開關(guān)電器中電弧是如何產(chǎn)生的?

　　電孤是一種氣體放電現(xiàn)象，它有兩個(gè)特點(diǎn)：一是電弧中有大量的電子、離子，因而是導(dǎo)電的，電孤不熄滅電路繼續(xù)導(dǎo)通，要電弧熄滅后電路才正式斷開;二是電弧的溫度很高，弧心溫度達(dá)4000～5000攝氏度以上，高溫電弧會(huì)燒壞設(shè)備造成嚴(yán)重事故，所以必須采取措施，迅速熄滅電弧。 

　　電弧產(chǎn)生和熄滅的物理過(guò)程簡(jiǎn)述如下：在開關(guān)斷開過(guò)程中，由于動(dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)，使動(dòng)、靜觸頭間的接觸面不斷減小，電流密度就不斷增大，接觸電阻隨接觸面的減小就越來(lái)越大，因而觸頭溫度升高，產(chǎn)生熱電子發(fā)射。當(dāng)觸頭剛分離時(shí)，由于動(dòng)、靜觸頭間的間隙極小，出現(xiàn)的電場(chǎng)強(qiáng)度很高，在電場(chǎng)作用下金屬表面電子不斷從金屬表面飛逸出來(lái)，成為自由電子在觸頭間運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為場(chǎng)致發(fā)射。熱電子發(fā)射、場(chǎng)致發(fā)射產(chǎn)生的自由電子在電場(chǎng)力作用下加速飛向陽(yáng)極，途中不斷碰撞中性質(zhì)點(diǎn)，將中性質(zhì)點(diǎn)中的電子又碰撞出來(lái)，這種現(xiàn)象稱作碰撞游離。由于碰撞游離的連鎖反應(yīng)，自由電子成倍地增加(正離子亦隨之增加)，大量的電子奔向陽(yáng)極，大量的正離子向負(fù)極運(yùn)動(dòng)，開關(guān)觸頭間隙便成了電流的通道，觸頭間隙間介質(zhì)被擊穿就形成電弧。

　　由于電弧溫度很高，在高溫的作用下，處在高溫下的中性質(zhì)點(diǎn)由于高溫而產(chǎn)生強(qiáng)烈不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，在中性質(zhì)點(diǎn)互相碰撞時(shí)，又將被游離而形成電子和離子，這種因熱運(yùn)動(dòng)而引起的游離稱為熱游離。熱游離產(chǎn)生大量電子和離子維持觸頭間隙間電弧。產(chǎn)生電弧主要由碰撞游離，維持電弧主要依靠熱游離。

　　開關(guān)電器中電弧熄滅常用哪些方法?

　　開關(guān)電器中電弧熄滅常用的方法如下： 

　　(1)利用氣體或油熄滅電弧。在開關(guān)電器中利用各種形式的滅弧室使氣體或油產(chǎn)生巨大的壓力并有力地吹向弧隙，電弧在氣流或油流中被強(qiáng)烈地冷卻和去游離，并且其中的游離物質(zhì)被未游離物質(zhì)所代替，電弧便迅速熄滅。氣體或油吹動(dòng)的方式有縱吹和橫吹兩種，縱吹使電弧冷卻變細(xì)，然后熄滅;橫吹是把電弧拉長(zhǎng)切斷而熄滅。不少斷路器采用縱橫混合吹弧方式，以取得更好滅弧效果。

　　(2)采用多斷口。高壓斷路器常制成每相有兩個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的斷口，使加于每個(gè)斷口的電壓降低，電弧易于熄滅。

　　(3)斷路器斷口加裝并聯(lián)電阻。在高壓大容量斷路器中，廣泛利用弧隙并聯(lián)電阻來(lái)改善它們的工作條件。斷路器每相假如有兩對(duì)觸頭，一對(duì)為主觸頭，另一對(duì)為輔助觸頭，電阻并聯(lián)在主觸頭上。當(dāng)斷路器在合閘位置時(shí)，主、輔觸頭都閉合。當(dāng)斷開電路時(shí)，主觸頭先斷開，這時(shí)并聯(lián)在主觸頭斷口上的電阻在主觸頭斷開過(guò)程中起分流作用，有利于主觸頭斷口滅弧。主觸頭的電弧熄滅后，并聯(lián)電阻串聯(lián)在電路中，有效地降低觸頭上的恢復(fù)電壓數(shù)值及電壓恢復(fù)速度。另外，并聯(lián)電阻對(duì)切斷小電感電流或電容電流時(shí)，可限制過(guò)電壓產(chǎn)生。 

　　(4)采用新介質(zhì)。利用滅弧性能優(yōu)越的新介質(zhì)，例如SF6(六氟化硫)斷路器和真空斷路器等。

　　(5)利用金屬滅弧柵熄滅電弧。用鐵磁物質(zhì)制成金屬滅弧柵，當(dāng)電弧發(fā)生后，立刻把電弧吸引到柵片內(nèi)，將長(zhǎng)弧分割成一串短弧，當(dāng)電弧過(guò)零時(shí)，每個(gè)短弧的附近會(huì)出現(xiàn)150～250伏的介質(zhì)強(qiáng)度，如果作用于觸頭間的電壓小于各個(gè)介質(zhì)強(qiáng)度的總和時(shí)，電弧就立即熄滅。這種滅弧方法在低壓開關(guān)中用得很多。