如何吸收电弧放电

如题所述

带有电弧吸收功能的异步开关装置和电弧吸收方法
本发明公开了异步开关装置和电弧吸收方法。异步开关装置包括主开关支路、电弧吸收支路和动触点组,主开关支路包括主开关接点,电弧吸收支路包括电弧吸收接点和瞬间电流吸收器件,动触点组包括主触点和副触点;主开关接点与主触点的连接与分离使主开关支路工作在导通与断开两种状态,电弧吸收接点与副触点的连接与分离使电弧吸收支路工作在导通与断开两种状态。电弧吸收方法包括步骤:当关闭异步开关装置时,首先主开关接点与主触点分离,随后电弧吸收接点与副触点分离。本发明开关装置和方法可有效地抑制开关电路使用过程中使用的电弧火花,而且具有安全性高、稳定性好和生产成本低的优点。本发明可广泛应用于各种电路开关系统。
【专利说明】带有电弧吸收功能的异步开关装置和电弧吸收方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及载流部件间的灭弧或防弧装置,更具体的说,涉及一种带有电弧吸收功能的开关装置和电弧吸收方法。
【背景技术】
[0002]电弧是一种气体放电现象,电流通过某些绝缘介质(例如空气)所产生的瞬间火花。当用开关电器断开电流时,如果电路电压和电流过高,电器的触头间便会产生电弧。电弧产生高热使触头表面融化形成“毛刺”,容易损坏触头,缩短开关寿命。电弧严重时会烧毁触头甚至产生使整个电路系统失控,造成更大的意外损失。
[0003]现有技术中,通常使用灭弧罩来抑制电弧。灭弧罩是安装在环绕着发生的电弧的路径的附近,用以将电弧引导到灭弧罩内,减少电弧维持在触点的时间,降低电弧温度,从而加速电弧熄灭的比较常用的装置。首先,灭弧罩要受电弧高温的作用,所以对灭弧罩的材料也有一定的要求,其制作成本高,而且灭弧罩也容易烧坏;其次,为了确保绝缘安全,灭弧罩不能太过接近电极接点或导体,从而导致放电电弧不一定会被灭弧罩吸收,使灭弧罩容易失效;再次,由于灭弧罩的作用并不是消灭电弧,只是将电弧尽量引导到灭弧罩内,减少电弧维持在触点的时间,其灭弧效果往往不甚理想。
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第1个回答  2020-11-18
空气中绝大部分分子不带任何净电荷。如果忽略水分,空气将是一种非常理想的绝缘物体。然而,在一个体积相对较大的空间里,空气通常要包含一些带电分子(即电离子)。这是因为大气中的分子由于受到宇宙射线、地面辐射、空气中污染物、热能或其他因素的作用,它的电子被撞击了出去,从而使剩余分子有了电性,形成了离子。 在强电场作用下,这些离子被加速并和其他的分子产生碰撞,产生了更多的离子。如果有一个强电场存在于一个带电物体(比如细铁丝、铁钉)附近,就会在尖部形成一块电子云(电冕)。当一个带电物体接近电冕区域后,就会吸引那些能和本身电荷中和的离子,所以我们也通过这个现象用静电消除器来消除卷筒纸上的电荷。 若两个带电物体之间有一个强电场,那么这两个物体之间就会形成离子雪崩。如果这两个物体均为良导体,电荷就会快速流向释放电荷的位置,而这个位置的面积很小,所有的电荷将全部集中在这里,最后产生了尖端放电。尖端放电同时把路径上的空气加热了。 高温又导致空气热电离,并形成了另外的离子。这些离子使空气变成了良导体。结果一个高密集、快速、高热的放电电弧就形成了,它的温度足以点燃溶剂蒸汽与空气的混合物。我们知道,人除了体表干燥
的皮肤具有电阻之外,其它部分是一个优良的导体。因此,与人接触的所有的金属部件必须接地,工作人员要穿戴必要的保护
鞋,防止电荷积累,工作间地面上的所有绝缘材料也须全部搬走。 不良导体之间的放电或良导体(如印刷
机金属部件)与不良导体之间的放电很少能产生热电弧。物体电阻决定了流向放电区域的电荷能有多少、电荷的释放速度有多快以及电弧放电能产生热量的大小。 必要的提示:绝缘材料不导电,但它的表层会由于沉积物或水分,使绝缘材料的表面有了导电性。对于复合
材料,尤其那些在绝缘材料中掺有导电性粒子的复合
材料,在强电压下可以变成导电物体。一些含炭的橡

