首页。(皇家88注册)。首页今天这篇笔记整理电气设备主系统第二章节的内容，主要介绍电弧理论、载流量计算、发热计算和电动力计算四部分内容，重点依旧是各种文字性的知识点，公式计算题等在研究生考试中并不多见。下面开始今天的内容。
当开关电器切断有电流的电路时(10~20V，80~100mA都会产生电弧)，在动静触头间隙中(简称弧隙)会出现电弧。对于220V的低压刀开关，只要开断不大的负荷电流，就可产生电弧。在高压电路中，开断大电流时，会产生极强烈的电弧。开断的负荷电流越大，电弧就越强。
(1) 特点：能量集中、温度高、亮度强、由阴极区/弧注区/阳极区三部分构成、属于自持放电现象、是一种游离的气体。
(弧注中心区的温度可达10000°C以上)，将使触头表面化和蒸化，烧坏绝缘材料；
。电弧的形成过程就是气态介质或固态、液态介质高温气化后向等离子体态的转化过程
。热电子发射或强电场发射在触头间隙中产生少量的自由电子，这些自由电子与中性分子发生碰撞游离并产生大量的带电粒子，从而形成气体导电，即产生电弧，一旦电弧产生后，将由热游离作用来维持电弧燃烧
(先由碰撞游离在弧注区产生少数的自由电子，后由热游离进一步发展并维持)。
(1) 复合：带有异性电荷的质点相遇而结合成中性质点的现象，称为复合。两异号电荷要在一定时间内，处在很近的范围内才能完成复合过程，两者相对速度越大，复合可能性就越小。通常，电子在碰撞时，先附在中性质点上形成负离子，速度大大减慢，而负离子与正离子的复合(间接复合)比电子与正离子间的复合(直接复合)容易得多。复合也发生在与电弧接触的固体介质(如在发生电弧的管子或狭缝壁等)的表面、复合可以分为空间复合和表面复合；
(2) 扩散：带电质点从电弧内部逸出而进入周围介质中的现象，称为扩散。扩散去游离主要有浓度扩散、温度扩散和利用吹弧扩散。扩散的速率决定于电弧表面上带电质点的数目，故扩散的速率也与电弧直径成反比；
(4) 游离与去游离关联：游离和去游离是电弧燃烧中的两个相反过程，这两个过程的动态平衡，将使电弧稳定燃烧。若游离过程大于去游离过程，将会使电弧愈加强烈地燃烧。反之，将会使电弧燃烧减弱，以致最终熄灭。
(1) 直流电弧的特性：沿弧长的电压分布：维持电弧燃烧的电压称为电弧电压。其中，阴极区压降近似为常数，与电极材料和弧隙的介质相关。在电弧稳定燃烧的条件下，如果电弧周围介质情况不变，当电弧电流增大时，弧驻内部热游离加强，带电粒子的密度剧增，弧隙的电阻下降，则弧柱电压下降。当弧长不变时，弧柱电压随弧柱电流的增加而减小，若弧长增加，弧柱电压也增加。弧柱电压降与弧长成正比。阳极区的压降比阴极区小。
(2) 直流电弧的熄灭：条件：U-IR﹤UR。因此，为使直流电弧熄灭可从两方面考虑，一是降低加在弧隙上的电压，二是提高电弧的燃烧电压。常见的直流电弧灭弧方式有利用短弧原理灭弧、增大弧注长度、增大回路电阻和利用狭缝灭弧装置。
(1) 交流电弧的特性：伏安特性具有热惯性，即电弧温度的变化总是滞后于电流的变化：
电流每半周过零一次，电弧会暂时自动熄灭：如果电弧是稳定燃烧的，则电弧电流在过零自动熄灭后，在下一个半周会自动重燃。若电弧过零后电弧不发生重燃，则电弧熄灭。
补充知识：介电常数是材料在电场中的响应能力，介电强度是材料在电场中的最大耐受能力。介电强度=介电常数×电场强度。而介质强度是指介质在电场中破坏的能力，即介质的耐电强度
(3) 交流电弧的熄灭条件：在电弧电流过零后，弧隙的介质强度恢复过程Ud总是高于弧隙电压恢复过程Ut，即Ud(t)Ut(t)时，电弧熄灭。
补充知识点：电弧燃烧的周期过程中最大弧隙电压为2U0；非周期过程中最大弧隙电压为U0，U0为系统空载电压。
