电弧是一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质（例如空气）所产生的瞬间火花。电弧是一种自持气体导电（电离气体中的电传导），其大多数载流子为一次电子发射所产生的电子。熔断器中的电弧是在电路中的熔断器熔断时,当电压和电流达到一定值时,熔断体刚刚熔化断开,刚刚分开的熔断体之间就会产生拉弧,这就是电弧。
电弧的分类
1按电流种类可分为:交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。
2按电弧的状态可分为:自由电弧和压缩电弧。
3按电极材料可分为:熔化极电弧和不熔化极电弧。
电弧的危害
1 电弧的存在延长了开关电器开断故障电路时间,加重了电力系统短路的概率。
2 电弧产生的高温,将触头表面熔化和蒸发,烧坏绝缘材料。对充油电气设备还可能引起着火,爆炸等危险。
3 由于电弧在电动力、热力的作用下能移动。很容易造成飞弧短路和伤人,引起事故扩大。
电弧的组成
1 弧柱区
弧柱区呈电中性,它是由分子、原子、受激的原子、正离子、负离子及电子所组成,其中带正电荷的离子与带负电荷的离子几乎相等,所以又称为等离子体。带电的粒子在等离子体定向移动,基本上不消耗能量,所以才能够在低电压条件下,传输大电流。传输电流的主要带电粒子是电子,大约占带电粒子总数的99.9%,其余为正离子。 因为阴极区和阳极区的长度极短,所以可以认为弧柱区长度为电弧长度。弧柱区的电场强度较低,通常只有5～10V/cm。
2 阴极区
阴极被认为是电子之源。它向弧柱提供99.9%的带电粒子(电子)。阴极发射电子的能力,对电弧稳定性影响极大。阴极区的长度为10-5～10-6cm,如果阴极压降为10V,则阴极区的电场强度为106～107V/cm。
3 阳极区
阳极区主要是接受电子,但还应向弧柱提供0.1%的带电粒子(正离子)。通常阳极区的长度为10-2～10-3cm,则阳极区的电场强度为103～104V/cm。由于阳极材料和焊接电流对阳极区压降影响很大,它可以在0～10V之间变化。例如当电流密度较大,阳极温度很高,使阳极材料发生蒸发时,阳极压降将降低,甚至到0V。
电弧的特征
1 维持电弧稳定燃烧的电弧电压很低,在大气中1cm的直流电弧弧柱的电压只有10～50V。
2 在电弧中能通过很大电流,可从几安到几千安。
3 电弧具有很高的温度,弧柱温度是不均匀的,中心温度最高,可达到6000-10000度,而远离中心则温度降低。
4 电弧能发出很强的光。电弧的光辐射波长为(1.7-50)×10-7m。它包括红外线,可见光和紫外线3个部分。
