可以根据这些物理因素的变化影响情况,找出一些切实可行的方法,减小游离, 增加消游离,使触头断开电路时产生的电弧尽快地熄灭。 第二节直流电弧及其熄灭 一、直流电弧的伏安特性 电弧的伏安特性说明电弧电压与电流的关系,是电弧重要特性之一。它实质 上是反映电弧内的物理过程。直流电弧是指产生电弧的电路电源为直流。直流电 弧的伏安特性可用实验方法求得 如图13—2中电路图所示,在两极中有一稳定燃烧的电弧。我们若是通过调 节可变电阻R的值非常缓慢地调节回路电流→0,在这个过程中分别测量 电弧电流Ⅰ和电弧电压U,可绘出其伏安特性,如图13-2中曲线1。此伏 安特性称为直流电弧的静伏安特性(简称静特性)。静特性是指在电弧稳定燃烧 0条件下,电弧不受热惯性影响时,电弧电流与电弧压降的关系。从静特 性曲线1中可以得出,当电弧电流lm上升时,电弧电压UD下降,这是和一般 金属导体不同的。其原因是因为随着电流的增大,电弧内的游离作用加强,离子 浓度增加,导电性越好,其对外所显示的电阻值愈小。 UpH Un2 图13-2直流电弧及其伏安特性 若调节。变电阻R来调节回路电流,让回路电流以一定速度增加>0或 减少(0,则可得曲线3和2。这时所得的伏安特性称直流电弧的动伏安特性 d
可以根据这些物理因素的变化影响情况，找出一些切实可行的方法，减小游离， 增加消游离，使触头断开电路时产生的电弧尽快地熄灭。 第二节 直流电弧及其熄灭 一、直流电弧的伏安特性 电弧的伏安特性说明电弧电压与电流的关系，是电弧重要特性之一。它实质 上是反映电弧内的物理过程。直流电弧是指产生电弧的电路电源为直流。直流电 弧的伏安特性可用实验方法求得。 如图 13—2 中电路图所示，在两极中有一稳定燃烧的电弧。我们若是通过调 节可变电阻 R 的值非常缓慢地调节回路电流 → 0 t i d d ，在这个过程中分别测量 电弧电流 DH I 和电弧电压 UDH ，可绘出其伏安特性，如图 13—2 中曲线 1。此伏 安特性称为直流电弧的静伏安特性（简称静特性）。静特性是指在电弧稳定燃烧 = 0 t i d d 条件下，电弧不受热惯性影响时，电弧电流与电弧压降的关系。从静特 性曲线 1 中可以得出，当电弧电流 DH I 上升时，电弧电压 U DH 下降，这是和一般 金属导体不同的。其原因是因为随着电流的增大，电弧内的游离作用加强，离子 浓度增加，导电性越好，其对外所显示的电阻值愈小。 图 13—2 直流电弧及其伏安特性 若调节。变电阻 R 来调节回路电流，让回路电流以一定速度增加 0 t i d d 或 减少 0 t i d d ，则可得曲线 3 和 2。这时所得的伏安特性称直流电弧的动伏安特性
(简称动特性)。动特性是指在电弧不稳定燃烧条件下,电弧电流变化快,其热 惯性对电弧有影响时,电弧电流与电弧压降的关系。根据电流变化速度不一样 动特性曲线有许多条。从图13-2中可得出,伏安特性曲线1、2、3并不重合, 而且是电流增加过程的伏安特性3位于静伏安特性1之上方,电流减小过程的伏 安特性2位于静伏安特性1的下方。其原因是因为当回路电流以一定速度变化时, 电弧内部有保持原来热状态(游离和消游离状态)的热惯性作用,致使电弧内部 状态的变化总是滞后于回路电流的变化。当回路电流变化速度愈高时,这种热惯 性作用就愈明显。电弧的电阻也就不同于相应点应有的电阻值,电弧的压降同样 就和相应点的压降不同。 在图13-2中,静特性曲线1与纵轴交点的电压值称为燃弧电压,用Uf表 示。所谓燃弧电压,就是产生电弧所必须的最低电压,电压低于此值,就不足以 点燃电弧。伏安特性曲线2与电压轴交点的电压值称为熄弧电压,用U;表示 所谓熄弧电压,就是指熄灭电弧的最高电压,电压高于此值,电弧将不能熄灭。 熄弧电压总是小于燃弧电压的,其原因是燃弧前弧隙中介质强度高,即游离程度 小,要形成电弧就必须具有较高的电压。燃弧电压应比维持电弧所需的最低电压 要髙。电弧在燃烧过程中游离程度髙,介质强度低,维持其燃烧的最低电压就低, 而熄弧电压应比这个电压还要低,所以熄弧电压U总是小于燃弧电压Ur 电弧的静伏安特性与弧长有关。在其他条件相同时,弧长L愈长,静伏安特 性愈向上移,如图13-2中曲线4所示。其原因如下:在同一电流情况下,电弧 单位长度的电阻值不变,电弧拉长后的总电阻增加,因而电弧的电压就增大了 由于静伏安特性向上平移,燃弧电压和熄弧电压也都要増加。从这个角度来说, 拉长电弧,可以加速电弧的熄灭。 直流电弧的熄灭 设有如图13-3(a)所示典型的直流电弧电路上为电源电势上和R分别为 电路中和电弧串联的电感和电阻。根据克希荷夫第二定律,可写出电压平衡方程 式 E=Vu +ir+L (13-1) d
