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低压电气和低压电器技术之3——浅谈低压空气开关中的“空气”

北极星输配电网  来源:知乎  作者:PatrickZhang  2016/1/15 9:35:56  我要投稿  
所属频道: 保护与控制  关键词:低压电器 断路器 电感线圈 

现在我们来看左下的图2:

图2中的试验条件是:我们先把电感去除,然后让断路器开断形成电弧,再调节可变电阻R,构成两条电弧的伏安特性曲线H1和H2。

解释一下:

我们知道电弧其实是一条炽热的等离子体气体。电弧气体越热,它的等效电阻就越小,电弧电流也就越大。因此,电弧的伏安特性曲线具有负阻特性。

注意:电弧的伏安特性曲线具有负阻特性,这一点非常重要,是我们讨论的基础。

图2中出现了两条电弧伏安特性曲线H1和H2。我们很容易判断出,比较高的H2曲线在相同电弧电压条件下,它的电流更大,电弧温度更高;当然,在相同的电弧电流条件下,H2的电弧电压也越高。

现在我们来看下部中间的图3:

图中我们看到了一条电弧伏安特性曲线A,设它的电弧电流是I1,此时电弧在1点稳定燃烧。我们快速地调小可变电阻R,使得电流由I1增大为I2。结果我们发现,电弧的电压居然跑到3点,然后再回到正常的第4点;如果我们快速地调大可变电阻R,使得电流由I1减小为I3,我们发现电弧电压先到5点,然后才到正常的第6点。

奇怪!为什么会这样?

道理是这样的:电弧是一团炽热的气体,它的温度不允许突变,也就是说,电弧对电流变化有一定的限流特性。因此当电弧电压迅速变化后,电弧电流的变化相对迟滞,存在过渡过程。

这个结论也很重要。再次强调一下:由于电弧的温度不允许突变,因此电弧具有一定的限流能力。

现在我们来看最重要的图4。为了看图方便,我把图4单独列出,如下:

图4的试验条件是:电感已经接入,可变电阻R调整到某值,断路器已经闭合,其动静触点处于闭合状态。现在开断断路器,于是在动静触头间出现电弧。我们设,电弧在触头间稳定地燃烧。电弧的伏安特性曲线是红色的实线,我们看到它具有负阻特性。

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