高压断路器电弧说明.docx

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1、电弧电弧是由于电场过强，气体发生电崩溃而持续形成的等离子体，使得电流通过了通常状态下绝缘的介质（例如空气）所产生的瞬间火花现象。电弧是质量极轻的等离子体，在电动力和热气的作用下，可在空气中高速移动，距离可达数米，因此电弧故障范围广并能迅速转移扩大。在最严重时，可将一排开关柜完全烧毁，造成火烧连营的重大事故，弧根可沿导体跳动和转移，因此电弧转移就是内燃弧试验过程中经常出现的现象。经常可以看到，高压户外隔离开关在分闸时，电弧拉伸长度数十米。电弧长度，能量开关柜内部电弧故障时，根据功率计算公式，参考相关文献，以每厘米13伏电弧强度计算，可以初步计算出电弧长度如参数不P充变开关电电/女更1其C以13V

2、Cm文费）尹关电莫曼6508001000埋最大N史129119136.8试后电汽4031.531.5匚至M致111K186221812507131313电女长更143168192下面是另外一种理论，电弧电压与短路电流有关的计算公式如下:Varc=（20+534xg）xIarcO.12公式1式中VarC=电弧电压、g=两个电极的净距（单位：米）、Iarc=电弧电流（A）采用这种计算方法计算出的电弧长度即电极间距如下:参数不同克曼二关电老工长夏算（按公式1妹真）开关电更支6508001000129119136.84031.531.5111电电反186221812507Pow(I,0.12)3.56

3、65408234657502763.4657502760.941.U131可以看出电弧长度在越宽的开关柜、相对空间越大的隔室里，电弧长度越长，即使燃弧电流不大，但产生的能量非常大。电弧电压并不是开关设备的额定电压，也不是试验时加在开关柜上的电压，而是由电弧长度决定的电压，一般每毫米的电弧电压是30-50V,故而标准规定内部电弧试验并不一定按额定电压，只要电压可以维持电弧产生、持续就可以，40.5KV开关柜的内部电弧试验，完全可以在12KV或更低电压下进行。上述800mmIOOOmm宽开关柜31.5kA的内部电弧试验，电弧电压分别是2181V、2507V,即3KV即可产生维持内部电弧故障试验。因

4、此，开关柜的设计需要充分考虑限制电弧的长度，英国设计的一款开关柜相间及对地完全采用GP0-3耐电弧绝缘板完全阻隔，试验证明，隔板阻止了电弧的蔓延长度，电弧能量明显减少。电弧的熄灭空气中，尽管空气的介电强度相对较弱、较高的去电离时间常数(IOms),但大气压力下的空气还是可用于开断高达20kV的电压。灭弧必须有足够的冷却能力和在电流变零后的高恢复电压，以避免过热。主要原则是在电流大的情况下保持短电弧，以限制允许的能量，然后在电流接近零时延长电弧。采用这个原则，为开关的每个极设置一个灭弧室。位于触头周围的灭弧室由耐火栅(具有高比热容的板)划分的体积组成，电弧延伸在耐火板之间。实际上，当电流降低时，

5、受到电磁力作用的电弧会进入这些板之间，在与耐火材料接触时延长并冷却，直到其电弧电压大于系统的电弧电压，成功开断。在真空中，弧柱由来自电极的金属蒸气和电子组成，与其他开断技术相反，弧柱主要由碰撞电离的气体组成，主要以两种方式发生，即扩散电弧或集中电弧，取决于电流强度。对于大电流开断，电弧集中且单一，几个平方毫米的阴极和阳极斑点升高到极高的温度，一层薄薄的触头材料被蒸发，电弧在金属蒸气中产生。当电流降低时，这些蒸汽会聚集在电极本身或屏蔽罩上，在这种情况下，电弧电压可以达到200V。对于小于几千安培的电流值，电弧将变为漫反射形状，它由几个彼此分开的弧形组成，呈圆锥形，顶点位于阴极，电弧称为斑点，其表面积非常小(10-5cm2),电流密度非常高(105-107Acm2)o极高的局部温度(3000K)导致触头材料的蒸发产生电弧。真空的绝缘强度很高，通过快速分闸，电弧被拉长，当恢复电压大于电弧电压即熄灭电弧。