（简称动特性）。动特性是指在电弧不稳定燃烧条件下，电弧电流变化快，其热 惯性对电弧有影响时，电弧电流与电弧压降的关系。根据电流变化速度不一样， 动特性曲线有许多条。从图 13—2 中可得出，伏安特性曲线 1、2、3 并不重合， 而且是电流增加过程的伏安特性 3 位于静伏安特性 1 之上方，电流减小过程的伏 安特性 2 位于静伏安特性1 的下方。其原因是因为当回路电流以一定速度变化时， 电弧内部有保持原来热状态（游离和消游离状态）的热惯性作用，致使电弧内部 状态的变化总是滞后于回路电流的变化。当回路电流变化速度愈高时，这种热惯 性作用就愈明显。电弧的电阻也就不同于相应点应有的电阻值，电弧的压降同样 就和相应点的压降不同。 在图 13—2 中，静特性曲线 1 与纵轴交点的电压值称为燃弧电压，用 Uf 表 示。所谓燃弧电压，就是产生电弧所必须的最低电压，电压低于此值，就不足以 点燃电弧。伏安特性曲线 2 与电压轴交点的电压值称为熄弧电压，用 U；表示。 所谓熄弧电压，就是指熄灭电弧的最高电压，电压高于此值，电弧将不能熄灭。 熄弧电压总是小于燃弧电压的，其原因是燃弧前弧隙中介质强度高，即游离程度 小，要形成电弧就必须具有较高的电压。燃弧电压应比维持电弧所需的最低电压 要高。电弧在燃烧过程中游离程度高，介质强度低，维持其燃烧的最低电压就低， 而熄弧电压应比这个电压还要低，所以熄弧电压 U 总是小于燃弧电压 Ur。 电弧的静伏安特性与弧长有关。在其他条件相同时，弧长 L 愈长，静伏安特 性愈向上移，如图 13—2 中曲线 4 所示。其原因如下：在同一电流情况下，电弧 单位长度的电阻值不变，电弧拉长后的总电阻增加，因而电弧的电压就增大了。 由于静伏安特性向上平移，燃弧电压和熄弧电压也都要增加。从这个角度来说， 拉长电弧，可以加速电弧的熄灭。 二、直流电弧的熄灭 设有如图 13—3（a）所示典型的直流电弧电路上为电源电势上和 R 分别为 电路中和电弧串联的电感和电阻。根据克希荷夫第二定律，可写出电压平衡方程 式 t i DH d d E =V + iR + L (13—1)
图13—3开断电感电路的直流电弧及其熄灭 (a)直流电弧:(b)直流电弧的熄灭 由于电弧的电阻呈非线性的特点,以采用图解法为便。将式(13-1)中各 项的伏安特性表示在同一坐标系中,以便分析其相互间的关系。如图13-3(b) 所示,曲线2为电弧的静伏安特性,直线1为E一iR。从图中可以得出;直线 与曲线二相交于AJ两点,其对应的电流值为i4与ig 个直流由电弧能够稳守燃烧的条件是有稳定燃烧点,即=0。那么,要 想使直流电弧熄灭,就应该做到消除稳定燃烧点,且(。从图形来看就应该 是曲线2即与直线1没有交点且曲线2位于直线1的上方。要想达到这个目的, 图形上的变化可有很多种,但结合实际来考虑,将曲线2向上平移至3的作法 最为可行。从其代表的物理意义上来讲,就是将电弧拉长。所以拉长电弧对熄灭 直流是最常用的方法,而且拉长的方式也有多种 还有一种方法也能使直流电弧熄灭,那就是在电弧两端并联电阻,如图13 4所示。从图形上看,由于i=b+ik,使得电弧两端的伏安特性发生了变化, 满足了直流电弧熄灭的条件,电弧将熄灭。这种方法有一定的缺陷,那就是电弧 虽熄灭了,但电路并未断开。所以要利用这种方法,还必须安装附加开关以分断 并联电阻电路。 三、断开感性电路的过电压 为了减小电弧对触头及电器的烧损,通常希望熄弧时间越短越好。但是在断 开感性电路时,若熄弧时间过短,电感中将产生很大的自感电势,也就是L的
图 13—3 开断电感电路的直流电弧及其熄灭 (a)直流电弧；(b)直流电弧的熄灭 由于电弧的电阻呈非线性的特点，以采用图解法为便。将式（13—1）中各 项的伏安特性表示在同一坐标系中，以便分析其相互间的关系。如图 13—3（b） 所示，曲线 2 为电弧的静伏安特性，直线 1 为 E—iR。从图中可以得出；直线 1 与曲线二相交于 AJ 两点，其对应的电流值为 A i 与 B i 。 一个直流由电弧能够稳守燃烧的条件是有稳定燃烧点，即 = 0 t i d d 。那么，要 想使直流电弧熄灭，就应该做到消除稳定燃烧点，且 0 t i d d 。从图形来看就应该 是曲线 2 即与直线 1 没有交点且曲线 2 位于直线 1 的上方。要想达到这个目的， 图形上的变化可有很多种，但结合实际来考虑，将曲线 2 向上平移至 3 的作法 最为可行。从其代表的物理意义上来讲，就是将电弧拉长。所以拉长电弧对熄灭 直流是最常用的方法，而且拉长的方式也有多种。 还有一种方法也能使直流电弧熄灭，那就是在电弧两端并联电阻，如图 13 —4 所示。从图形上看，由于 h Rb i = i + i ，使得电弧两端的伏安特性发生了变化， 满足了直流电弧熄灭的条件，电弧将熄灭。这种方法有一定的缺陷，那就是电弧 虽熄灭了，但电路并未断开。所以要利用这种方法，还必须安装附加开关以分断 并联电阻电路。 三、断开感性电路的过电压 为了减小电弧对触头及电器的烧损，通常希望熄弧时间越短越好。但是在断 开感性电路时，若熄弧时间过短，电感中将产生很大的自感电势，也就是 t i d d L 的