低压电器常见四种交流电弧灭弧方法
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继电器灭弧方法继电器是一种常见的电器设备,用来控制电流的开关。
在继电器工作时,由于电流的切断和闭合,会产生电弧现象。
电弧是由电流在断开和闭合过程中产生的电火花,具有高温、高能量的特点。
电弧的存在会对继电器的正常工作造成干扰和损坏,因此需要采取灭弧方法来解决这个问题。
继电器灭弧方法主要有以下几种:1. 空气灭弧法空气灭弧法是最常见的灭弧方法之一。
它利用空气在电弧中的吹断作用,将电弧切断。
在继电器的触点之间设置一定距离的间隙,当电流切断时,电弧会在间隙中产生。
由于空气的吹断作用,电弧会被迅速熄灭。
这种方法简单易行,成本低廉,但对于大电流的灭弧效果较差。
2. 惰性气体灭弧法惰性气体灭弧法利用惰性气体的特性来灭弧。
常见的惰性气体有氮气、氩气等。
在继电器的触点之间填充惰性气体,当电流切断时,电弧会在气体中产生。
惰性气体的化学性质稳定,不易与电弧产生反应,因此可以有效地灭弧。
惰性气体灭弧法适用于大电流和高压的情况,但需要专门的设备来生成和控制惰性气体。
3. 真空灭弧法真空灭弧法是利用真空环境来灭弧。
在继电器的触点之间建立真空环境,当电流切断时,电弧由于缺乏传导介质而无法维持,从而被迅速熄灭。
真空灭弧法可以有效地灭弧,同时还能避免电弧对触点材料的腐蚀和损坏。
但真空灭弧法的设备成本较高,维护和维修也比较困难。
4. 液体灭弧法液体灭弧法是利用液体的特性来灭弧。
常见的液体灭弧介质有矿油、硅油等。
在继电器的触点之间填充液体灭弧介质,当电流切断时,电弧会在液体中产生。
液体的密度和粘度可以有效地抑制和熄灭电弧,从而实现灭弧的目的。
液体灭弧法适用于中小型继电器,但对于大电流和高压的情况效果有限。
继电器灭弧方法有空气灭弧法、惰性气体灭弧法、真空灭弧法和液体灭弧法等。
不同的灭弧方法适用于不同的继电器工作环境,需要根据实际情况选择合适的方法。
灭弧方法的选择和设计对于继电器的正常工作和寿命具有重要影响,需要在工程设计中进行充分考虑。
加速开关电器灭弧措施和主要方法开篇要说,电器灭弧这事儿,听起来可能有点儿高大上,但其实它就像我们生活中的一些小细节,虽不起眼,却能让你省心不少。
想想看,家里的电器就像家里的宠物,能给你带来便利,但如果没照顾好,嘿嘿,麻烦就来了!今天我们就来聊聊那些让电器安全“生活”的灭弧措施,保证你听了不犯困。
1. 什么是电器灭弧?首先,我们得明白,什么是灭弧。
简单说,电弧就像是电流在空气中跳舞的小火花,虽说看着热闹,但其实很危险啊!一旦电流强烈到一定程度,就容易引发短路,甚至着火。
这就像你不小心把香烟丢在了干草堆上,后果可想而知。
所以,灭弧措施就是要把这场“火花派对”给结束掉,让它不再肆意妄为。
1.1 电弧的成因你可能会问,电弧到底是怎么来的?哎,简单来说,它就像是电流对空气的“挑衅”。
当电流经过开关电器时,开关接触不良、磨损、灰尘等问题就可能导致电弧的产生。
想象一下,开关就像你和朋友之间的互动,如果总是没默契,那麻烦可就大了。
1.2 电弧的危害接着,咱们再来聊聊电弧带来的危害。
电弧产生的瞬间高温,能让绝缘材料融化,甚至直接烧毁设备,这可不是闹着玩的。
再加上它还可能引发电击,真是“乌鸦嘴”了!这就像是你在厨房煮东西时,不小心把水煮干了,锅底烧焦,最终不仅锅坏了,还得重新洗锅,真心麻烦!2. 灭弧的主要方法说到灭弧的方法,咱们就得从技术层面入手了。
