摘要：电弧是一种常见的气体放电形式，在工业使用过程中，它能够提升工业生产的有效性，但也有较强的危害。本文将对高压开关触头间电弧产生的机理进行研究，以及对电弧熄灭的方式进行探索保证危害减弱到最低。这样能够使我们对电弧进行进一步的了解，避免对我们的生命财产安全造成影响，也为今后预防电力开关中电弧的故障提供相应的思考。
关键词：电力开关；电弧；创新；产生机理；灭弧；措施
引言
随着科学技术的不断发展，我国电力工业应用过程中也在使用多种不同的元件。电力工业需求的增长对高压开关性能的要求也逐渐的提升，安全性和稳定性是关系到我国电力系统长远发展的重要因素。断路器在电力工业中起着重要的作用，它能够控制电路和保护电力系统。能够载有载无载和一些电力短路情况下受到影响，特别是在高压、强电流的条件下进行断开电路。在断开过程中产生的电弧，如果不熄灭，电路就不能被正常的开断。所以在这个过程中，我们一定要对电力开关中电弧的产生机理和其灭弧的措施进行探索，从而保证人们的生命财产安全。
1电弧的产生
电弧是一种常见的气体放电现象，它是将能量得到集中使其温度升高。它的亮度也比平常的电能亮度大。电离的气体质量是比较轻的，产生过程中会发出刺眼的光，在外力作用下，也能比较快速的移动，具有伸缩性比较好的特质。在对电力开关分断电路操作的过程中，当开关触头即将分离的瞬间，触头的接触面积突然减小，使得触头接触的电阻突然增加。这样在电路上就会产生比较高的温度，使触头的电子热进行相应的发射。这种情况是我们在很多电子发射情况中都能看到的，只不过电弧产生的过程中的温度和亮度都会比常见的要大很多。在开关触头分离的一瞬就会形成很强的电场，触头之间的温度也会使得电子迅速加速，这样能够让周围的气体中产生大量的电子，通过相互作用和相互碰撞，使开关触头间的气体在短时间内发生电离，发出刺眼的光芒，这就是我们通常所见到的电弧。电弧的温度可能达到4000多度以上。对人体和相应的机械产生了极大的威胁，所以，我们对其进行相应的产生机理分析和控制是非常有必要的。
电弧形成的机制有两个，第一个是场致电子发射，第二个是热电子发射。场致电子发射是通过材料表面很强的电场对温度降低时可能会发生势垒的宽度变化。这时候我们不需要外界能量就会对隧道的效应进行一定的势垒，导致电子的发射。热电子发射需要通过阴极，温度升高，这样才能在热作用下产生电子发射情况。电子通过两极之间的电场进行加速，产生大量的电子，让温度急剧升高。通过上述我们可以知道对当前电子材料的分析和控制能够有效的提升电子发射的能力。也能促进热电子发射，在工作状态下达到所需要的温度，提供大量的电流，改善当前出头材料，提升各个原件的抗温能力。
2电弧的熄灭
根据电弧的性质和特点，电弧在熄灭程中可以运用多种方式来增加电弧的长度和磁场吹弧使电弧在空气中运动加速。这样能够提升外界能量，使相应的气流通过改变方向，引得电弧在管道中与介质相互接触，这样能够减少电弧产生的概率也会将长弧分成短弧减少伤害。
2.1利用结构改变熄弧
利用结构改变熄弧是当前电弧熄灭的重要方式，可以通过隔板将相应的开关和设备等分割成多个空间，这样能够有效地减少电弧的产生概率。对灭弧进行隔板能够对电流的开关进行低压设置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不同形式的隔板对电场分布的影响是很大的，所以在进行隔板设置的时候一定要对当前的情况进行控制与分析。如果隔板的长度是平行的，这样能使触头和隔板之间的等位线比较密集使得电场强度增强，这种结构的电场分布结构非常不均匀，也会使电场分布过宽。如果将隔板改为不同长度，设置的时候也有一些变化，能使电场分布变得均。这两种结构使得息弧的变化非常大，在动触头和隔板之间也会受到影响，使得恢复电压场的情况下，电弧重燃率降到最低，燃弧时间最短。
