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  • 1 # 使用者8542928681829

    當用開關電器斷開電流時,如果電路電壓不低於10—20伏,電流不小於80~100mA,電器的觸頭間便會產生電弧。

      因此,在瞭解開關電器的結構和工作情況之前,首先來看看其是如何產生和熄滅的。  電弧的形成是觸頭間中性質子(分子和原子)被遊離的過程。開關觸頭分離時,觸頭間距離很小,電場強度E很高(E = U/d)。當電場強度超過3×10---6---V/m時,陰極表面的電子就會被電場力拉出而形成觸頭空間的自由電子。這種遊離方式稱為:強電場發射。  從陰極表面發射出來的自由電子和觸頭間原有的少數電子,在電場力的作用下向陽極作加速運動,途中不斷地和中性質點相碰撞。只要電子的運動速度v足夠高,電子的動能A=mv^2足夠大,就可能從中性質子中打出電子,形成自由電子和正離子。這種現象稱為碰撞遊離。新形成的自由電子也向陽極作加速運動,同樣地會與中性質點碰撞而發生遊離。碰撞遊離連續進行的結果是觸頭間充滿了電子和正離子,具有很大的電導;在外加電壓下,介質被擊穿而產生電弧,電路再次被導通。  觸頭間電弧燃燒的間隙稱為弧隙。電弧形成後,弧隙間的高溫使陰極表面的電子獲得足夠的能量而向外發射,形成熱電場發射。同時在高溫的作用下(電弧中心部分維持的溫度可達10000℃以上),氣體中性質點的不規則熱運動速度增加。當具有足夠動能的中性質點相互碰撞時,將被遊離而形成電子和正離子,這種現象稱為熱遊離。  隨著觸頭分開的距離增大,觸頭間的電場強度E逐漸減小,這時電弧的燃燒主要是依靠熱遊離維持的。  在開關電器的觸頭間,發生遊離過程的同時,還發生著使帶電質點減少的去遊離過程。滅弧的主要措施: (1)增大近極電壓降。主要方法是把電弧分隔為許多串聯短弧。若利用金屬片將長弧切成若干短弧,則電弧上的電壓降將近似增大若干倍,電弧就不能維持燃燒而迅速熄滅。(2)增大弧柱電壓的順軸梯度。主要方法是加強對電弧的冷卻。具體方法有:迅速拉長電弧;讓電弧在固體介質所形成的狹溝中燃燒;利用外力吹動電弧;將粗大的電弧分成若干平行的細小電弧。上述具體方法除能達到增大電弧冷卻面積,加強熱交換,加速電弧的冷卻,實現增大弧柱電壓的順軸梯度的目的外,還因電弧冷卻了能使觸頭溫度下降,從而又可達到增大近極電壓降的目的。(3)增大電弧長度。主要方法是增大觸頭的開距;利用外力吹動(拉長)電弧。(4)改善滅弧介質,增大弧隙間的電絕緣強度。

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