電弧在我們的生活工作中是很常見的,比如電焊時(shí)的焊條電弧、電氣閘刀開關(guān)動(dòng)作時(shí)的接觸電弧和毛衣摩擦產(chǎn)生的靜電電弧等。電弧的本質(zhì)是:在外加電場(chǎng)的作用下,大量電子定向移動(dòng)將空氣擊穿導(dǎo)致的氣體游離放電,并伴隨強(qiáng)烈的弧光放電現(xiàn)象,這就是我們看到的電弧。 在清楚什么是電弧后,我們根據(jù)電弧的產(chǎn)生機(jī)理,將電弧分為好弧和壞弧。 好弧即為正常電弧,是電氣設(shè)備正常工作時(shí)產(chǎn)生的一種電弧,如上文舉例的焊條電弧,對(duì)電氣設(shè)備不產(chǎn)生影響。 壞弧就是故障電弧,主要是由于電氣線路或設(shè)備中絕緣老化破損、電氣連接松動(dòng)、空氣潮濕、電壓電流急劇升高等原因引起的。故障電弧持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),局部溫度高,能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備產(chǎn)生很大影響,并且能引起火災(zāi)。在電氣設(shè)備保護(hù)中,故障電弧的防護(hù)是重中之重。 另外需要注意的是,有些電弧產(chǎn)生的原因是一樣的,但產(chǎn)生電弧時(shí)電氣設(shè)備的工作階段不同、電弧持續(xù)時(shí)間不同,對(duì)電弧判斷是好弧還是壞弧也是有差異的。如當(dāng)我們將用電設(shè)備的插頭接入開關(guān)插座時(shí)產(chǎn)生的電弧,產(chǎn)生原因是插頭和插座之間存在間隙,導(dǎo)致氣體放電,但由于放電時(shí)間短暫,緊密接觸之后設(shè)備正常工作,因此是正常電弧;但如果插頭和插座接觸不良產(chǎn)生電弧,原因也是插頭和插座之間存在間隙,但電弧持續(xù)產(chǎn)生,導(dǎo)致設(shè)備異常工作,那這些電弧就變成了故障電弧。故障電弧的分類 (1)串聯(lián)型故障電弧串聯(lián)型電弧故障往往發(fā)生在一根導(dǎo)線上,由于導(dǎo)線破損、接觸點(diǎn)松動(dòng)等造成的,因?yàn)殡娀∠喈?dāng)于一個(gè)動(dòng)態(tài)電阻,再和負(fù)載串聯(lián),其電弧電流往往小于額定電流,不會(huì)引起過流保護(hù)器動(dòng)作,導(dǎo)致電弧持續(xù)存在。由于串聯(lián)電弧電流相對(duì)較小,其釋放的熱量一般不直接導(dǎo)致火災(zāi),但是當(dāng)串聯(lián)電弧持續(xù)存在會(huì)使導(dǎo)線絕緣層碳化分解,引發(fā)危害性更大的并聯(lián)型電弧故障或是金屬性接觸短路。 (2)并聯(lián)型故障電弧并聯(lián)型故障電弧發(fā)生在相線之間,例如當(dāng)兩相線絕緣層遭遇雷電等產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓而擊穿、因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的被碳化在相線間形成碳化通路以及金屬穿刺切割相線都會(huì)產(chǎn)生并聯(lián)故障電弧。在線路阻抗較大的情況下,其電流幅值很難達(dá)到過流斷路器的動(dòng)作閾值,在此期間電弧將釋放大量的熱,其迸發(fā)的火花很容易點(diǎn)燃周圍的可燃物,直接導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。(3)接地型故障電弧配電系統(tǒng)中,接地型故障電弧引起的火災(zāi)遠(yuǎn)多于串并聯(lián)型故障電弧引起的火災(zāi),這是因?yàn)榻拥匦凸收想娀“l(fā)生概率遠(yuǎn)大于串并聯(lián)型故障電弧。例如,在電氣線路施工中,線路的絕緣外皮在穿鋼管拉電纜電線時(shí),很容易因?yàn)槟Σ翆?dǎo)致其破損;又比如,線路對(duì)地的絕緣性能會(huì)長(zhǎng)期受雷電或電源的過電壓沖擊而下降,這些都大大增加了接地故障電弧發(fā)生幾率。其根本原因在于,配電線路導(dǎo)線間的絕緣水平往往高于線路對(duì)地的絕緣水平。 雖然接地型故障電弧導(dǎo)致火災(zāi)的危害增大,但是因?yàn)槭窍嗑€與地之間的電弧故障,會(huì)產(chǎn)生剩余電流,漏電斷路器對(duì)其有很好的防范作用。而傳統(tǒng)斷路器對(duì)串并聯(lián)電弧故障引起的火災(zāi)難以防范,使得防范該類電氣故障成為了并聯(lián)型故障電弧發(fā)生在相線之間,例如當(dāng)兩相線絕緣層遭遇雷電等產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓而擊穿、因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的被碳化在相線間形成碳化通路以及金屬穿刺切割相線都會(huì)產(chǎn)生并聯(lián)故障電弧。在線路阻抗較大的情況下,其電流幅值很難達(dá)到過流斷路器的動(dòng)作閾值,在此期間電弧將釋放大量的熱,其迸發(fā)的火花很容易點(diǎn)燃周圍的可燃物,直接導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。