電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，電流通過某些絕緣介質(zhì)（例如空氣）所產(chǎn)生的瞬間火花。電弧是一種自持氣體導電（電離氣體中的電傳導），其大多數(shù)載流子為一次電子發(fā)射所產(chǎn)生的電子。熔斷器中的電弧是在電路中的熔斷器熔斷時,當電壓和電流達到一定值時,熔斷體剛剛?cè)刍瘮嚅_,剛剛分開的熔斷體之間就會產(chǎn)生拉弧,這就是電弧。
電弧的分類
1按電流種類可分為:交流電弧、直流電弧和脈沖電弧。
2按電弧的狀態(tài)可分為:自由電弧和壓縮電弧。
3按電極材料可分為:熔化極電弧和不熔化極電弧。
電弧的危害
1 電弧的存在延長了開關(guān)電器開斷故障電路時間,加重了電力系統(tǒng)短路的概率。
2 電弧產(chǎn)生的高溫,將觸頭表面熔化和蒸發(fā),燒壞絕緣材料。對充油電氣設(shè)備還可能引起著火,爆炸等危險。
3 由于電弧在電動力、熱力的作用下能移動。很容易造成飛弧短路和傷人,引起事故擴大。
電弧的組成
1 弧柱區(qū)
弧柱區(qū)呈電中性,它是由分子、原子、受激的原子、正離子、負離子及電子所組成,其中帶正電荷的離子與帶負電荷的離子幾乎相等,所以又稱為等離子體。帶電的粒子在等離子體定向移動,基本上不消耗能量,所以才能夠在低電壓條件下,傳輸大電流。傳輸電流的主要帶電粒子是電子,大約占帶電粒子總數(shù)的99.9%,其余為正離子。 因為陰極區(qū)和陽極區(qū)的長度極短,所以可以認為弧柱區(qū)長度為電弧長度。弧柱區(qū)的電場強度較低,通常只有5～10V/cm。
2 陰極區(qū)
陰極被認為是電子之源。它向弧柱提供99.9%的帶電粒子(電子)。陰極發(fā)射電子的能力,對電弧穩(wěn)定性影響極大。陰極區(qū)的長度為10-5～10-6cm,如果陰極壓降為10V,則陰極區(qū)的電場強度為106～107V/cm。
3 陽極區(qū)
陽極區(qū)主要是接受電子,但還應(yīng)向弧柱提供0.1%的帶電粒子(正離子)。通常陽極區(qū)的長度為10-2～10-3cm,則陽極區(qū)的電場強度為103～104V/cm。由于陽極材料和焊接電流對陽極區(qū)壓降影響很大,它可以在0～10V之間變化。例如當電流密度較大,陽極溫度很高,使陽極材料發(fā)生蒸發(fā)時,陽極壓降將降低,甚至到0V。
電弧的特征
1 維持電弧穩(wěn)定燃燒的電弧電壓很低,在大氣中1cm的直流電弧弧柱的電壓只有10～50V。
2 在電弧中能通過很大電流,可從幾安到幾千安。
3 電弧具有很高的溫度,弧柱溫度是不均勻的,中心溫度最高,可達到6000-10000度,而遠離中心則溫度降低。
4 電弧能發(fā)出很強的光。電弧的光輻射波長為(1.7-50)×10-7m。它包括紅外線,可見光和紫外線3個部分。
