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电流越小,熄弧时间就越短。这句话正确吗?为什么? 第1页

  

user avatar   patrick-zhang-3 网友的相关建议: 
      

题主的这个问题很有意思,我来给题主解读一下。不过,我们首先要建立几个知识点。

第一个知识点,电弧的伏安特性曲线

我们看下图:

第一种情况:图1的上图中的开关处于闭合状态,当然也没有电弧。由于电流I是稳定的,电感L不起作用,我们设电感L的电阻等于零,于是电流I=E/R。

注意此时的特征值:开关K两端的电压U等于零,而电流I为E/R。

第二种情况:图1的上图中,我们把电阻R不断增大,致使电流I不断减小,当电阻R增大到无穷大时,电阻R连同开关K的两端的电压就是E,而电流I则等于零。

注意到此时的特征值:开关K两端的电压U=E,而电流I为零。

于是,我们就可以在U-I坐标系中绘制出电阻R的直流负载线,其实就是开关K的伏安特性曲线,见下图:

在图2中,横坐标轴I中的K点对应于上述第一种情况,纵坐标轴U中的E点对应于上述的第二种情况。

现在,我们把开关K打开,电弧在开关K的触头间出现,此时开关K两端的电压就是电弧电压Uh,而系统中流过的电流就是电弧电流Ih。

电弧是一团高温的电离气体,它的温度越高,它的电阻Rh就越小,继而电弧的电压Uh也就越小,而电流Ih反而越大。按照欧姆定律,我们有:

我们把电弧的这种特性,叫做负阻特性。事实上,电弧是负阻特性的典型代表。

我们把电弧的红色伏安特性曲线H1叠加在直流负载线上,见图2。

我们发现,电弧的伏安特性曲线H1与直流负载线EK有两个交点,分别是左边的1点和右边的2点。

现在,我们来仔细看看1点有什么特点:

在1点,当电弧电流略微变大时,电弧工作点就会跑到直流负载线的下方。由于电感的反向电动势,它会使得 ,于是电弧电流会越来越大,一直到达2点。

在1点,档电弧电流略微变小时,电弧工作点会跑到直流负载线的上面。同样由于电感的反向电动势,它会使得 ,于是电弧电流就会越来越小,直至电弧熄灭。

由此可见,1点是电弧的不稳定点。

我们再看2点有什么特点:

在2点,当电弧电流略微变大时,电弧工作点就会跑到直流负载线的上方。由于电感的反向电动势,它会使得 ,于是电弧电流会越来越小,迫使电弧返回到稳定燃烧点2点。

在2点,档电弧电流略微变小时,电弧工作点会跑到直流负载线的下面。同样由于电感的反向电动势,它会使得 ,于是电弧电流就会越来越大,迫使电弧返回到稳定燃烧点2点。

由此可见,2点是电弧的稳定燃烧点。

结论:如果要消除电弧的稳定燃烧点,就必须消除掉2点。

第二个知识点,如何熄灭直流电弧

由前所述,我们已经知道熄灭直流电弧,等效于消灭电弧伏安特性曲线与直流负载线的交点2。为此,我们可以采取几个办法:

办法1,增大电阻R,使得如2电流轴上E/R的K点移至K'点。如此一来,稳定燃烧点2不存在了,电弧自然就熄灭了。

办法2,增大电弧的弧长,使得电弧伏安特性曲线H1变成H2。我们看到,由于曲线的提升,脱离了直流负载线,稳定燃烧点2自然也就不存在了。

方法2对应的措施就是加大触头开距,并把电弧导引到灭弧栅中,使得电弧的弧长加大并降温。这是通常采用的灭弧方法。

还有其它许多方法,限于篇幅,此处不介绍。

回答题主的问题。

题主的问题是:“电流越小,熄弧时间就越短。这句话正确吗?为什么?

回答:

我们由文中的讲解就知道,加大电阻R,使得电弧电流减小并熄灭,是一种有效的灭弧方法。

然而,当电阻的阻值使得直流负载线在电流轴上的点位于K点和K'点之间时,虽然减小了电流,但电弧还是会稳定燃烧的。

由此可见,电流减小,熄弧时间并不一定会越短,要看具体的灭弧措施而定。

问题回答完了,我给题主提一个问题:

我们知道,电感是会产生反向电动势的,并且 越大,反向电动势就越高。 的值何时最大?恰恰就在电弧即将熄灭,Ih趋于零的瞬间。因此,若过快地熄灭直流电弧,是会产生灭弧过电压的。最严重时,灭弧过电压的数值可以达到电源电压的3倍以上。

可见,熄灭直流电弧并不是越快越好。

我的问题是:如何消除直流电弧熄灭时产生的过电压?

先看题主的回答吧。在合适的时候我会修改帖子作答。




  

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