这就像是厨师调料,得找对方法才能做出好菜。
2.1 选择合适的材料首先,选材料是个重要环节!你想啊,好的材料就像是好食材,能为你的电器“健康”打下基础。
现在的灭弧材料种类繁多,比如采用高性能绝缘材料或者特殊的导电材料,这样就能大幅度降低电弧的产生。
就像做菜,调料选得好,味道自然好。
2.2 采用灭弧技术除了材料,技术也不能忽视。
比如,有些电器会采用快速断开技术,能在电弧形成之前就先切断电源。
这样一来,就能把火花灭得干干净净。
再者,现代开关电器还可以配备灭弧室,里面有特殊设计,能够有效吸收和消散电弧产生的热量。
电弧电弧当用开关电器断开电流时,如果电路电压不低于10—20伏,电流不小于80~100mA,电器的触头间便会产生电弧。
电弧是高温高导电率的游离气体,它不仅对触头有很大的破坏作用,而且使断开电路的时间延长。
因此,在了解开关电器的结构和工作情况之前,首先来看看其是如何产生和熄灭的。
电弧的形成是触头间中性质子(分子和原子)被游离的过程。
开关触头分离时,触头间距离很小,电场强度E很高(E = U/d)。
当电场强度超过3×10---6---V/m时,阴极表面的电子就会被电场力拉出而形成触头空间的自由电子。
这种游离方式称为:强电场发射。
从阴极表面发射出来的自由电子和触头间原有的少数电子,在电场力的作用下向阳极作加速运动,途中不断地和中性质点相碰撞。
只要电子的运动速度v足够高,电子的动能A = mv2足够大,就可能从中性质子中打出电子,形成自由电子和正离子。
这种现象称为碰撞游离。
新形成的自由电子也向阳极作加速运动,同样地会与中性质点碰撞而发生游离。
碰撞游离连续进行的结果是触头间充满了电子和正离子,具有很大的电导;在外加电压下,介质被击穿而产生电弧,电路再次被导通。
触头间电弧燃烧的间隙称为弧隙。
电弧形成后,弧隙间的高温使阴极表面的电子获得足够的能量而向外发射,形成热电场发射。
同时在高温的作用下(电弧中心部分维持的温度可达10000℃以上),气体中性质点的不规则热运动速度增加。
当具有足够动能的中性质点相互碰撞时,将被游离而形成电子和正离子,这种现象称为热游离。
随着触头分开的距离增大,触头间的电场强度E逐渐减小,这时电弧的燃烧主要是依靠热游离维持的。
在开关电器的触头间,发生游离过程的同时,还发生着使带电质点减少的去游离过程。
电弧是一种空气导电的现象,在两电极之间产生强烈而持久的放电现象,称为电弧。
电弧的能量集中,温度极高,亮度很强。
例:10kv QF 断开20kv的电流,电弧功率达到一万kw以上。
电弧由阴级区、阳极区和弧柱区组成。
电器电弧及熄灭基本方法
在电力行业中,开关电器会产生电弧,因为其温度高达数千摄氏度,能烧坏触头,甚至导致触头熔焊。
如果电弧不立即熄灭,就可能烧伤操作人员,烧毁设备,甚至酿成火灾。
因此,有触头的电器应考虑其灭弧问题。
尤其是高压配电方面更要注意。
一但由于带负荷拉闸操作失误,或者是在开关箱内有异物(导电体),拉出开关箱的时候,异物瞬间接通了两极又分开,导致电弧产生,导致产生爆炸现象,炸伤、烧伤操作人员。
所以必须采取措施,迅速熄灭电弧。
哪么电弧是怎样产生的呢?在开关断开过程中,由于动触头的运动,使动、静触头间的接触面不断减小,电流密度就不断增大,接触电阻随接触面的减小就越来越大,因而触头温度升高,产生热电子发射。