综上所述，首开相的工频恢复电压幅值最高，与故障类型、中性点是否接地以及正序零序阻抗有关。首相开断系数即为首先开断相的工频恢复电压与相电压之比。
提高触头的分闸速度(拉长电弧，使弧隙电场强度降低，增大电弧表面积，增强复合扩散作用)；
等值寄生电容不大，容易导致电弧熄灭时间不等，导致电弧电压分配不均匀，可并联大电容，改善电压分配
对电气触头的基本要求：结构可靠、接触电阻小且稳定，有良好的导电性能和接触性能、通过规定电流时，发热稳定而且不超过允许值、通过短路电流时，具有足够的动稳定性和热稳定性、开断规定短路电流时，触头不被灼伤，不发生熔焊。
触头的接触电阻：触头在正常工作和通过短路电流时的发热都与接触电阻值有关。正常情况下，
触头间的接触压力、表面加工状况、表面氧化程度及接触情况等都会影响接触电阻值。
触头材料及防氧化措施。触头一般由铜、黄铜和青铜等材料制成，为防止触头表面被氧化，一般需要采取镀锡、镀银和图防腐漆和凡士林等措施加以防护。
触头的动稳定和热稳定：当触头通过短路电流时，所产生的热效应和电动力对触头造成很大威胁，应保证通过短路电流时有足够的动稳定和热稳定。
短路时工作状态：当电力系统中发生短路故障时，电气设备要流过很大的短路电流在短路故障被切除前的
电气设备流过短路电流时的危害：电动力引起的振动一旦超过材料允许应力，会引起导体变形，致使绝缘损坏和导体损坏，电磁绕组会产生变形，触头会发生斥开现象。
(2) 散热：散热形式有三种：导热、对流和辐射(辐射散热与导体和周围温差的四次方成正比)。
(3) 最高允许温度：铝：+70度、硬铝：+200度、硬铜：+300度。
正常工作情况下，导体通过的电流是持续稳定的，经过一段时间后，达到发热与散热的平衡，使导体的温度维持在某一稳定值，电流所产生的全部热量将随时完全散失到周围介质中去，导体的温升也趋于稳定值
不管你的初始温度如何，当你其余的条件一样时，稳定最高温度相同，初始温度会影响你的温升斜率
电流大时，稳定温升高，电流小时，稳定温升低，导体的温升即可认为已趋近稳定温升
(2) 导体的载流量：未考虑日照影响时I=\sqrt{\frac{Q_{1}+Q_{f}}{R}}，考虑日照影响时，I=\sqrt{\frac{Q_1+Q_f-Q_t}{R}}，Q_1为对流散热量，Q_f为辐射散热量(影响载流量的因素有散热能力(综合散热系数和散热面积)、导体材料(电阻)、环境温度(温差)等有关)。
(3) 提高导体载流量的措施：减小导体的电阻、增大有效散热面积、提高换热系数。
(1) 导体短路时的发热过程：导体短路时发热是指短路开始至短路被切除为止很短一段时间内导体发热过程，具有的发热特点：短时间内是一个绝热过程且电阻和比热容不再是常数，而是温度的函数
。三相短路时，每相导体所收到的电动力等于与其余两相导体之间的电动力之和；
不衰减的固定分量(直流分量)、按时间常数T/2衰减的非周期分量、按时间常数T衰减的工频分量、不衰减的二倍工频分量；
按时间常数T/2衰减的非周期分量、按时间常数T衰减的工频分量、不衰减的二倍工频分量。
(3) 导体振动时的动态应力：电动力F(t)中含工频和二倍工频分量，若导体系统的固有频率等于或接近两个频率之一时，将发生机械共振。导体发生振动时，在导体内部会产生动态应力。工程上采用动态应力系数或振动系数B来考虑振动的影响，F_{max}=1.73\times10^{-7}\frac{L}{a}i^{2}\beta。为了避免导体产生危险的共振，对于重要的导体应使其固有频率在：单条导体及一组中的各条导体为35~135Hz、多条导体及引下线Hz、槽形和管形导体为30~160Hz。
