断路器熄灭交流电弧的技术方法

    为了加速断路器触头之间电弧的熄灭，根据各种断路器的结构特点及额定电压等的不同，可采用不同的灭弧措施。常采用的灭弧方法主要有以下几种：

   (1)吹弧。温度对熄弧的影响非常大，气体热游离的基本条件是需要有足够高的温度，温度越低，热游离越不易发生，而且去游离过程加快，使电弧容易熄灭。用高速流动的气体或液体介质吹弧，流速大，对流换热能力很强，能使电弧散热加剧，对弧隙的冷却作用很大，从而降低弧隙温度，加快去游离过程，使弧隙介质的绝缘强度随温度的降低而增强。吹弧还能带来新鲜的未游离的绝缘介质，起到取代原弧隙中游离或高温介质的作用。在高压断路器中，常制成各种形式的灭弧室，使气体或液体产生较高的压力，有力地吹向弧隙，使电弧迅速熄灭。吹弧的方式按照气体吹动方向的不同，分为横吹和纵吹。吹动方向与弧柱轴线垂直的为横吹，吹动方向与弧柱轴线平行的为纵吹，如图2-1所示。纵吹使电弧冷却变细最后熄灭；横吹将电弧拉长，增大散热面积，使冷却加强而熄弧，熄弧效果较好。横吹和纵吹各有其特点，不少断路器将纵吹和横吹结合使用，称为纵横混合吹，效果更佳。

    图2-1    吹弧方式

   (a)横吹；(b)纵吹

   (2)采用多断口灭弧。高压断路器常将一相触头的断点制造成两个或更多个断口串联的断口形式，称之为多断口灭弧。在开断过程中，串联的多个断口同时断开，形成多个电弧相串联的灭弧方式。多断口的电弧比单断口拉得更长，电弧被拉长的速度更快，弧隙电阻值大且增长速度快，介质强度恢复快，而且由于电压被分配到每个断口，加在每个断口的电压较低，使弧隙的恢复电压降低，因此电弧易于熄灭。采用多断口结构后，由于断口之间连接部分存在对地电容，每一个断口在开断位置的电压分配和开断过程中的恢复电压分配出现了不均匀现象。为了充分发挥每个灭弧室的作用，应使每个断口的工作条件接近相等。通常在每个断口并联一个比断口对地电容和断口间电容大得多的电容(约1000～2000pF)，称为均压电容，只要均压电容足够大，电压将均匀分配在每个断口上。

   (3)加快分闸速度。分闸速度快，可以将电弧迅速拉长，增大弧隙电阻，加大散热面积，加强去游离作用，从而快速熄灭电弧。

   (4)采用优良的灭弧介质。断路器中使用的灭弧介质的传热能力越高，介电强度及热游离温度越高，热容量越大，就越不容易产生电弧并且越容易灭弧。目前常用的介质为油、SF6气体或采用真空方式等。

   (5)采用特殊材料制作触头。特殊材料制作的触头可以减少热电子发射和电弧中的金属蒸气，从而使电弧不易产生和容易熄灭。常用的材料有铜钨合金、银钨合金或铜铬合金等。

   (6)利用耐弧材料制作的灭弧栅灭弧。触头间产生电弧后，将电弧拉人灭弧栅中，使电弧拉长、冷却，或者将电弧分成几段短弧，加强去游离作用，从而使电弧熄灭。