電弧的本質(zhì)是觸頭間隙中的氣體在強(qiáng)電場(chǎng)作用下的放電現(xiàn)象。電弧會(huì)產(chǎn)生高溫，并發(fā)出強(qiáng)光。電弧的出現(xiàn)使得電路繼續(xù)保持導(dǎo)通狀態(tài)，其高溫?zé)�蝕觸頭金屬材料，減低電器的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起觸頭材料的熔焊，并引起電氣火災(zāi)。在本文介紹常見(jiàn)四種交流電弧滅弧方法。

滅弧方法之一：拉長(zhǎng)電弧
拉長(zhǎng)電弧，降低電場(chǎng)強(qiáng)度或者將電弧分為許多短弧，使得電場(chǎng)強(qiáng)度無(wú)法維持電弧持續(xù)存在。

圖1所示為交流接觸器的橋式一次觸頭，下部的是定觸頭，上部的是動(dòng)觸頭，觸頭中流過(guò)的電流是I。當(dāng)觸頭打開(kāi)后，動(dòng)靜觸頭之間出現(xiàn)了電弧。我們用右手螺旋定則可以判斷出磁力線方向是從外部進(jìn)入紙面的;再用左手定則可判斷出電流I對(duì)電弧產(chǎn)生的電磁力F方向向外，如圖1中的F所示。
 
圖1   橋式觸頭中的電弧及消散方向

電弧在力F的吹弧作用力下被拉長(zhǎng)降溫，同時(shí)還降低了電弧內(nèi)部單位長(zhǎng)度的電場(chǎng)強(qiáng)度，最終電弧被熄滅。

滅弧方法之二：利用冷卻介質(zhì)對(duì)電弧降溫
圖2所示為低壓熔斷器熔芯內(nèi)的滅弧細(xì)沙，它利用細(xì)沙將電弧冷卻降溫直至熄滅。
 
圖2   熔斷器熔芯內(nèi)填充細(xì)沙進(jìn)行滅弧

滅弧方法之三：利用滅弧柵使得電弧降溫滅弧
利用電磁力使得電弧進(jìn)入到絕緣材料制作的滅弧窄縫中，讓電弧強(qiáng)制降溫，減小離子運(yùn)動(dòng)速度，加速等離子體中離子的復(fù)合作用。圖3所示為滅弧柵滅弧示意圖。

 
圖3  滅弧柵滅弧示意圖
 
滅弧柵是一系列間距為2-2.5mm的鋼片，它們被安放在低壓開(kāi)關(guān)電器的滅弧室中，彼此之間相互絕緣。

當(dāng)動(dòng)、靜觸頭分開(kāi)后產(chǎn)生了原始電弧。因?yàn)闇缁�柵片的磁阻比空氣小得多，因此電弧下部磁通密度遠(yuǎn)大于電弧上部的磁通密度，這種上下不對(duì)稱(chēng)的磁阻將電弧拉入滅弧柵中，隨即電弧被滅弧柵分成許多相互連接的短電弧段。雖然每?jī)善瑴缁�柵片可以看作是一�?duì)電極，因?yàn)闇缁�柵電極之間是相互絕緣的，故其絕緣效果極強(qiáng)，使得這些短電弧段在受到滅弧柵的絕緣和冷卻作用下強(qiáng)制降溫熄滅。

滅弧柵不但能對(duì)電弧冷卻降溫，還能對(duì)電弧產(chǎn)生近陰極效應(yīng)作用。

我們知道空氣分子被電離后形成帶正電的正離子和帶負(fù)電的電子，正離子的質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子；我們還知道交流電流每周期有兩次過(guò)零。當(dāng)電弧進(jìn)入到滅弧柵后，因?yàn)殡娏鬟^(guò)零前后觸頭的陰極和陽(yáng)極極性要發(fā)生改變，于是正負(fù)離子的運(yùn)動(dòng)方向也要改變。在原先陽(yáng)極附近的電子因?yàn)橘|(zhì)量小很容易改變運(yùn)動(dòng)方向走向新陽(yáng)極，而正離子因?yàn)橘|(zhì)量大卻不容易改變運(yùn)動(dòng)方向，它們幾乎都停留在原先所處的位置，于是在新陰極附近因?yàn)槿鄙匐娮佣�出現(xiàn)斷流，進(jìn)而
使得電弧被加速熄滅。

