点：触头、导电系统和灭弧系统直接装在绝缘油筒或不接地的金属油箱中。

变压器油只用来熄灭电弧和作为触头间的绝缘用，不作对地绝缘用，导电部分的对地绝缘主要靠瓷瓶、环氧玻璃布和环氧树脂等固体介质。

2、装有灭弧室，并设油气分离器（见图4-3）。

把在电弧作用下分解出的气体中所含的油进行分离和冷凝后重新送回油箱。

开关电弧的基本学问与各种灭弧方法的原理 - 断路器断路器切断通有电流的回路时，只要电源电压大于10～20V，电流大于80～100mA，在动、静触头分开瞬间，触头间隙就会消灭电弧。

此时，触头虽然已分开，但是电路中的电流还在连续流通，只有熄灭电弧，电路才真正断开。

本节介绍开关电弧的基本学问与各种灭弧方法的原理。

电弧的产生和维持是触头间隙的绝缘介质的中性质点(分子和原子)被游离的结果，游离是指中性质点转化为带电质点。

电弧的形成过程就是气态介质或液态介质高温气化后的气态介质向等离子体态的转化过程。

因此，电弧是一种游离气体的放电现象。

强电场放射是触头间隙最初产生电子的主要缘由。

在触头刚分开的瞬间，间隙很小，间隙的电场强度很大，阴极表面的电子被电场力拉出而进入触头间隙成为自由电子。

电弧的产生是碰撞游离所致。

阴极表面放射的电子和触头间隙原有的少数电子在强电场作用下，加速向阳极移动，并积累动能，当具有足够大动能的电子与介质的中性质点相碰撞时，产生正离子与新的自由电子，这种现象不断发生的结果，使触头间隙中的电子与正离子大量增加，它们定向移动形成电流，介质强度急剧下降，间隙被击穿，电流急剧增大，消灭光效应和热效应而形成电弧。

热游离维持电弧的燃烧。

电弧形成后，弧隙温度剧增，可达6000℃～在中性质点发生游离的同时，还存在着使带电质点不断削减的去游离。

去游离的主要形式是复合与集中。

复合是异性带电质点彼此的中和。

复合速率与下列因素有关：1)带电质点浓度越大，复合机率越高。

当电弧电流肯定时，弧截面越小或介质压力越大，带电质点浓度也越大，复合就强。

故断路器接受小直径的灭弧室，可以提高弧隙带电质点的浓度，增加灭弧性能；2)电弧温度越低，带电质点运动速度越慢，复合就简洁。

故加强电弧冷却，能促进复合。

在沟通电弧中，当电流接近零时，弧隙温度骤降，此时复合特殊猛烈；3)弧隙电场强度小，带电质点运动速度慢，复合的可能性就增大。

所以提高断路器的开断速度，对复合有利。

少油断路器是一种常见的高压电气设备，用于在电力系统中保护和控制电路。

其中的纵吹灭弧室则是其关键部件之一，其工作原理至关重要。

在本文中，我将深入探讨少油断路器的纵吹灭弧室的工作原理，以便读者能够更全面地理解这一关键设备的作用和工作方式。

1. 纵吹灭弧室纵吹灭弧室是少油断路器的一个重要部件，其作用是在断路器开关的过程中，用来有效地灭弧和排除高压侧的电流。

通过将高压侧的电流引到灭弧室内部，利用特定的介质和结构来实现电流的灭弧和消散。

2. 工作原理在开关过程中，当电流通过断路器时，会产生弧光和弧气。

纵吹灭弧室的工作原理主要包括下列几个步骤：（1）引入弧气：当电流达到一定程度时，断路器会自动引入弧气到纵吹灭弧室内部。

这些弧气将帮助灭弧室内的介质快速离子化，并形成导电通道。

（2）离子化介质：弧气的作用下，纵吹灭弧室内的介质会迅速离子化，形成低阻抗通道。

这将帮助电流快速流过灭弧室，减少弧光和弧气的产生。

（3）灭弧和排除电流：离子化介质的形成将有助于有效地灭除弧光和弧气，并排除高压侧的电流。

这样，断路器就能够实现快速可靠地切断电路，保护电力系统的安全运行。

3. 个人观点和理解纵吹灭弧室作为少油断路器的关键组成部分，其工作原理的了解对于保障电力系统的安全运行至关重要。

它能够快速有效地灭弧和排除电流，避免因电路故障而引发的火灾和事故，对电力系统的稳定性和可靠性起到了重要的保护作用。

重视对纵吹灭弧室工作原理的学习和理解，对于电力行业的从业者和相关专业人士来说，是非常重要和必要的。

回顾总结：通过对少油断路器的纵吹灭弧室工作原理的深度探讨，我们不仅更全面地了解了这一关键设备的作用和工作方式，同时也增加了对电力系统保护和控制的认识。

纵吹灭弧室作为断路器的核心部件，其工作原理直接关系到电力系统的安全性和可靠性。

对其工作原理的深入了解，对于从事相关行业的人员具有重要的指导意义。

以上就是对少油断路器的纵吹灭弧室工作原理的探讨和个人观点，希望本文能够对读者有所帮助，引发更多对电力系统保护装置的关注和研究。