为什么真空和高压气体均有利于熄灭电弧

为什么真空和高压气体均有利于熄灭电弧

电弧的形成是触头间中性质子(分子和原子)被游离的过程。当用开关电器断开电流时，如果电路电压不低于10—20伏，电流不小于80~100mA，电器的触头间便会产生电弧。

熄灭电弧的方法
① 拉灭弧法
在开关触头断开时，加速触头分离，将电弧迅速拉长，从而降低了开关触头之间的电场强度，或者说电弧不足以维持电弧的燃烧，而使电弧熄灭。
a.用气体吹动灭弧
利用任何一种较冷的绝缘介质的气流来纵吹电弧（气流方向与弧柱平行）或横吹电弧（气流方向与弧柱垂直），使电弧迅速扩散，加强冷却，从而达到灭弧的目的。
b.采用多断口灭弧
在高压断路器中，常制成每相有两个或更多个串联断口，可将电弧分割成多个小电弧段。其作用是：在相等的触头行程下，多断口比单断口的电弧拉长速度快，从而弧隙电阻迅速增加，增大了介质强度的恢复速度；同时，加在每个断口的电压减小，使弧隙的电压恢复速度降低，因而灭弧性能良好。
c.利用真空灭弧
真空具有较高的绝缘强度，将开关触头置于真空容器中，当电流过零时即能熄灭电弧。为防止产生过电压，应当不使触头分开时电流突变为零。宜在触头间产生少量金属蒸汽，形成电弧通道。当交流电流自然下降过零前后，这些金属蒸汽便在真空中迅速飞散而熄灭电弧。
d.将电弧分为多个串联的短弧
交流电弧，在电流过零的瞬间，新阴极附近在0.1~1us的时间内，立即出现大约150~250V的介质强度，称为新阴极效应。当触头两端外加交流电压小于150V时，则电弧将熄灭。将长弧切成几个短弧串联就是利用新阴极效应灭弧。一般是采用绝缘板夹着许多金属栅片组成灭弧栅，罩住开关触头的全行程。当开关触头分离时，长电弧在电动力和磁场力的作用下迅速移入灭弧栅，长电弧被灭弧片切割成一连串的短电弧，在电弧电流过零，电弧熄灭时，每两栅片间均立即出现150~250伏的介质强度，设有n个栅片，则灭弧栅片总的介质强度为n（150~250）V，若作用于触头间的电压小于该值时，不能维持电弧燃烧，电弧必然熄灭。也就是说，当所有栅片间的介质强度总和大于动、静头向外加电压，电弧就不再重燃。
e.利用有机固体介质的狭缝灭弧
狭缝灭弧装置，灭弧栅片电陶土或有机固体材料制成。当触头间产生电弧后，在磁吹线圈产生的磁场作用下，以电弧产生电动力，将电弧拉长进入灭弧栅片的狭缝中，电弧与栅片紧密接触，冷却电弧，加强去游离。同时有机固体介质在高温作用下分解而产生气体，压力增大，使电弧强烈冷却，最终熄灭
② 冷却灭弧法
降低电弧的温度，使离子运动速度减慢，这样不但使热游离作用减弱，同时离子的复合作用也增强，有利于电弧的熄灭。温度愈低，复合作用就愈强烈，电弧愈易熄灭。