TR9-A-S由此可见,电弧的静态伏安特性是代表在稳定燃烧条件下电弧的电压一电流关系的曲线。特性上电弧电流rb趋近于零时的电压称为电弧的点燃电压ur。

在同样电流下,电弧电压u7b随电弧长度'增大而升高。这是因为当电流相同时,弧柱电压降u7z随J增加而增大,使电弧的静态伏安特性升高。

当电弧长度JO-0时,静态伏安特性随着电流rh的增大而趋近于一条水平线,对应的电压为燃弧电压urhor7rh实际上是阴极压降Iu7c与阳极压降饥之和。

当电弧电流减少到燃弧电流rrh时,电弧就不能维持下去了(熄灭或转变为火花放电,对应于图2-33上的E点)。

银触点在不同触点间隙下的电弧静态伏安特性示于图2-34。

银触点的静态伏安特性,在高空条件下气体稀薄,电弧的弧柱压降明显降低,使得伏安特性低于正常大气压条件下的特性。

电弧电压还与电弧电流的变化速率drh/dt以及电弧本身的热惯性有关。实际上电弧的弧柱电阻Rz的大小取决于气体热游离的程度,也就是取决于弧柱的温度。在稳态条件下(即drh/dt=o时),电弧电流rh越大,温度就越高,Rz越小。

如果电弧电流的变化速率drb/dt≠o,则由于电弧的热惯性,电弧电压[厂h的变化将落后于电弧电流rh的变化,这时所对应的伏安特性称为电弧的动态伏安特性。不同的drb/d彦值对应不同的动态伏安特性,所以动态伏安特性有许许多多条。而在一定条件下,电弧的静态伏安特性只有一条。

直流电弧的稳定燃烧与熄灭,直流电弧的稳定燃烧点,如图2-35所示的直流电路,E为电源电势,L和R分别为电路中与电弧串联的电感和电阻,C为归算到弧隙两端的线路电容。通常C的数值很小,当电弧电压变化不很快时,其影响可以忽略不计。当触点1和2之间存在电弧时,对此电路可写出下列微分方程式.

带有电弧的直流电路,在开关电器工作时,人们希望的不是电弧的稳定燃烧,而是迅速熄灭。从图2-36来说,就是希望直线夕c和电弧静态伏安特性曲线的交点2不存在,电路便不会有稳定的工作点,电弧也就不可能稳定燃烧。

因此,直流电弧的熄灭条件的数学表达式为

yh>E―rhR 当0<rh<oc          (2~32)

将式(2-32)代入式(2-30)就可以看出,当熄弧条件成立时就有

ui<0 当0<rh<cc           (2~33)

这就是说,电弧电流rh随时间的变化是不断地减小,直到电流为零为止。

如果从概念上流电弧的需将式(2-32)两边同以电流rh就显然,“yhrh”说明电源供给稳定燃烧的,

σh>Erh_riR            (2~34)

代表电弧消耗的功率,(Erh_riR)代表电源供给电弧的功率。而式(2-34)电弧的功率不足以电弧消耗的功率。自然,满足这样的条件的电弧是不可能而是逐渐趋向熄灭。

为了熄灭条件成立,就是要使图2-36中的电弧稳定燃烧点2不存在。从熄弧原理上来说可从两方面采取措施:

增大线路电阻R,例如在熄弧过程中再将另一电阻串入电路。增大线路电阻后,使α角增大,直线曰c变陡后移到曰c′的位置(如图2-37所示),它不和电弧的静态伏安特性曲线且一A相交,稳定燃烧点2也就不存在了。这就实现了电路电阻上的压降与电弧电压之和总是大于电源电势的熄弧条件。因而电弧便不能维持而趋于熄灭。

提高电弧静态伏安特性使它与直线曰c脱离,同样也就不存在稳定燃烧点而使电弧趋于熄灭。如图2-37中将原来的电弧静态伏安特性曲线A,且提高到虚线A′-A′所示的位置,这时,一条且′不与直线四c相交,点2也不复存在。

由式(2-26)中可知,若采用增大近极压降叽,增大电弧长度J和增大弧柱电场强度E等措施都可增加电弧电压,提高电弧的静态伏安特性。

飞机电气元件一般采用提高电弧静态伏安特性的方法来熄弧,具体的熄弧方法在后面再作专门介绍。增大电路电阻的熄弧措施一般是在地面变压站的高ε压开关电器中采用。

直流电弧熄灭过程的分析,当满足前述直流电弧的熄弧条件上小时,电弧并不能立即熄灭,只是开始趋向熄灭。这就是说,电弧的熄灭需经历一定的时间。这有两方面的原因,一是直流电弧的熄弧原理.

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