【正文】 如右圖所示。 圖53154 利用固體介質(zhì)的狹縫狹溝滅弧 滅弧裝置的滅弧片是由石棉水泥或陶土制成的。如果所有串聯(lián)短弧陰極區(qū)的起始介質(zhì)強(qiáng)度或陰極區(qū)的電壓降的總和永遠(yuǎn)大于觸頭間的外施電壓，電弧就不再重燃而熄滅。 圖52153 短弧原理滅弧 滅弧裝置是一個(gè)金屬柵滅弧罩，利用將電弧分為多個(gè)串聯(lián)的短弧的方法來(lái)滅弧。有介質(zhì)滅弧柵的橫吹滅弧室，柵片能更充分地冷卻和吸附電弧，加強(qiáng)去游離。（2） 橫吹 橫吹時(shí)氣流或油流的方向與觸頭運(yùn)動(dòng)方向是垂直的，或者說(shuō)與電弧軸線方向垂直。（3） 產(chǎn)氣管吹弧 產(chǎn)氣管由纖維、塑料等有機(jī)固體材料制成，電弧燃燒時(shí)與管的內(nèi)壁緊密接觸，在高溫作用下，一部分管壁材料迅速分解為氫氣、二氧化碳等，這些氣體在管內(nèi)受熱膨脹，增高壓力，向管的端部形成吹弧。這些油氣體在滅弧室中積蓄能量，一旦打開吹口，即形成高壓氣流吹弧。在這種斷路器中，有用專用材料制成的滅弧室，其中充滿了絕緣油。按吹弧氣流的產(chǎn)生方法和吹弧方向的不同，吹弧可分為以下幾種。如下圖所示： 圖 51 吹弧 用新鮮而且低溫的介質(zhì)吹拂電弧時(shí)，可以將帶電質(zhì)點(diǎn)吹到弧隙以外，加強(qiáng)了擴(kuò)散，由于電弧被拉長(zhǎng)變細(xì)，使弧隙的電導(dǎo)下降。采用多斷口時(shí)，加在每一斷口上的電壓成倍減少，降低了弧隙的恢復(fù)電壓，亦有利于熄滅電弧。在熄弧時(shí)，多斷口把電弧分割成多個(gè)相串聯(lián)的小電弧段。因此，現(xiàn)代高壓開關(guān)中都采取了迅速拉長(zhǎng)電弧的措施滅弧，如采用強(qiáng)力分閘彈簧，其分閘速度已達(dá)16m/s以上。為了加強(qiáng)冷卻，抑制熱游離，增強(qiáng)去游離，在開關(guān)電器中裝設(shè)專用的滅弧裝置或使用特殊的滅弧介質(zhì)，以提高開關(guān)的滅弧能力。413 交流電弧的熄滅條件如果弧隙介質(zhì)強(qiáng)度在任何情況下都高于弧隙恢復(fù)電壓，則電弧熄滅；反之，如果弧隙恢復(fù)電壓高于弧隙介質(zhì)強(qiáng)度，弧隙就被擊穿，電弧重燃。電壓恢復(fù)過(guò)程與線路參數(shù)、負(fù)荷性質(zhì)等有關(guān)。電流過(guò)零時(shí)，弧隙電壓正處于馬鞍形的后蜂值處。當(dāng)電弧電流過(guò)零時(shí)電弧熄滅，而弧隙的介質(zhì)強(qiáng)度要恢復(fù)到正常狀態(tài)值還需一定的時(shí)間，此恢復(fù)過(guò)程稱之為弧隙介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)過(guò)程，以耐受的電壓Uj（t）表示。如果電弧過(guò)零后，電弧不發(fā)生重燃，電弧就此熄滅。如果電弧過(guò)零后，電弧不發(fā)生重燃，電弧就此熄滅。由于弧柱的受熱升溫或散熱降溫都有一定過(guò)程，跟不上快速變化的電流，所以電弧溫度的變化總滯后于電流的變化，這種現(xiàn)象稱為電弧的熱慣性。除了上述因素以外，去游離還受電場(chǎng)電壓等因素的影響。324觸頭材料 觸頭材料也影響去游離的過(guò)程。在高度的真空中，由于發(fā)生碰撞的幾率減小，抑制了碰撞游離，而擴(kuò)散作用卻很強(qiáng)。323 氣體介質(zhì)的壓力 氣體介質(zhì)的壓力對(duì)電弧去游離的影響很大。322介質(zhì)的特性 電弧燃燒時(shí)所在介質(zhì)的特性在很大程度上決定了電弧中去游離的強(qiáng)度，這些特性包括：導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量、熱游離溫度、介電強(qiáng)度等。同時(shí)，也減小了帶電質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度，加強(qiáng)了復(fù)合作用。