当触头刚分离时,由于动、静触头间的间隙极小,出现的电场强度很高,在电场作用下金属表面电子不断从金属表面飞逸出来,成为自由电子在触头间运动,这种现象称为场致发射。
热电子发射、场致发射产生的自由电子在电场力作用下加速飞向阳极,途中不断碰撞中性质点,将中性质点中的电子又碰撞出来,这种现象称作碰撞游离。
由于碰撞游离的连锁反应,自由电子成倍地增加(正离子亦随之增加),大量的电子奔向阳极,大量的正离子向负极运动,开关触头间隙便成了电流的通道,触头间隙间介质被击穿就形成电弧。
由于电弧温度很高,在高温的作用下,处在高温下的中性质点由于高温而产生强烈不规则的热运动,在中性质点互相碰撞时,又将被游离而形成电子和离子,这种因热运动而引起的游离称为热游离。
热游离产生大量电子和离子维持触头间隙间电弧。
产生电弧主要由碰撞游离,维持电弧主要依靠热游离。
低压电器常见四种交流电弧灭弧方法
电弧的本质是触头间隙中的气体在强电场作用下的放电现象。
电弧会产生高温,并发出强光。
电弧的消失使得电路连续保持导通状态,其高温烧蚀触头金属材料,减低电器的使用寿命,严峻时会引起触头材料的熔焊,并引起电气火灾。
电工学习网我在本文介绍常见四种沟通电弧灭弧方法。
灭弧方法之一:拉长电弧
拉长电弧,降低电场强度或者将电弧分为很多短弧,使得电场强度无法维持电弧持续存在。
图1所示为沟通接触器的桥式一次触头,下部的是定触头,上部的是动触头,触头中流过的电流是I。
当触头打开后,动静触头之间消失了电弧。
我们用右手螺旋定则可以推断出磁力线方向是从外部进入纸面的;再用左手定则可推断出电流I对电弧产生的电磁力F方向向外,如图1中的F所示。
图1 桥式触头中的电弧及消散方向
电弧在力F的吹弧作用力下被拉长降温,同时还降低了电弧内部单位长度的电场强度,最终电弧被熄灭。
灭弧方法之二:利用冷却介质对电弧降温
图2所示为低压熔断器熔芯内的灭弧细沙,它利用细沙将电弧冷却降温直至熄灭。
图2 熔断器熔芯内填充细沙进行灭弧
灭弧方法之三:利用灭弧栅使得电弧降温灭弧
利用电磁力使得电弧进入到绝缘材料制作的灭弧窄缝中,让电弧强制降温,减小离子运动速度,加速等离子体中离子的复合作用。
图3所示为灭弧栅灭弧示意图。
图3 灭弧栅灭弧示意图
灭弧栅是一系列间距为2-2.5mm的钢片,它们被安放在低压开关电器的灭弧室中,彼此之间相互绝缘。
当动、静触头分开后产生了原始电弧。
由于灭弧栅片的磁阻比空气小得多,因此电弧下部磁通密度远大于电弧上部的磁通密度,这种上下不对称的磁阻将电弧拉入灭弧栅中,随即电弧被灭弧栅分成很多相互连接的短电弧段。
虽然每两片灭弧栅片可以看作是一对电极,由于灭弧栅电极之间是相互绝缘的,故其绝缘效果极强,使得这些短电弧段在受到灭弧栅的绝缘和冷却作用下强制降温熄灭。
灭弧栅不但能对电弧冷却降温,还能对电弧产生近阴极效应作用。
我们知道空气分子被电离后形成带正电的正离子和带负电的电子,正离子的质量远大于电子;我们还知道沟通电流每周期有两次过零。
当电弧进入到灭弧栅后,由于电流过零前后触头的阴极和阳极极性要发生转变,于是正负离子的运动方向也要转变。
在原先阳极四周的电子由于质量小很简单转变运动方向走向新阳极,而正离子由于质量大却不简单转变运动方向,它们几乎都停留在原先所处的位置,于是在新
阴极四周由于缺少电子而消失断流,进而
使得电弧被加速熄灭。
灭弧方法之四:将电弧密封在高压容器或者真空容器中
管状熔断器和真空断路器就实行这种方法灭弧。
由于低压电器中采纳真空灭弧较为少见,故此处忽视。
详细技术细节请读者参见技术文库的其他读物。