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交流电弧的基本特性
发布时间 : 2018-12-06
交流电弧的基本特性
1. 伏安特性
对千交流电路,电流每周两次过零。当电弧电流过零时,电弧自然熄灭,电流反向时电弧
重燃。如图5-3 所示,图(a) 为电弧电流Zh和电弧电压Uh 与时间的变化曲线,由图(a) 可得图
(b)uh-ih 变化曲线,即交流电弧的伏安特性曲线。
我国工业用电采用频率f=50 Hz, 电流每一周期仅为0.02 s, 变化速度很快。由于弧隙
介质的热惯性作用,所以交流电弧伏安特性曲线中燃弧电压(图(b) 中A 点)高于熄弧电压(图
(b) 中B 点)。

当电弧电流过零电弧自然熄灭时,电源停止向该电弧输人电能,即片rh =O, 使弧隙介质
因高温而产生的热游离迅速减弱,故为电弧熄灭创造了有利条件。此时,设法加强去游离,使
弧隙的介质强度(承受外加电压作用而不致使被击穿的电压值) u/t) 的恢复速度,永远大于加
在弧隙上电压u(t)恢复速度弧隙就不再被击穿,电弧不能重燃并最终熄灭。
由上可知交流电弧的熄灭条件是:电流自然过零后,弧隙介质强度的恢复速度大于弧隙电
压的恢复速度,即uJt)>u(t) 。
2. 近阴极效应
电弧的另一重要特性是在阴极附近很小的区域内有较大的介质强度。对于直流电弧,
由于在阴极附近(l0-4cm 厚度内)积聚了大量的正离子,电位急剧跃变。
电位大小仅与触头和介质材料有关,而与弧长无关。例如触头为铜,介质为空气,电位降约为
8 V-9 V; 触头为碳,介质为氖,其电位降约为20V。当触头两端的外加电压小于此电压值时
则电弧熄灭。
对于交流电弧,在电流过零的瞬间,阴极附近在0.1 四-1 户的时间内,立即出现大约
150 V-250 V 的介质强度。当触头两端外加交流电压小于150 V 时,则电弧亦将熄灭。
在低压交,直流开关电器中,广泛利用近阴极效应将长弧切割成多个串联的短弧,获得了
有效的灭弧效果。