灭弧

物理学名词
在有触点电器中,触头接通和分断电流的过程往往伴随着电弧的产生及熄灭。电弧是一种气体放电现象,对电器具有一定的危害。通过对电弧现象的介绍,分析其产生和熄灭的原因,介绍电器常用的灭弧方法及装置,以解决电弧在电器中的影响。

电弧现象

电弧是气体放电的一种形式。气体放电分为自持放电与非自持放电两类,电弧属于气体自持放电中的弧光放电。试验证明,当在大气中开断或闭合电压超过10V、电流超过0.5A的电路时,在触头间隙(或称弧隙)中会产生一团温度极高、亮度极强并能导电的气体,称为电弧。由于电弧的高温及强光,它可以广泛应用于焊接、熔炼、化学合成、强光源及空间技术等方面。对于有触点电器而言,由于电弧主要产生于触头断开电路时,高温将烧损触头及绝缘,严重情况下甚至引起相间短路、电器爆炸,从而酿成火灾、危及人员及设备的安全。
若借助一定的仪器仔细观察电弧,可以发现,除两个极(触头)外,明显地分为三个区域,即近阴极区、近阳极区及弧柱区,如下图所示。
近阴极区的长度约等于电子的平均自由行程(小于10m)。在电场力的作用下正离子向阴极运动,造成此区域内聚集着大量的正离子而形成正的空间电荷层,使阴极附近形成高电场强度(约为10~10V/m)。正的空间电荷层形成阴极压降,其数值随阴极材料和气体介质的不同而有所变化,但变化不大,约在10~20V之间。