触头开距

电力工程术语

触头开距是指开关/断路器在断开位置时，动静触头之间的最小距离。随着真空断路器电压等级的提高，真空断路器开距将相应增加，以满足动态和静态绝缘的要求。真空断路器在开断过程中电弧形态的变化，对电弧电流过零后能否顺利开断有着决定性的影响。因此，了解开断过程中长间隙电弧形态的演变过程与电参数的关系、掌握其运行机理，从而得到有效的电弧控制方案，就成为十分重要的课题。

简介

许多学者对电极过程和弧柱过程进行了深入研究，研究了电弧起始及燃弧过程中弧柱状态的变化，利用高速摄影分别对平板状触头和纵磁触头的真空电弧进行了观察，发现存在几种不同的电弧形态。这些研究都在中小开距范围内(通常不大于30mm )，对高电压等级真空断路器的研究仅能作参考。此外，前人所用的高速摄影要经过曝光、冲洗、印相若干程序，操作周期长，每一程序都对图象的分辨率有影响，难以定量分析。所用的采集系统拍摄速度极高，每秒可达65000幅，可利用计算机实现电弧图象、光强、电子密度与电弧电压、电弧电流等的实时相关分析。研究的内容为在可拆式真空灭弧室上，利用动态图象高速微机采集系统，对不同开距下相同电流等级和大开距下不同电流的电弧形态进行观察与记录。根据电弧形态，并结合电弧电压、电弧电流等参数进行相关分析，得出了电弧形态和电弧电压随开距和电弧电流的变化规律，并对成因作了探讨。

不同电弧电流下真空电弧形态

分析开距L= 40mm不同电弧电流峰值时的真空电弧形态时发现，阴极区域电弧半径随电弧电流增加而增加，电弧向左侧延伸的部分随电弧电流而增加。这一结论同样适用于其它开距的情况。

真空灭弧室在大开距、大电流情况下使用时，由于受到外部引线电动力的作用，电弧可能弯曲，并跑到弧隙外部。因此大开距真空灭弧室屏蔽罩的直径应足够大，以免电弧烧到屏蔽罩上，同时应缩短外部引线，并采取磁屏蔽措施以减小横向磁场，增加真空电弧的稳定性。

电弧电压与开距的关系

利用暂态波形记录仪对电弧电压、电弧电流进行采集存储后，由磁盘调至主计算机进行分析研究时，以电弧电流峰值、即电流变化率为零时的电弧电压作为该开距下电弧的电压，这样做的原因一方面是为了克服线路电感对侧量值的影响；另一方面是在电弧电流峰值时，电弧电压比较平稳，噪声分量也较小。

虽然从理论上说在电弧电流一定的条件下，电弧电压增加意味着输人到电弧的功率增加，但从电弧图象可见，随开距增加，只是电弧在极面上占有的面积增加，光强值并无多大变化。由此可见，电弧输入增加的功率的一部分用于加热触头表面，另一部分则用于增加因开距和电弧表面积增加导致电弧向触头间隙外扩散的电子、离子和金属蒸汽量，以维持真空电弧的能量平衡。

总结

1.电弧电流一定时真空电弧在阴极处的面积，随开距增加而增加;开距一定时真空电弧在阴极处的面积随电流增加而增加。

2.大开距下电弧受外部引线横向磁场的作用会发生弯曲，而延伸到弧隙外部，为此应加大屏蔽罩直径或采取磁场屏蔽措施，以降低外磁场的影响。

3.电弧电压基本上随开距增加而线性增加，平均电场强度随开距增加而降低。

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