滅弧方法之四：將電弧密封在高壓容器或者真空容器中
管狀熔斷器和真空斷路器就采取這種方法滅弧。
由于低壓電器中采用真空滅弧較為少見(jiàn)，故此處忽略。具體技術(shù)細(xì)節(jié)請(qǐng)讀者參見(jiàn)技術(shù)文庫(kù)的其他讀物。

斷路器的滅弧原理和方法

滅弧是斷路器的一個(gè)重要應(yīng)用之一，由于電弧不僅會(huì)對(duì)設(shè)備線路造成破壞，甚至還會(huì)影響人身安全。從而滅弧是什么有必要的，一般情況下的滅弧的常用方法有四種，包括機(jī)械滅弧，磁吹滅弧等。本文中我說(shuō)明下滅弧的常用方法和一些常見(jiàn)斷路器的滅弧原理。

首先討論下現(xiàn)在常用的滅弧方法，主要有以下四種：

1、機(jī)械滅弧：通過(guò)極限裝置將電弧迅速拉長(zhǎng)。這種方法多用于開(kāi)關(guān)電器中。

2、磁吹滅弧：在一個(gè)與觸頭串聯(lián)的磁吹線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下，電弧受電磁力的作用而拉長(zhǎng)，被吹入有固體介質(zhì)構(gòu)成的滅弧罩內(nèi)，與固體介質(zhì)相接觸，電弧被冷卻而熄滅。

3、窄縫（縱縫）滅弧法：在電弧所形成的磁場(chǎng)電動(dòng)力的作用下，可使電弧拉長(zhǎng)并進(jìn)入滅弧罩的窄（縱）縫中，幾條縱縫可將電弧分割成數(shù)段并且與固體介質(zhì)相接觸，電弧便迅速熄滅。這種結(jié)構(gòu)多用于交流接觸器上。

4、柵片滅弧法：當(dāng)觸頭分開(kāi)時(shí)，產(chǎn)生的電弧在電動(dòng)力的作用下被推入一組金屬柵片中而被分割成數(shù)段，彼此絕緣的金屬柵片的每一片都相當(dāng)于一個(gè)電極，因此就有許多個(gè)陰陽(yáng)極壓降。對(duì)交流電弧來(lái)說(shuō)，近陰極處，在電弧過(guò)零時(shí)就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)150V～250V的介質(zhì)強(qiáng)度，使電弧無(wú)法繼續(xù)維持而熄滅。由于柵片滅弧效應(yīng)時(shí)要比直流時(shí)強(qiáng)得多，所以交流電器常常采用柵片滅弧。

這些方法是主要針對(duì)一些低壓斷路器的，要了解采用這些方法的原因，就必須明確斷路器滅弧的原理，下面針對(duì)一些常用的斷路器討論。

真空斷路器的滅弧原理
在真空斷路器分?jǐn)嗨查g，由于兩觸頭間的電容存在，使觸頭間絕緣擊穿，產(chǎn)生真空電弧。由于觸頭形狀和結(jié)構(gòu)的原因，使得真空電弧柱迅速向弧柱體外的真空區(qū)域擴(kuò)散。當(dāng)被分?jǐn)嗟碾娏鹘咏�零時(shí)，觸頭間電弧的溫度和壓力急劇下降，使電弧不能繼續(xù)維持而熄滅。電弧熄滅后的幾μs內(nèi)，兩觸頭間的真空間隙耐壓水平迅速恢復(fù)。同時(shí)，觸頭間也達(dá)到了一定距離，能承受很高的恢復(fù)電壓。所以，一般電流在過(guò)零后，不會(huì)發(fā)生電弧重燃而被分?jǐn)唷＿@就是其滅弧的原理。

高壓跌落熔式斷器的滅弧原理
大家都知道在高壓大電流的場(chǎng)合，開(kāi)關(guān)為了滅弧常常用較復(fù)雜的方法和結(jié)構(gòu)，而高壓跌落式熔斷器卻只需要一個(gè)很簡(jiǎn)單的膠管就可以順利且很好的實(shí)現(xiàn)滅弧，主要原因是：第一、高壓跌落熔斷器電流不是很大。產(chǎn)生的電弧不是很大。第二，是用空氣來(lái)熄滅電弧的。有點(diǎn)和空開(kāi)的滅弧原理一樣。只是結(jié)構(gòu)不同而已。

以上就是對(duì)斷路器滅弧原理和方法的一點(diǎn)總結(jié)。