自然灭弧
在大气中分开触头时,借机械力或电弧电流本身产生的电动力拉长电弧,使之在运动中不断与新鲜空气接触为其冷却,使电弧熄灭。
磁吹灭弧
当电弧需要较大的电动力吹入灭弧室时,就要采用专门的磁吹装置。
孔缝灭弧
弧罩与纵缝灭弧装置,常用耐弧塑料(如陶土、石英、三聚氰胺和MP-1塑料)制造的具有纵缝的灭弧室来限制弧区扩展并加速冷却以削弱热电离。
栅片灭弧
栅片灭弧装置有绝缘栅片与金属栅片两种:
绝缘栅片灭弧装置:是利用电弧自身磁场产生的电动力拉长电弧,并使电弧在与绝缘栅片紧密接触的过程中迅速冷却;
金属栅片灭弧装置:是将电弧分割为多段短弧、利用增大近极区电压降(特别是交流时的近阴极效应)来加强灭弧效果。栅片灭弧装置适用于高低压直流和交流开关电器,以低压交流开关电器用得较多。
固体产气灭弧
利用能产生气体的固体绝缘材料如钢纸、有机玻璃等兼作绝缘管和灭弧室。
电弧产生时的高温使绝缘材料迅速分解汽化,产生大量含氢及其化合物的高压气体,将电弧分成若干串联短弧,同时产生的气体使绝缘管内的压力增加,则电弧便在近阴极效应和高压气态介质共同作用下很快熄灭。
固体产气灭弧装置主要用于高、低压熔断器中。
油吹灭弧
以变压器油为介质。产生电弧后,电弧将油汽化、分解而形成油气。油气中主要成分是氢,在油中以气泡的形式包围电弧,使电弧在其中燃烧。利用氢气的高导热性和低粘度加强对弧柱的冷却作用,使电弧的热量散发。另外,由于存在着温度差,使气泡产生运动,又进一步加强了电弧的冷却。
若再要提高其灭弧效果,可在油箱中加设一定机构,使电弧定向运动,这就是油吹灭弧。
由于电弧在油中灭弧能力比大气中拉长电弧大得多,所以这种方法一般用于高压电器中,如油开关。
气吹灭弧
利用压缩空气来熄灭电弧的。开断电路时,将预先储备好的压缩空气用管道引向燃弧区猛烈吹弧。压缩空气作用于电弧,一方面带走大量热量、降低弧区温度,另一方面则吹散电离气体用新鲜高压气体补充空间。
六氟化硫(SF6)气吹灭弧
六氟化硫具有优良的电绝缘性和灭弧特性,相同条件下,其绝缘能力为空气、氮气的2.5倍以上,灭弧能力为空气的倍。所以用SF6气体吹弧时,可采用不太高的压力和吹弧速度,就能在高电压下断开相当大的电流。
此外在SF6气体中工作的触头由于不和氧气接触,不会发生氧化,接触电阻可以保持稳定。同时由于不需要采取措施去氧化层所以可以减少触头的磨损。
SF6气体灭弧已广泛用于高压断路器,同时SF6气体还广泛用于全封闭式高压组合及成套设备中作为灭弧和绝缘的介质。
真空灭弧
当真空度为5~10mm汞柱时,电子的自由行程达43m。自由电子在弧隙中作定向运动时几乎不会和气体分子或原子相碰撞,也就不会发生撞击电离或电场电离。将触头置于真空中断开时产生的电弧只能是由阴极发射电子和产生的金属蒸气形成的。当电弧电流接近零时,阴极发射的电子和金属蒸气减少,弧隙中残留的金属蒸气和等离子体向周围真空迅速扩散,弧隙可以在数微秒之内由导电状态恢复到真空间隙的绝缘水平。
无弧分断
一般有两种方法:
在交流电流自然过零时,以极快的速度使动静触头分离,使触头分断过程中电弧能量最小,致使电弧很弱或根本无法产生电弧,以达到无弧分断电路的目的。
采用电子灭弧装置。在触头的两端并联晶闸管,让晶闸管承担电路的通断,在触头断开时将其电压控制在极低的范围内,从而避免电弧的产生。
无弧分断是开关设备的发展方向,电力电子开关将成为未来输配电应用的主流。随着电网向高压大电网和低压微电网的发展,微网将更多使用无弧分断的电力电子开关。
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