2.2 利用介质熄弧
利用介质熄弧也是当前灭弧的重要方式，人们可以通过电弧与气体之间的相互运动，通过降温等方式分离和冷却使电弧熄灭。一般我们采用的介质主要有空气灭弧、油灭弧、真空灭弧这三种方式。通过有效地应用都能够进行灭弧，空气灭弧是当前使用最多的一种方式，可以使用压缩空气对开关触头之间的电弧进行拉长，进而保证其温度降低，有效地使电离减弱，提升弧面的效果。油灭弧是指油在电弧的高温作用下，能够很快的进行挥发，使得电弧周围形成相应的气泡，气泡内部气体温度升高能够使得气泡外的温度进行降低，这样能够有效对电弧温度进行冷却。通过这种方式也能够加剧对弧柱内外的冷却效果。通过电和汽泡内的油的燃烧，让蒸汽下产生了较高的压力，使电弧中的游离质点的自由行程减小，让电弧熄灭更有效率。真空灭弧是指真空中有比一般气体更多的绝缘强度，他在灭弧过程中的效果会更好，能够将真空电弧的带电质点的密度和温度进行控制，能够形成强烈的对流，导致温度升高的电子迅速扩散，使得温度降低，这样电弧就难以生存。
2.3改善触头材料来熄弧
改善触头材料来灭弧是目前比较公认的一种方法。因为触头材料的选择与电弧产生的有直接关系，触头如果发生温度过高会使其燃烧影响整个电力系统稳定。表面能量过于集中可能会引起金属熔化，这样也会产生汽化。如果在间隙被击穿之后触头可能会从空间释放出能量，加热时表面的热源产生不同的作用，周围的金属也会因为温度过高而产生融化。如果改善触头材料能够使融化的几率降低。电弧输入材料到达熔点的快慢也决定了触头材料的抗融化能力。我们在选择触头的过程中需要从硬度、抗磨损性、熔点、抗电弧性等多方面进行灵活选择。我们要通过多种科学化的方式来提升技术创新，保证触头的质量。在选择时尽量选择熔点比较高的材料来进行吃触头的制作，这样能够有效的抑制开关分断时的电子发射情况，还能使电弧降到最小。对天湖瞬间产生的能量进行抑制。
结语
综上所述，随着我国电力工业发展势头逐渐迅猛，当前电能的负荷分布也非常不均匀。很多电网在传输距离和容量方面均不能满足当前人们对电能的需求，因此，越来越需要高压的输电技术来满足当前电能的要求。我国目前能源十分紧张，这个时候通过对电力开关和触头的质量提升能够使我国电能提供更强大的效能。因此，对触头材料性能进行更加深入的研究和分析是十分有必要的。我们需要对电弧有利一面和不利一面都进行分析，通过利用电弧可以进行焊接、切割等工业化生产，来提高我国工业化的有效性，同时也要对电弧的故障进行有效的控制，这样能够促进我国电力工业的可持续发展。
参考文献：
[1]张晓戈，贾智磊，戴宇飞.低压成套开关设备内部故障电弧研究[J].中国标准化，2018（22）：248-249.
[2]曹小连.中压开关柜电弧防护新措施[J].电子测试，2018（21）：115-116.
[3]唐玉龙.试析电力开关中电弧的产生机理[J].通信电源技术，2018，35（07）：205-206.
[4]王超.电力开关中电弧的产生机理[J].民营科技，2017（10）：2.
论文作者:王钰洲
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/3
标签：电弧论文; 触头论文; 温度论文; 隔板论文; 电场论文; 电子论文; 材料论文; 《电力设备》2019年第3期论文;