－
就形成了电弧。
静触头 阳极区 弧柱区 阴极区 动触头
第一节
高压电器相关知识
电弧的本质：电弧的实质是一种气体放电(离子导电）现象。
1）电弧的形成： ① 热电子发射
当断路器的动、静触头分离时，触头间的接触压力及接 触面积逐渐缩小，接触电阻增大，使接触部位剧烈发热，导 致阴极表面温度急剧升高而发射电子 ，形成热电子发射。
电弧或其他较小阻抗的一种非正常连接。 （P52）
电力系统在运行中 ，如发生短路会流过非常大的电流。其 电流值远大于额定电流 ，并取决于短路点距电源的电气距离 。例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最 大瞬时值可达额定电流的10～15倍。大容量电力系统中，短 路电流可达数万安。这会对电力系统的正常运行造成严重影 响和后果。
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1、开关电器中电弧的产生与熄灭
当用开关电器开断电流时，如果电路电压不低于10—20伏， 电流不小于80～100mA，电器的触头间便会产生电弧。(P53)
◆触头的周围原本是空气或其它绝缘质，
为什么在动静触头分离瞬间会变成导电
＋
的电弧呢？ ◆原因就在于在绝缘介质中出现了大量的
自由电子。
大量自由电子由阴极到阳极的定向运动
② 强电场发射 开关电器分闸的瞬间，由于动、静触头的距离很小，触
头间的电场强度就非常大 ，使触头内部的电子在强电场作用 下被拉出来 ，就形成强电场发射。
第一节
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③ 热游离 弧柱中气体分子在高温作用下产生剧烈热运动，动能很大的
中性质点互相碰撞时，将被游离而形成电子和正离子，这种现象 称为热游离。弧柱导电就是靠热游离来维持的。
④ 碰撞游离
从阴极表面发射出的电子在电场力的作用下高速向阳极运动， 在运动过程中不断地与中性质点（原子或分子）发生碰撞。当高 速运动的电子积聚足够大的动能时，就会从中性质点中打 出一个或多个电子，使中性质点游离，这一过程称为碰撞游离。
第一节
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2）电弧的特征： ① 电弧由三部分组成。包括阴极区、阳极区和弧柱区。 ② 电弧的能量集中，温度极高，亮度很强。 ③ 电弧是一种自持放电现象。 ④ 电弧是一束游离的的气体。
的安全。
第三章 高压电器及成套配电装置
第一节 高压电器相关知识 第二节 高压断路器 第三节 隔离开关 第四节 高压负荷开关 第五节 高压熔断器 第六节 高压电容器 第七节 高压成套配电装置 第八节 高压/低压预装箱式变电站
第一节
高压电器相关知识
第一节 高压电器相关知识
一、电力系统短路基本概念 “短路”是指电力系统中相与相之间或相与地之间，通过
3）电弧的危害： ① 电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间，加重 了电力系统短路故障的危害。
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② 电弧产生的高温，将使触头表面熔化和蒸化，烧坏绝缘 材料。对充油电气设备还可能引起着火、爆炸等危险。
③ 由于电弧在电动力、热力作用下能移动，很容易造成飞弧 短路和伤人，或引起事故的扩大。
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高压电器相关知识
三相系统中发生的短路有 4 种基本类型：（P52)
三相短路，两相短路，单相对地短路和两相对地短。
其中，除三相短路时，三相回路依旧对称，因而又称 对称短路外，其余三类均属不对称短路。在中性点接 地的电力网络中，以一相对地的短路故障最多，约占 全部故障的90％。在中性点非直接接地的电力网络中 ，短路故障主要是各种相间短路。
4）电弧的熄灭： 在开关电器的触头间，发生游离过程的同时，还发生着使
带电质点减少的去游离过程。 要使电弧熄灭，就必须使去游离作用大于游离。
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交流电弧熄灭
A 燃弧电压 B 熄弧电压
随着正弦交流电流的周期性变 化，交流电弧电流也将随之每 半周过零一次。
O
t
uarc i
电弧电压、电流波形图
什么是电弧 电弧是一种气体游离的放电现象。
三部分组成：阴极区、阳极区和弧柱区 ＋
电弧的气体放电是自持放电，维持电 弧稳定燃烧的电压很低。
电弧是一束游离的气体，质量极轻，容
易变形。在气体或液体的流动作用下， －
或在电动力的作用下，电弧能迅速移动、 伸长或弯曲。
静触头 阳极区 弧柱区 阴极区 动触头
第一节
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第四章
高压电器及成套配电装置
第三章 高压电器及成套配电装置
在电力系统中，高压开关电器是最重要的电 气设备之一，其所承担的任务是：
1、在正常工作情况下可靠地接通或开断电路； 2、在改变运行方式时灵活地切换操作； 3、在系统发生故障时迅速切除故障部分，以保
证非故障部分的正常运行； 4、在设备检修时隔离带电部分以保证工作人员
在电弧电流自然过零时，电弧向 弧隙输送能量减少，电弧温度和 热游离下降，电弧将自动熄灭。
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交流电弧电流过零期间，同时存在两个对立的基本过程，一是 介质强度恢复过程，一是弧隙电压恢复过程。
交流电弧过零时自然熄灭，过零后是否重燃，取决于电源加在 弧隙上的恢复电压与弧隙介质强度的耐压能力的恢复情况。
2）短路电流通过电气设备时，在相间会产生很大的电 动力作用于导体之上，可造成设备的变形和损坏。
3）在短路处一般会有电弧产生，高温电弧可烧毁故障 设备或烧伤周围的人员，也可引起可燃物燃烧而发生 灾。
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4）短路电流通过变压器、线路等阻抗元件时，将产生 很大的电压降，还会引起发电机端电压的降低，因 此影响电力系统的正常供电。
第一节Biblioteka 高压电器相关知识各种短路故障示意图和代表符号
短路类型
三相 短路
示意图
代表符号
k(3)
两相
短路
k(2)
单相 短路
两相 接地 短路
k(1) k(1,1)
第一节
高压电器相关知识
短路电流的主要危害：（53） 1）由于在短路电流忽然增大时，其瞬间放热量很大，
大大超过线路正常工作时的发热量，不仅能使绝缘 烧毁，而且能使金属熔化。引起可燃物燃烧发生灾。
造成短路的主要原因有：
⑴ 线路老化，绝缘破坏而造成短路； ⑵ 电源过电压，造成绝缘击穿； ⑶ 小动物（如蛇、野兔、猫等）跨接在裸线上； ⑷ 人为的多种乱拉乱接造成； ⑸ 室外架空线的线路松弛，大风作用下碰撞； ⑹ 线路安装过低与各种运输物品或金属物品相碰造成短路。
第一节
高压电器相关知识
二、高压电器中的电弧