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电弧基本知识
在断开电路时,电路中的开关触头在分开瞬间产生电弧,电路中的电流借此电弧维持导通。这样会使触头不能断开电路,因而烧毁设备,危及人身安全。尤其是在电路发生短路故障时,如不快速切断短路电流,就会造成通信电源停电,影响整个通信设备的正常工作。
电弧实际上是一种气体游离的放电现象。
开关型电器在断开时,由于电路中电压和电流的作用,在相互分开的开关触头之间产生一种强烈的亮光,这个亮光称为电弧。经测定如果触头间的电压大于10-20V;电流大于80-100mA时,在触头间就会产生电弧。
由于电弧具有能量集中,温度高、亮度强,因此必须在开关电器中,安装灭弧装置,防止烧毁开关触头。
形成电弧的四个因素
(1)强电场发射:在开关的触头刚分开的瞬间,触头之间的距离很近,所以分开的缝隙间电场强度E (V/cm)很大。在此强电场的作用下,电子从阴极表面被拉出,以高速度奔向阳极,这种现象称强电场发射。
(2)热电发射:当触头分开的瞬间,接触电阻增大,从而使电极上出现强烈的炽热点。再加上正离子迅速移向阴极释放能量,使阴极表面温度升高,便于发射电子。使弧隙中电子数目增加,这种现象称为热电发射。
(3)碰撞游离:奔向阳极的自由电子,因具有很大的动能,在运动的过程中,如果碰到中性分子或原子,所持的一部分动能就传给原子或分子。若自由电子所持的能量足够大时,可将中性原子的外围电子撞击出来,变为自由电子,受到电场的作用而运动。并获得一定的动能。再次碰撞出新的自由电子,如此继续碰撞,在弧隙中的自由电子和离子浓度不断增加,成为游离状态,这种游离状态称为碰撞游离。
(4)热游离:热游离是维持电弧燃烧的主要原因。
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