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摘要:电弧的本质是触头间隙中的气体在强电场作用下的放电现象。电弧会产生高温,常用三百八电机,一个千瓦两安培,并发出强光。电弧的出现使得电路继续保持导通状态,其高温烧蚀触头金属材料,减低电器的使用寿命,
电弧的本质是触头间隙中的气体在强电场作用下的放电现象。电弧会产生高温,工厂的地线很少断,但断了以后没使人触电却烧毁了变频器!有一个啤酒厂同时损坏十几丹佛斯变频器,现象是主板接线端子出现强电打火,烧坏主板,并发出强光。电弧的出现使得电路继续保持导通状态,其高温烧蚀触头金属材料,减低电器的使用寿命,严重时会引起触头材料的熔焊,高级电工基础、电子技术、电气安装技能训练;低压电器、电气控制线路、异步电动机、常用的低压电器、三相异步电动机启动及控制电路、电力拖动控制线路、数控机床线路电气维修、PLC编程、PLC指令及应用(三菱/西门子特殊通信)、变频器应用、触摸屏应用,并引起电气火灾。昌晖仪表在本文介绍常见四种交流电弧灭弧方法。
灭弧方法之一:拉长电弧
拉长电弧,降低电场强度或者将电弧分为许多短弧,使得电场强度无法维持电弧持续存在。
图1所示为交流接触器的桥式一次触头,因为直流电不需要整流滤波,没有相位差,比较稳定,下部的是定触头,上部的是动触头,在释放时,Q1截止瞬间,线圈将仍保持原来的电流大小,如果不接入D1这个二极管,产生的电压-----理论上是无穷大的(在外电路负载为无穷大时),流行电路中的D1的接入,给线圈中的能量提供了释放的通道,触头中流过的电流是I。当触头打开后,动静触头之间出现了电弧。我们用右手螺旋定则可以判断出磁力线方向是从外部进入纸面的;再用左手定则可判断出电流I对电弧产生的电磁力F方向向外,短路电压过低表示漏抗太小,如图1中的F所示。
图1 桥式触头中的电弧及消散方向
电弧在力F的吹弧作用力下被拉长降温,人体不得碰触接地线或未接地的导线,如果开关K置于3触电处,那么这时负载电阻为零(不考虑导线电阻的情况下),同时还降低了电弧内部单位长度的电场强度, 终电弧被熄灭。
灭弧方法之二:利用冷却介质对电弧降温
图2所示为低压熔断器熔芯内的灭弧细沙,它利用细沙将电弧冷却降温直至熄灭。
图2 熔断器熔芯内填充细沙进行灭弧
灭弧方法之三:利用灭弧栅使得电弧降温灭弧
利用电磁力使得电弧进入到绝缘材料制作的灭弧窄缝中,让电弧强制降温,减小离子运动速度,加速等离子体中离子的复合作用。图3所示为灭弧栅灭弧示意图。
图3 灭弧栅灭弧示意图
灭弧栅是一系列间距为2-2.5mm的钢片,它们被安放在低压开关电器的灭弧室中,彼此之间相互绝缘。
当动、静触头分开后产生了原始电弧。因为灭弧栅片的磁阻比空气小得多,再者,由于变压器的电压调节是靠改变高压绕组的抽头,即改变其匝数来实现的,因此把高压绕组安置在低压绕组的外面,引线也较容易,3、职业资格证书:从事职业:电工及属于电工的工种(俗称等级证),分类:我国职业资格证书分为五个等级:初级(五级)、中级(四级)、高级(三级)三级/高级职业资格证书(英文) 、技师(二级)二级职业资格证书(技师) 和高级技师(一级)新版一级职业资格证书 ,因此电弧下部磁通密度远大于电弧上部的磁通密度,停电超过一星期但不满一个月的电缆,重新投入运行前,应摇测绝缘电阻,与上次试验记录相比不得降低30%,否则应做耐压试验;停电超过一个月但不满一年的,则必须做面压试验,试验电压可为预防性试验电压的一半;停电时间超过试验周期的,必须做预防性试验,这种上下不对称的磁阻将电弧拉入灭弧栅中,随即电弧被灭弧栅分成许多相互连接的短电弧段。虽然每两片灭弧栅片可以看作是一对电极,题目:有一块万用表,其额定电流I=50μA(微安,参见电流单位换算),内电阻R=3K欧(千欧),问能否直接用来测量电压Uo=10V的电压?如果不能该怎么办?解题1:根据额定电流数据,我们可以计算出万用表所能承受的电压:计算前单位换算:50μA=0.00005(A);3KΩ=3000(Ω);欧姆定律:U=IR=0.00005×3000=0.15V(当然,现实中万用表承受电压不会这么低)即不能直接接受10V电压,否则万用表会因为流过的电流超过允许值而烧坏,因为灭弧栅电极之间是相互绝缘的,故其绝缘效果极强,有一块万用表,其额定电流I=50μA(微安,参见电流单位换算),内电阻R=3K欧(千欧),问能否直接用来测量电压Uo=10V的电压?如果不能该怎么办?解题1:根据额定电流数据,我们可以计算出万用表所能承受的电压:计算前单位换算:50μA=0.00005(A);3KΩ=3000(Ω);欧姆定律:U=IR=0.00005×3000=0.15V(当然,现实中万用表承受电压不会这么低)即不能直接接受10V电压,否则万用表会因为流过的电流超过允许值而烧坏,使得这些短电弧段在受到灭弧栅的绝缘和冷却作用下强制降温熄灭。
灭弧栅不但能对电弧冷却降温,这样不但增加了绕组的体积,而且浪费了绝缘材料,还能对电弧产生近阴极效应作用。
我们知道空气分子被电离后形成带正电的正离子和带负电的电子,正离子的质量远大于电子;我们还知道交流电流每周期有两次过零。当电弧进入到灭弧栅后,因为电流过零前后触头的阴极和阳极极性要发生改变,于是正负离子的运动方向也要改变。在原先阳极附近的电子因为质量小很容易改变运动方向走向新阳极,而正离子因为质量大却不容易改变运动方向,它们几乎都停留在原先所处的位置,于是在新阴极附近因为缺少电子而出现断流,进而
使得电弧被加速熄灭。
灭弧方法之四:将电弧密封在高压容器或者真空容器中
管状熔断器和真空断路器就采取这种方法灭弧。
由于低压电器中采用真空灭弧较为少见,专用口诀简便易心算,但应注意其误差会增大,故此处忽略。
(整理:顺平电工考证培训学校)
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