重?fù)舸┫嚓P(guān)影響

電壓對重?fù)舸┻^程影響

圖4為不同電壓下觸頭間預(yù)擊穿導(dǎo)電通道形成時刻軸向電子密度分布，隨著電壓的增加，弧隙預(yù)擊穿導(dǎo)電通道形成時刻的電子密度明顯增大。由圖4可見，電壓由400V增加到500V時，軸向電子密度峰值增加。

觸頭間電壓增加一方面導(dǎo)致預(yù)擊穿階段近極區(qū)鞘層區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度變大，有利于電子經(jīng)過鞘層過程中快速積累能量，導(dǎo)致電子碰撞電離的加劇，電子濃度增加，促進(jìn)電子崩的發(fā)展，二次電子崩更容易發(fā)生，維持了碰撞電離發(fā)展，有利于重?fù)舸┑男纬?。另一方面，觸頭間電壓增加同時也造成了預(yù)擊穿階段近極區(qū)鞘層區(qū)域承受的電壓相應(yīng)增大，鞘層被擊穿的概率增加，這將增加預(yù)擊穿放電通道轉(zhuǎn)變?yōu)殡娀》烹姷目赡苄?。因此，隨著電壓的增加，重?fù)舸┌l(fā)生的概率將變大。

溫度對重?fù)舸┻^程影響

電弧運(yùn)動過程中，弧柱所經(jīng)過區(qū)域的初始溫度是重?fù)舸┓烹娦纬傻闹匾绊懸蛩刂?。隨著溫度的增加，電子的無序性加強(qiáng)，電子與其他粒子發(fā)生碰撞的幾率增加，發(fā)生電離的概率增大，產(chǎn)生電子、正離子等帶電粒子的密度大幅增加。由圖5可見，隨著初始溫度的增加，軸向電子密度增大。在近極區(qū)形成穩(wěn)定的正離子鞘層，鞘層區(qū)域的電子數(shù)密度相對較低。原因是電極表面因金屬屑、毛刺或倒角等形成局部強(qiáng)電場，引起電極表面場電子發(fā)射，電子通過正離子鞘層的加速到達(dá)預(yù)擊穿導(dǎo)電通道區(qū)域。由于放電是在大氣壓條件下進(jìn)行，碰撞電離后的電子、離子和中性粒子溫度近似相等。當(dāng)弧柱所經(jīng)過區(qū)域的初始溫度增加時，殘留高溫氣體、殘留局部電離氣體及金屬蒸氣使重?fù)舸┻^程中的電離程度得到了加強(qiáng)，導(dǎo)電通道內(nèi)高密度粒子使電子在運(yùn)動過程中更容易獲得能量，高能粒子大幅增加。大量高能電子會增加電離的概率，促進(jìn)局部擊穿放電的發(fā)生和發(fā)展，對電弧弧柱所經(jīng)過區(qū)域的介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)造成了不利條件。

重?fù)舸┓烹娋哂须S機(jī)性，因此，在說明不同電壓等級下的重?fù)舸└怕蕰r，重?fù)舸┌l(fā)生概率按如下步驟進(jìn)行計算：在每一電壓等級下，電流保持50A不變，反復(fù)進(jìn)行50次分?jǐn)嚯娀?shí)驗；根據(jù)電弧電壓曲線結(jié)合高速攝像機(jī)拍攝到的電弧圖片現(xiàn)象判斷是否發(fā)生重?fù)舸?；出現(xiàn)前文描述的兩類重燃的任何一種情況則計為該次分?jǐn)喟l(fā)生重燃，單次分?jǐn)嚯娀≈谐霈F(xiàn)多次重燃按一次重燃進(jìn)行統(tǒng)計。

重燃概率P計算公式為：P=N₀/N

式中，N₀為重?fù)舸┏霈F(xiàn)的次數(shù)；N為相同條件實(shí)驗的次數(shù)（50次）。

圖3為觸頭間施加不同電壓下，重燃發(fā)生概率的統(tǒng)計。由圖3可見，電壓由300V提高到800V，重?fù)舸┌l(fā)生的的概率從24%提高到82%。隨著電壓的增大，發(fā)生重?fù)舸┑母怕拭黠@變大。

根據(jù)電弧運(yùn)動過程中，弧柱所經(jīng)過區(qū)域重?fù)舸┓烹姲l(fā)生的空間位置，在綜合考慮電弧等離子體電極屬性基礎(chǔ)上，將重?fù)舸┓譃橐韵聝煞N：

觸頭間隙的重?fù)舸?/p>

包括陽極側(cè)重?fù)舸?、陰極側(cè)重?fù)舸┘盎旌现負(fù)舸?，如圖1所示。觸頭間的重?fù)舸┰斐呻娀‰妷捍蠓E降，嚴(yán)重增加燃弧時間，加劇觸頭的侵蝕，縮短開關(guān)電器的電壽命。

觸頭與電弧等離子體之間的重?fù)舸?/p>

電弧等離子體與觸頭之間的擊穿放電形成放電通道，電弧呈局部分叉的形態(tài)，如圖2所示。這種重?fù)舸┦侵绷鞔蠊β世^電器橋式雙斷點(diǎn)觸頭中特有的現(xiàn)象。該重?fù)舸τ|頭邊緣造成嚴(yán)重?zé)g，同時在滅弧室內(nèi)形成大面積燒弧區(qū)域，給直流大功率繼電器滅弧室內(nèi)部其他零部件帶來嚴(yán)重侵蝕甚至爆炸的隱患。

電弧是開關(guān)電器使用中不可回避的一種現(xiàn)象，電弧的產(chǎn)生會嚴(yán)重侵蝕觸頭，甚至?xí)龤в|頭或使觸頭熔焊，造成可靠性降低或接觸失效，縮短開關(guān)電器的使用壽命 。當(dāng)開關(guān)電器動靜觸頭分開時會在觸頭間的介質(zhì)中產(chǎn)生電弧，隨后電弧在外界磁場的作用下使弧根在電極上快速移動，弧柱逐漸拉長、彎曲變形，并最終熄滅。在電弧的弧柱變形、運(yùn)動過程中，觸頭間隙或附近區(qū)域會出現(xiàn)局部的重?fù)舸┓烹姮F(xiàn)象?；∠吨?fù)舸?，將延長燃弧時間，是增加觸頭磨損、降低電壽命及可靠性的重要影響因素。因此，對重?fù)舸┻^程和產(chǎn)生機(jī)理的認(rèn)識，可進(jìn)一步提高電器滅弧性能，縮短燃弧時間，提高產(chǎn)品的使用壽命和可靠性。

在強(qiáng)電場作用下，電介質(zhì)喪失電絕緣能力的現(xiàn)象。分為固體電介質(zhì)擊穿、液體電介質(zhì)擊穿和氣體電介質(zhì)擊穿3種。