DQZHAN技術(shù)訊：開關(guān)電器觸頭開斷過程是什么樣的？
許多朋友想了解開關(guān)電器觸頭開斷的過程。
觸頭分?jǐn)喟ㄋ膫€(gè)過程：
**個(gè)過程：剛開始分離
當(dāng)觸頭開始分離時(shí)，動(dòng)觸頭朝著與靜觸頭分離的方向運(yùn)動(dòng)。由于超程的原因，電路并未斷開，但超程和接觸壓力在逐漸減小，接觸點(diǎn)也在減小，直至剩下*后一個(gè)接觸點(diǎn)。此接觸點(diǎn)內(nèi)電流密度很大，溫升劇烈升高，以至于觸頭熔融。
專有名詞解釋：
1.動(dòng)觸頭和靜觸頭
開關(guān)電器閉合和分?jǐn)鄷r(shí)始終處于靜態(tài)的觸頭稱為靜觸頭，見上圖中右側(cè)的觸頭；
開關(guān)電器閉合和分?jǐn)鄷r(shí)執(zhí)行合分操作的觸頭稱為動(dòng)觸頭，見上圖中左側(cè)的觸頭。
2.開距
開距指的是觸頭處于打開狀態(tài)時(shí)，動(dòng)靜觸頭之間的距離。
開距與觸頭組合的介電能力有關(guān)，與熄弧過程也有關(guān)。
3.超程
上圖中，當(dāng)動(dòng)靜觸頭閉合后，把靜觸頭抽走，動(dòng)觸頭能夠繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的距離叫做超程。
超程很重要。當(dāng)觸頭合金因?yàn)槎啻魏戏直浑娔p磨平，也即電壽命終了時(shí)，超程決定了開關(guān)電器仍然能執(zhí)行閉合操作。也因此，電壽命與超程結(jié)下了不解之緣。
另外，超程與接觸壓力有關(guān)。
**個(gè)過程：形成液態(tài)金屬橋并拉斷
動(dòng)靜觸頭已經(jīng)脫離，但熔融的金屬形成液態(tài)金屬橋。由于金屬橋的電阻大于固體金屬，而熱量又高度集中在橋內(nèi)，使得金屬橋的溫度達(dá)到沸點(diǎn)，隨后金屬橋發(fā)生爆炸性斷裂，觸頭間隙就此形成。
這一段文字好理解。不過這里有一個(gè)小問題：為何液態(tài)金屬橋的電阻大于固體金屬？
答案是：一般的金屬材料都具有正電阻溫度系數(shù)，溫度越高，電阻越大。
第三個(gè)過程：觸頭斷裂形成電弧
觸頭剛斷裂瞬間，間隙中充滿金屬蒸汽和空氣。由于電流被瞬間切斷，因此產(chǎn)生過電壓，將空氣介質(zhì)和金屬蒸汽擊穿，并形成電弧。
為何電流被瞬間切斷后會(huì)產(chǎn)生過電壓？
答案是：因?yàn)榫€路中存在感性元件，電感產(chǎn)生了反向電動(dòng)勢E，且有：
E=-LdI/dt
開斷過程越快，反向電動(dòng)勢就越高，由此形成過電壓。
第四個(gè)過程：電弧熄滅完成開斷操作
隨著觸頭間隙繼續(xù)擴(kuò)大，各種熄滅電弧的因素在起作用，隨著電弧電流和溫度降低，電弧*終轉(zhuǎn)化為非自持放電并且熄滅。觸頭間隙恢復(fù)為絕緣體，觸頭分?jǐn)噙^程就此結(jié)束。
這一段文字中的概念比較多。主要有：
直流電弧的熄滅條件、交流電弧的熄滅條件、交流電弧的零休現(xiàn)象、低壓電器的交流電弧近陰極效應(yīng)、氣體的自持放電及非自持放電等等。
我逐一解釋。
**：關(guān)于直流電弧的熄滅條件
圖1是電路圖。當(dāng)電弧出現(xiàn)后，如果電弧穩(wěn)定燃燒，它的電流Ih不變，于是電感上的電壓LdIh/dt=0。圖4中可看見兩處滿足條件，即點(diǎn)1和點(diǎn)2，但僅點(diǎn)2是電弧穩(wěn)定燃燒點(diǎn)。
為了不讓電弧穩(wěn)定燃燒，有兩個(gè)辦法，其一是增大線路電阻，也即把圖4中的EK線變成EK'線，使得電弧電流脫離點(diǎn)2，實(shí)現(xiàn)滅?。黄涠怯脰鸥竦确椒ò央娀∏袛?，使得電弧曲線上升，也即讓圖中的電弧曲線H1上升為H2，以此脫離點(diǎn)2，實(shí)現(xiàn)滅弧。
**：關(guān)于交流電弧的熄滅條件
交流電弧存在過零的也即零休現(xiàn)象。零休時(shí)，電弧熄滅。
當(dāng)電壓反相后，弧隙電壓Uvf迅速升高，同時(shí)弧隙中的氣體溫度在降低，介質(zhì)的恢復(fù)作用Ujf也在增強(qiáng)。
如果Uvf>Ujf，則交流電弧一定重燃；反之，如果Uvf<Ujf，則交流電弧熄滅。
第三：低壓交流電弧的近陰極效應(yīng)
這個(gè)現(xiàn)象在以前解釋過，此處不再重復(fù)。近陰極效應(yīng)是低壓電器所特有的，它能幫助低壓電器滅弧。
近陰極效應(yīng)只能用于低壓電器。
第四：氣體的非自持放電和自持放電
看下圖：
圖中藍(lán)**域OC為非自持放電，而CF為自持放電區(qū)。其中DE為電弧放電區(qū)。
當(dāng)觸頭間隙中的氣體因?yàn)榛亟档?，使得氣體的擊穿狀態(tài)進(jìn)入到非自持區(qū)域時(shí)，只要生弧條件不滿足，則電弧熄滅。