擴(kuò)散有三種形式： （1）溫度擴(kuò)散，由于電弧和周圍介質(zhì)間存在很大溫差，使得電弧中的高溫帶電質(zhì)點(diǎn)向溫度低的周圍介質(zhì)中擴(kuò)散，減少了電弧中的帶電質(zhì)點(diǎn)； （2）濃度擴(kuò)散，這是因?yàn)殡娀『椭車橘|(zhì)存在濃度差，帶電質(zhì)點(diǎn)就從濃度高的地方向濃度低的地方擴(kuò)散，使電弧中的帶電質(zhì)點(diǎn)減少； （3）利用吹弧擴(kuò)散，在斷路器中采用高速氣體吹弧，帶走電弧中的大量帶電質(zhì)點(diǎn)，以加強(qiáng)擴(kuò)散作用。還有一種情況就是電子先被固體介質(zhì)表面吸附后，再被正離子捕獲成為中性質(zhì)點(diǎn)。由于弧柱中電子的運(yùn)動(dòng)速度很快，約為正離子的1000倍，所以電子直接與正離子復(fù)合的幾率很小。加強(qiáng)去游離過(guò)程就是實(shí)際斷路器中的滅弧裝置原理。擴(kuò)散使弧隙中的電子、離子數(shù)減少．有利于熄滅電弧、擴(kuò)散出去的離子，因冷卻而更易復(fù)合。當(dāng)兩者達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，電弧能夠穩(wěn)定燃燒。 電子的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)大于正離子，二者相遇時(shí)快速碰撞很難復(fù)合。 21 碰撞游離過(guò)程示意圖第三章 電弧的熄滅 弧隙間的電子和正離子在電場(chǎng)力的作用下，運(yùn)行方向相反。（4） 熱游離 弧柱中氣體分子在高溫作用下產(chǎn)生劇烈熱運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能很大的中性質(zhì)點(diǎn)互相碰撞時(shí)，將被游離而形成電子和正離子，這種現(xiàn)象稱為熱游離。（3）碰撞游離從陰極表面發(fā)射出的電子在電場(chǎng)力的作用下高速向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不斷地與中性質(zhì)點(diǎn)（原子或分子）發(fā)生碰撞。第二章 電弧的形成（1）熱電子發(fā)射 當(dāng)斷路器的動(dòng)、靜觸頭分離時(shí)，觸頭間的接觸壓力及接觸面積逐漸縮小，接觸電阻增大，使接觸部位劇烈發(fā)熱，導(dǎo)致陰極表面溫度急劇升高而發(fā)射電子 ，形成熱電子發(fā)射。對(duì)充油電氣設(shè)備還可能引起著火、爆炸等危險(xiǎn)。 （1）電弧的存在延長(zhǎng)了開關(guān)電器開斷故障電路的時(shí)間，加重了電力系統(tǒng)短路故障的危害。 （4）電弧是一束游離的氣體，質(zhì)量極輕，極易變形。（例：10kvQF斷開20kv的電流，電弧功率達(dá)到一萬(wàn)kw以上） （3）電弧是一種自持放電現(xiàn)象，維持電弧燃燒的電壓很低?；≈車鷾囟容^低，亮度明顯減弱的部分叫弧焰，電流幾乎都從弧柱內(nèi)部流過(guò)。包括陰極區(qū)、陽(yáng)極區(qū)和弧柱區(qū)。電弧的實(shí)質(zhì)是一種氣體放電現(xiàn)象。故滅弧是高壓斷路器必須解決的問(wèn)題。開關(guān)觸點(diǎn)間的電壓為10~20V，電流為80~100mA斷開電路時(shí)，即可產(chǎn)生電弧。電弧是一種氣體游離放電（帶電質(zhì)點(diǎn)）現(xiàn)象。在開關(guān)電器的觸頭間，發(fā)生游離過(guò)程的同時(shí)，還發(fā)生著使帶電質(zhì)點(diǎn)減少的去游離過(guò)程。當(dāng)具有足夠動(dòng)能的中性質(zhì)點(diǎn)相互碰撞時(shí)，將游離而形成電子和正離子，這種現(xiàn)象稱為熱游離。電弧形成后，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(fā)射，形成熱電場(chǎng)發(fā)射。碰撞游離連續(xù)進(jìn)行的結(jié)果是觸頭間充滿了電子和正離子，具有很大的電導(dǎo)；在外加電壓下，