本文主要介紹的是電弧，首先介紹了電弧產生的原因及原理圖，其次介紹了電弧特點及用途、特性，最后闡述了電弧產生的危害及滅弧措施，具體的跟隨小編一起來了解一下吧。

電弧產生的原因

在有觸點電器中，觸頭接通和分斷電流的過程中往往伴隨著氣體放電現象---電弧的產生及熄滅，電弧對電器具有一定的危害。

電弧屬于氣體放電的一種形式。氣體放電分為自持放電與非自持放電兩類，電弧屬于氣體自持放電中的弧光放電。試驗證明，當在大氣中開斷或閉合電壓超過10V、電流超過100MA的電路時，在觸頭間隙（或稱弧隙）中會產生一團溫度極高、亮度極強并能導電的氣體，稱為電弧。由于電弧的高溫及強光，它可以廣泛應用于焊接、熔煉、化學合成、強光源及空間技術等方面。對于有觸點電器而言，由于電弧主要產生于觸頭斷開電路時，高溫將燒損觸頭及絕緣，嚴重情況下甚至引起相間短路、電器爆炸，釀成火災，危及人員及設備的安全。所以從電器的角度來研究電弧，目的在于了解它的基本規律，找出相應的辦法，讓電弧在電器中盡快熄滅。

我們借助一定的儀器仔細觀察電弧，可以發現，除兩個極（觸頭）外，明顯的分為3個區域，即近陰極區、近陽極區及弧柱區。

近陰極區的長度約等于電子的平均自由行程。在電場力的作用下正離子向陰極運動，造成此區域內聚集著大量的正離子而形成正的空間電荷層，使陰極附近形成高電場強度。正的空間電荷層形成陰極壓降，其數值隨陰極材料和氣體介質的不同而有所變化，但變化不大，約在10－20V之間。

近陽極區的長度約等于近陰極區的幾倍。在電場力的作用下自由電子向陽極運動，它們聚集在陽極附近而且不斷被陽極吸收而形成電流。在此區域內聚集著大量的電子形成負的空間電荷層，產生陽極壓降，其值也隨陽極材料而異、但變化不大，稍小于陰極壓降。由于近陽極區的長度比近陰極區的長，故其電場強度較小。

陰極壓降與陽極壓降的數值幾乎與電流大小無關，在材料及介質確定后可以認為是常數。

弧柱區的長度幾乎與電極間的距離相同。是電弧中溫度最高、亮度最強的區域。因在自由狀態下近似圓柱形，故稱弧柱區。在此區中正、負電粒子數相同，稱等離子區。由于不存在空間電荷，整個弧區的特性類似于一金屬導體。每單位弧柱長度電壓降相等。其電位梯度E。也為一常數，電位梯度與電極材料、電流大小、氣體介質種類和氣壓等因素有關。

電弧按其外形分為長弧與短弧。長短之別一般取決于弧長與弧徑之比。把弧長大大超過弧徑的稱為長弧。長弧的電壓是近極壓降（陰極壓降與陽極壓降）與弧柱壓降之和。若弧長小于弧徑，兩極距離極短（如幾毫米）的電弧稱為短弧。此時兩極的熱作用強烈，近極區的過程起主要作用。電弧的壓降以近極壓降為主，幾乎不隨電流變化。

電弧產生原理圖

電弧產生原理圖也是一個簡易高壓發生器電路，使用一塊固定頻率脈寬調制電路TL494 產生方波信號控制MOS 管Q1，Q1 上的交變電流在通過串聯的黑白電視機高壓包T 的時候升壓到2k~10kV，升壓后經高壓包次級串聯的高壓整流二極管半波整流，輸出帶直流分量的高頻高壓（或者說帶高頻紋波的直流高壓也行，兩者是一回事）。

電弧特點及用途

導電性強、能量集中、溫度高、亮度大、質量輕、易變性等。

電弧可作為強光源如弧光燈，紫外線源如太陽燈或強熱源如電弧爐。

電弧具有熱效應。

電弧的特性

1、火焰特性

為了讓大家對電弧特性理解更加深刻，首先帶大家回憶一下我們都學過的酒精燈火焰特性。見下圖我們可以簡單的總結出火焰的特點：

① 火焰由棉芯引出酒精燃燒產生，并且有一定的寬度；

② 火焰溫度有一定的梯度，外焰溫度最高，加熱時使用外焰；

③ 火焰易受燈芯狀態、外界氣流影響，產生跳躍引起不穩定。

2、電弧特性

結合火焰的特性，下面為大家詳細介紹電弧的特性。

① 電弧的產生及大?。弘娀∮捎陔姌O尖端放電產生，有一定寬度，電弧的寬度由兩電極間距離、電流控制技術等決定，電極間距越大，電弧的寬度越大。

② 電弧的溫度特性：和火焰溫度特性相同的是熔接機放電電弧也是有溫度梯度的，電弧越寬，溫度梯度越小，但不同的是，電弧的中心溫度最高，電弧的邊緣溫度最低，同樣的電流值情況下，電極間距越大，中心溫度越高。

③ 電弧的穩定性：電極的氧化、尖端受損以及環境氣壓等變化都會影響電弧的穩定。

電弧產生的危害

電弧電壓所產生的危害嚴重的，其溫度高達數千攝氏度，輕則損壞設備，重則可以產生爆炸，釀成火災，威脅生命和財產的安全。特別是在石油、電力行業中，更需要額外的注意，由于行業的特殊性，更容易造成事故，甚至是人員的傷亡。

在電力行業中，開關電器會產生電弧，因為其溫度高達數千攝氏度，能燒壞觸頭，甚至導致觸頭熔焊。如果電弧不立即熄滅，就可能燒傷操作人員，燒毀設備，甚至釀成火災。因此，有觸頭的電器應考慮其滅弧問題。尤其是高壓配電方面更要注意。一但由于帶負荷拉閘操作失誤，或者是在開關箱內有異物（導電體），拉出開關箱的時候，異物瞬間接通了兩極又分開，導致電弧產生，導致產生爆炸現象，炸傷、燒傷操作人員。

在石化行業中，各種設備都可能導致電弧的產生，再加之一些不可預測的天然因素的存在，所以在石化行業中更要特別的小心仔細，嚴防電弧產生爆炸，導致火災。

由于行業的特殊性，企業周圍的空氣中含有一定程度的易燃易爆氣體，只要碰到個中放電現象就可能將其爆，從而釀成大的災難。在電力行業企業中呢，更容易發生電弧現象，比如短路時，電流雖小，但因為接地故障的緣故，接地點就可能產生電弧；開關制造不良、安裝不善或維護不及時；線路敷設不善；電氣設備及線材的選擇未按所處環境采取適當的措施；動物咬、抓等造成絕緣損壞等。上述情況都有可能造成電弧事故，因此絕不可以輕視。

滅弧的主要措施

滅弧的主要措施有機械性拉弧、窄縫滅弧和柵片滅弧三種。

①機械性拉弧。分斷觸點時，迅速增加電弧長度，使單位長度內維持電弧燃燒的電場強度不夠而熄弧，如圖1所示。

②窄縫滅弧。依靠磁場的作用，將電弧驅入耐弧材料制成的窄縫中，以加快電弧的冷卻，如圖2所示。這種滅弧裝置多用于交流接觸器。

③柵片滅弧。分斷觸點時，產生的電弧在電動力的作用下被推入彼此絕緣的多組鍍銅薄鋼片（柵片）中，電弧被分割成多組串聯的短弧。

圖1 機械性拉弧

1-靜觸點；2-動觸點

圖2 窄縫滅弧裝置