電弧現象

開關電器一般由導體（用于提供電能從開關外部到開關觸頭之間的通路）、觸頭（對電能通路進行分開和閉合，分動觸頭和靜觸頭）和絕緣介質組成。

當開關電器斷開電路的瞬間，只要電路中有不小于80-100ma的電流，開關觸頭間電壓大于10-20v時，斷口間將產生強烈的白光，即產生電弧。

從現象上看，電弧是一束明亮的光柱。

從本質上講，電弧是一種游離態氣體的自持放電現象，是自由電子、帶電離子定向移動的通道。

放電：帶電體周圍介質從絕緣狀態變為導通狀態，從而使電能通過的現象，稱為放電。

電弧的特點

1、起弧電壓，電流數值很低。

2、電弧能量集中，溫度很高。

10kv少油斷路器斷開20ka的電流，電弧功率高達10000kw以上，電弧表面溫度高達4000-5000攝氏度，弧柱中心溫度高達10000攝氏度。

3、電弧是質量很輕的游離態氣體，在外地作用下，很容易彎曲、變形。

4、電弧有良好的導電性能、具有很高的電導。

5、電弧有陰極區（包括陰極斑點）、弧柱區（包括弧柱、弧焰）、陽極區（包括陽極斑點）三部分。電極上電弧的孳生點（溫度最高、最明亮的斑點）稱為陰極斑點或陽極斑點。

由于電弧溫度很高，在電弧持續燃燒的過程中將燒毀開關設備的觸頭和附近的絕緣；使油開關內部壓力（變壓器油在電弧高溫下產生高壓油氣）不斷增加，可導致油開關爆炸。

電弧的熄滅條件

電弧燃燒時，弧隙在高溫作用下，隨時都發生著游離和去游離過程。當游離速度大于去游離速度時，電弧穩定燃燒；若去游離速度大于游離速度，則電弧熄滅。所以只要設法削弱游離作用，加強去游離作用，就能使電弧熄滅。去游離的方式分為兩類：復合和擴散。

1、復合

即兩個帶有異號電荷的質點相遇后重新結合為中性質點，而消失電荷的現象，叫做復合，復合的一般規律是電子先附著在中性原子或滅弧室固體介質表面，再與正離子結合成中性質點，但弧隙中電子運動速度較快，并不易與慢速正離子復合。復合的速度與下列因素有關：

（1）帶電質點的濃度越大，復合機會越多，復合率就越高。在電流一定時，電弧截面愈小或者介質壓力愈大，其帶電質點的濃度也越大，復合就強。斷路器滅弧室直徑一般都做的較小，這樣可提高帶電質點的濃度，有利滅弧。

（2）電弧溫度越低，帶電質點的運動速度越慢，復合就越容易。故加強電弧的冷去口，可提高復合率。交流電弧電流過零時，復合作用特別強烈。

（3）弧隙電場強度小，帶電質點運動速度慢，結合的可能性大，故提高開關電器的開斷速度，有利于復合。

可見，增加弧隙介質壓力，加強電弧冷卻和開關的開斷速度，能夠促進帶電質點的復合．有利于滅弧。

2、擴散

弧隙中介質被游離的帶電質點，由于熱運動從濃度較高的區域向濃度較低的周圍氣體中移動的現象，叫擴散。擴散結果使弧道中帶電質點減少，相當于去游離。擴散速度與下列因素有關：

（1）弧區與周圍介質的溫差；

（2）弧區與周圍介質帶電質點的濃度差；

（3）弧柱表面積的大小。

斷路器開斷、閉合電路時都要形成電弧，只是前者大，后者小。為了迅速而可靠地切斷短路電流產生的強大電弧，斷路器按照上述原理，制成各式各樣的滅弧裝置。