电火花是怎样产生的?圆弧生成的原理是什么?电弧是如何产生的?开关电器断开电路时产生电弧是正常的。电压越高,其电弧的危害越大,电弧是如何产生的?电弧放电的原理在有
电火花是怎样产生的?圆弧生成的原理是什么?电弧是如何产生的?开关电器断开电路时产生电弧是正常的。电压越高,其电弧的危害越大,电弧是如何产生的?电弧放电的原理在有触点的电器中,触点的通断电流过程往往伴随着气体放电现象,电弧对电器是有害的。
交流接触器具有灭弧功能。灭弧栅通常用于灭弧。电弧的形成是中性质子(分子和原子)在接触之间解离的过程。电弧是一种气体放电现象,是电流通过某种绝缘介质(如空气)时产生的瞬间火花。当开关电器切断电流时,如果电路电压不低于1020伏,电流不低于80 ~ 100毫安,电器的触头之间就会产生电弧。
在有触点的电器中,触点的通断电流过程往往伴随着气体放电现象,电弧对电器有害。电弧是气体放电的一种形式。气体放电分为自持放电和非自持放电,电弧属于气体自持放电中的电弧放电。实验表明,当电压超过10V、电流超过100MA的电路在大气中打开或闭合时,触头间隙(或电弧间隙)中会产生一组温度极高、亮度和导电性极强的气体,称为电弧。
对于有触点的电器,由于电弧主要是触点断路时产生的,高温会烧坏触点和绝缘,严重时甚至会造成相间短路和电气爆炸,导致火灾,危及人员和设备的安全。因此,从电器的角度研究电弧,目的是了解其基本规律,找出相应的方法,使电弧在电器中尽快熄灭。当我们用一定的仪器仔细观察电弧时,可以发现它除了两极(触点)外,明显分为三个区域,即近阴极区、近阳极区和弧柱区。
感性负载被切断的瞬间,断口两端产生一个很高的感应电压。这种感应电压在开关触头分离过程中作用于间隙,击穿空气间隙,产生电弧。直到间隙大到足以熄灭电弧。非感性负载断开的瞬间,开关触点两端也有电压,但不高于电源电压,远低于感性负载的感应电压。所以,有时会有电火花,但一般不会形成电弧。开关电器断开电路时产生电弧是正常的。电压越高,其电弧的危害越大。
Arc当开关电器切断电流时,如果电路电压不低于1020伏,电流不低于80~100mA,电器的触点之间就会产生电弧。电弧是一种高温、高导电性的游离气体,不仅损坏触头,而且延长分断电路的时间。所以,在了解开关电器的结构和工作情况之前,我们先来看看它们是如何产生和熄灭的。电弧的形成是中性质子(分子和原子)在接触之间解离的过程。
当电场强度超过3×106V/m时,阴极表面的电子会被电场力拉出来,在接触空间形成自由电子。这种解离模式被称为强电场发射。阴极表面发射出的自由电子和触点间原本很少的电子在电场力的作用下加速向阳极运动,途中不断与中性粒子碰撞。只要电子的速度v足够高,电子的动能Amv2足够大,就有可能把电子从中性粒子中敲出来,形成自由电子和正离子。
电弧的形成是中性质子(分子和原子)在触头之间解离的过程。当触点分开时,触点之间的距离很小,电场强度E很高(EU/d)。当电场强度超过3×106V/m时,阴极表面的电子将被电场力拉出来,在接触空间形成自由电子。这种解离模式称为强电场发射,从阴极表面发射。
如果电子的动能Amv^2足够大,就有可能从介子中敲出电子,形成自由电子和正离子。这种现象被称为碰撞电离。新形成的自由电子也向阳极加速,也将与中性粒子碰撞解离。连续碰撞电离的结果是触点充满电子和正离子,具有很大的导电性。在外加电压下,电介质被击穿产生电弧,电路再次接通。触头之间的间隙称为电弧间隙。在电弧形成后,
电压击穿空气时形成电弧。只要两个物体之间的电压能击穿中间的空气,就能产生电弧。一般尖锐的地方电场更强,空气更容易被击穿。金属块很难,下雨天远离尖塔,防雷击。不要靠近损坏的变压器或掉落的电线。传输电压很高,可以击穿空气,即使不接触也不安全。
放电前火花放电的两个电极之间有高电压。当两个电极靠近时,它们之间的电介质被击穿,然后发生火花放电。随着击穿过程,两电极间的电阻急剧下降,两电极间的电压也急剧下降。火花通道必须在短时间后及时熄灭,以维持火花放电的“冷极”特性(即通道能量转化的热能达不到电极深度),使通道能量作用在很小的范围内。在通道能量的作用下,电极会发生局部腐蚀。
随着击穿过程,两电极间的电阻急剧下降,两电极间的电压也急剧下降。火花通道必须在短时间(通常为107,103 s)后及时熄灭,以保持火花放电的“冷电极”特性(即通道能量转化的热能不能到达电极深度),使通道能量作用在很小的范围内,在通道能量的作用下,电极会发生局部腐蚀。