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直流断路器灭弧原理
2020-08-26 07:44:11
巨开电气
直流断路器的燃弧及熄弧过程与交流断路器是不同的。交流断路器分断时产生的交流电弧每秒钟有2f（f为电网频率）次经过零点。通过近极效应，使电弧熄灭。交流断路器只要解决电弧重燃问题，即解决由导电状态恢复到介质绝缘状态的介质强度恢复过程。
直流断路器的触头时产生的直流电弧恒定不变，电流愈大，时间常数愈大，电弧就遇难熄灭。
直流断路器的触头接通和长期承载电流的性能与一般交流断路器相似，无特殊要求。但直流断路器与交流断路器分断电流的差异较大，直流断路器的触头分断时要熄灭直流电弧，现将直流电弧的特性和熄灭直流电弧的措施简介如下：
断路器的触头分断时，在动静触头间立即产生电弧，这不仅有碍于电路的及时分段，还会使触头烧损，此时的主要问题是触头的电烧损，这对交直流回路的情况是一样的。为了解直流断路器的切断电弧性能，首先要分析电弧的产生过程和灭弧能力。当分析时，触头刚开始分离时，其间隙很小，电场强度极大，易产生高热和强场，金属内度的自由电子从阴极表面逸出，奔向阳极。同时这自由电子在电场中撞击中性气体分子，使之激励和游离，产生正离子很电子，电子在强电场作用下继续向阳极移动时，还要撞击其他中性分子，因此，在触头间隙中就产生大量的正离子和电子的带电粒子。使气体导电型成炽热的电子流，即电弧。
真流断路器和真空断路器不一样，电弧产生后，有游离与去游离因素，游离作用是由于在弧度中产生大量的热能，主要是使气体热游离，特别是当触头表面的金属蒸汽进入弧隙后，气体热游离作用更为显著，电流越大，即电弧功率越大，弧区温度越高，电弧的游离因素就越强。去游离是因为已游离的正离子和电子在空间相遇时要复合，重新形成中性的气体分子，而高密度的高温离子电子，也要向其周围密度小和温度低的介质方面扩散。其结果弧隙内离子和自由的浓度降低，电弧电阻增大，电弧电流减少，从而消弱热游离。
要熄灭电弧，就要抑制游离因素和加强去游离因素，如将电弧拉入窄缝，增加动触头与栅片之间的距离等，缩小电弧直径，使其内部的离子浓度增大，就可以加强扩散和冷却作用，把电弧拉长，或在电弧内部设置障碍，是局部离子和电子复合，使去游离作用大于游离作用，就能将电弧熄灭。