化合物、某些干燥
的黑油墨
及金属油墨
等,都属此类物质。 燃烧界限及点燃能量 燃点及爆炸下限 溶剂液体或液体油墨
上部的空气中,溶剂挥发气体的浓度随温度的升高而增大。我们通常用百分比(体积)、百万分之一浓度(体积ppm)或蒸汽压力
来表示空气中挥发气体的浓度。溶剂的燃点定义为:使上述溶剂液体在空气中的挥发气体浓度上升至一定程度,并能使挥发气体与空气的混合物点燃时所能达到的温度。 现在我们将讨论正常条件下,印刷
车间的空气压力
及温度与溶剂燃烧的问题。当与空气-溶剂蒸汽接触的溶剂液体或油墨
温度达到或超过燃点时,这种油墨
或溶剂的挥发气体与空气的混合物就有可能被点燃。 在空气-溶剂蒸汽混合物中,溶剂挥发物组分浓度达到一定范围之后,它们就能点燃。这个范围就是物体可燃的上限和下限。这个燃烧上下限也经常叫做爆炸上限(UEL)和爆炸下限(LEL)。 当溶剂蒸汽浓度超过爆炸上限(UEL)的话,溶剂蒸汽含量太高而难以燃烧;但当溶剂蒸汽浓度低于爆炸下限(LEL)的话,又因混合物中溶剂浓度过低也难以燃烧。这也就是说,混合物中空气的量超过正常燃烧所需后,过量的空气需要吸收热量而使混合物难以燃烧。 虽然空气中可以闻到某些溶剂的特殊气味,但这并不是说空气临近燃烧。大多数凹版印刷
溶剂,虽然味道强烈,但它们的浓度远远低于OSHA制订的人体允许限度(PEL)。人体允许限度(PEL)远远低于爆炸下限(LEL)。印刷
机的运行过程中,干燥
机排气装置使干燥
空气中溶剂蒸汽的浓度维持在安全水平,浓度只有爆炸下限的几分之一。在卷筒及清洁的过程中,如果没将排气扇打开,那么就不要使用干燥
机干燥
含油墨
或溶剂的卷筒纸了。 印刷
中,可燃性空气-溶剂蒸汽混合物通常积聚在溶剂或油墨
上方,墨斗、墨槽,油墨
滚筒及卷筒纸附近区域尤其注意。含溶剂的饱和空气一般比正常空气重。当墨斗开盖之后,饱和空气就会溢出积聚到印刷
车间地面。之后,饱和的溶剂蒸汽又被印刷
间大量正常的空气稀释,浓度降低,比重也变得比洁净空气稍重一点而已。溶剂蒸汽随即散发扩散到整个印刷
车间,使车间有了强烈的溶剂气味,浓度就有可能超过了OSHA的人体允许限度。所以,为避免此种危险情况发生,墨斗及墨槽盖子应关紧。 点燃能量 当空气-溶剂蒸汽混合物浓度介于爆炸下限和上限之间时,它们就变成了可燃气体。溶剂蒸汽的种类和空气中溶剂蒸汽的浓度决定了点燃它们的最小静电放电能量。通过实验可以获得庚烷的点燃能量与空气中溶剂蒸汽浓度的关系。点燃较高自燃温度溶剂,比如乙基醇、高浓度酒精、醋酸盐等,或较低燃烧热的极性溶剂要需要很多点燃能量。 应当注意的是:许多点燃实验都是在临界条件下进行的,即在这个浓度下,气体最容易被点燃。它的静电释放也处于最大峰值状态,所以电弧是非常炽热的。另外,在标准试验中,由于空气运动或巨大金属吸热部件,如凹版印刷
滚筒,导致的热扩散往往也不考虑。 油墨
或溶剂雾,即使在温度低于燃点时,也能燃烧,但它们点燃能量却远远高于它们可燃性的空气-蒸汽混合物的点燃能量。
第2个回答  2020-11-18
电弧产生原理_电弧产生的原因
近阴极区的长度约等于电子的平均自由行程。在电场力的作用下正离子向阴极运动,造成此区域内聚集着大量的正离子而形成正的空间电荷层,使阴极附近形成高电场强度。正的空间电荷层形成阴极压降,其数值随阴极材料和气体介质的不同而有所变化,但变化不大,约在10-20V之间。
近阳极区的长度约等于近阴极区的几倍。在电场力的作用下自由电子向阳极运动,它们聚集在阳极附近而且不断被阳极吸收而形成电流。在此区域内聚集着大量的电子形成负的空间电荷层,产生阳极压降,其值也随阳极材料而异、但变化不大,稍小于阴极压降。由于近阳极区的长度比近阴极区的长,故其电场强度较小。
阴极压降与阳极压降的数值几乎与电流大小无关,在材料及介质确定后可以认为是常数。
弧柱区的长度几乎与电极间的距离相同。是电弧中温度最高、亮度最强的区域。因在自由状态下近似圆柱形,故称弧柱区。在此区中正、负电粒子数相同,称等离子区。由于不存在空间电荷,整个弧区的特性类似于一金属导体。每单位弧柱长度电压降相等。其电位梯度E。也为一常数,电位梯度与电极材料、电流大小、气体介质种类和气压等因素有关。
电弧按其外形分为长弧与短弧。长短之别一般取决于弧长与弧径之比。把弧长大大超过弧径的称为长弧。长弧的电压是近极压降(阴极压降与阳极压降)与弧柱压降之和。若弧长小于弧径,两极距离极短(如几毫米)的电弧称为短弧。此时两极的热作用强烈,近极区的过程起主要作用。电弧的压降以近极压降为主,几乎不随电流变化。本回答被网友采纳
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