灭弧方法与装置

11.2.2　灭弧方法与装置

触头电弧实际上是一种气体放电现象。所谓气体放电，就是气体中有大量的带电质点作定向运动。当动、静触点于通电状态下脱离接触的瞬间，动、静触点的间隙很小，电路电压几乎全部降落在触点之间，在触点间形成很高的电场强度，以致发生场致发射。发射的自由电子在电场作用下向阳极加速运动。高速运动的电子撞击气体原子时产生撞击电离。电离出的电子在向阳极运动过程中又将撞击其他原子，使其他原子电离。撞击电离的正离子则向阴极加速运动，撞在阴极上会使阴极温度逐渐升高，到达一定温度时，会发生热电子发射。热发射的电子又参与撞击电离。这样，在触头间隙中形成了炽热的电子流即电弧。显然，电压越高，电流越大，电弧功率也越大；弧区温度越高，游离程度越激烈，电弧亦越强。

电弧的存在既妨碍了电路及时可靠的分断，又会使触头受到损伤。为此，必须采取适当并且有效的措施，以保护触头系统，降低它的损伤，提高它的分断能力，从而保证整个电器的工作安全可靠。常用的灭弧方法有以下几种：

（1）多断点灭弧

在交流继电器和接触器中常采用桥式触头，如图11-4所示。这种触头有两个断点。交流电压在过零后，若一对断点处电弧重燃需要150V～250V电压，则两对断点就需要300V～500V电压。若断点电压达不到此值，则电弧因不能重燃而熄灭。一般交流继电器和小电流接触器采用桥式触点灭弧，从而不再加设其他灭弧装置。

（2）磁吹式灭弧

这种灭弧的原理是使电弧处于磁场中间，电磁场力“吹”使其进入冷却装置，加速电弧冷却，促使电弧迅速熄灭。这种灭弧装置是利用电弧电流本身灭弧，电弧电流越大，吹弧能力越强，且不受电路电流方向影响（当电流方向改变时，磁场方向随之改变，结果电磁力方向不变）。它广泛地应用于直流接触器中。

（3）灭弧栅

灭弧栅的原理如图11-5所示。灭弧栅片1是由镀铜钢片组成，灭弧栅是由许多灭弧栅片组成，片间距离为2mm～3mm，安放在触点上方的灭弧罩内（图中未画出灭弧罩）。一旦产生佃户，佃户周围产生磁场，导磁的钢片将电弧吸入栅片，电弧被栅片分割成许多串联的短电弧。交流电压过零时，电弧自然熄灭，电弧要重燃，两栅片间必须有150V～250V电弧电压。这样，一方面电源电压不足以维持电弧，同时由于栅片的散热作用，电弧自然熄灭后很难重燃。

（4）灭弧罩

上面提到的磁吹式灭弧和灭弧栅灭弧都带有灭弧罩，它通常用耐弧陶土、石棉水泥或耐弧塑料制成。其作用一是分隔各路电弧，以防止发生短路；二是使电弧与灭弧的绝缘壁接触，使电弧迅速冷却而熄灭。

图11-5　灭弧栅的原理

1-灭弧栅；2-触点；3-电弧