直流断路器的灭弧原理

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直流断路器的灭弧原理

航联科技 2020-09-28 349 0




直流断路器的灭弧和灭弧过程与交流断路器的灭弧和灭弧过程不同。交流断路器的断路产生的交流电弧每秒穿过零点2 F(F是电网频率)次。电弧被近极效应熄灭。只要解决了交流断路器的电弧再燃问题,就可以解决从导电态到绝缘态的介电强度恢复过程,此处不再赘述。


直流断路器触点产生的直流电弧是恒定的。电流越大,时间常数越大,电弧将熄灭。


直流断路器的接点连接性能和长期载流量与普通交流断路器相似,无特殊要求。但是,直流断路器的分断电流与交流断路器的分断电流之间存在很大差异。直流断路器的触点断开时,必须熄灭直流电弧。介绍了直流电弧的特点和熄灭直流电弧的措施:


当断路器的触头断开时,动触头和静触头之间会立即产生电弧,这不仅会阻碍电路的及时分段,还会导致触头燃烧。这时,主要问题是触点的电烧损,与交流和直流电路相同。为了了解直流断路器的灭弧性能,首先应分析电弧的产生过程和灭弧能力。当触点开始分离时,间隙很小,电场很强。容易产生高温和强磁场。金属中的电子从负极表面逸出并冲向正极。同时,电子撞击电场中的中性气体分子,使中性气体分子激发并解离,产生正离子和非常电子。当电子在强电场下继续向阳极移动时,它们还将撞击其他中性分子。因此,在接触间隙中将产生大量带正电的离子和电子粒子。使气体传导成电子热流,即电弧。


真电流断路器与真空断路器不同。生成电弧后,存在解离和解离因子。离解作用是在电弧中产生大量的热能,这主要是使气体发生热离解。特别是当接触表面上的金属蒸气进入电弧间隙时,气体的热解离作用更加显着。电流越大,即电弧功率越大,电弧温度越高,无电弧电弧的因数越大。离解是由于正离子和电子在空间中相遇而形成中性气体分子时重新结合,高密度高温离子电子也以低密度和低温扩散到周围介质中。结果,电弧间隙中离子和离子的浓度降低,电弧电阻增加,电弧电流减小,这削弱了热解离。


为了熄灭电弧,必须限制自由因素并加强解离因素,例如将电弧拉入狭窄的槽口,增加动触头与栅格之间的距离,减小电弧直径并增加电弧的产生。离子在电弧中的浓度,可以增强扩散和冷却效果,延长电弧,或在电弧中设置障碍,这是离子和电子的局部复合,因此解离作用大于游动电弧可以熄灭。






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