国网备考知识点(电气设备主系统篇·二：电气设备相关的基本理论和分析方法)

前言

今天这篇笔记整理电气设备主系统第二章节的内容，主要介绍电弧理论、载流量计算、发热计算和电动力计算四部分内容，重点依旧是各种文字性的知识点，公式计算题等在研究生考试中并不多见。下面开始今天的内容。

主要内容

电弧的基本理论

当开关电器切断有电流的电路时(10~20V，80~100mA都会产生电弧)，在动静触头间隙中(简称弧隙)会出现电弧。对于220V的低压刀开关，只要开断不大的负荷电流，就可产生电弧。在高压电路中，开断大电流时，会产生极强烈的电弧。开断的负荷电流越大，电弧就越强。

• 电弧现象：

(1) 特点：能量集中、温度高、亮度强、由阴极区/弧注区/阳极区三部分构成、属于自持放电现象、是一种游离的气体。

(2) 危害：

1. 电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间，加重了电力系统短路故障的危害；
2. 电弧产生的高温(弧注中心区的温度可达10000°C以上)，将使触头表面化和蒸化，烧坏绝缘材料；
3. 由于电在电动力、热力作用下能移动，很容易造成飞弧短路和伤人，或引起事故的扩大。

• 电弧的产生和维持：电弧的产生和维持是触头绝缘介质的中性质点被游离的结果，游离就是中性质点转化为带电质点的动态过程。电弧的形成过程就是气态介质或固态、液态介质高温气化后向等离子体态的转化过程

1. 阴极发射自由电子(电弧形成的先决条件)：在触头分离的最初瞬间，触头电极的阴极发射电子对电弧过程起决定性作用，有强电场发射和热电子发射(热电子发射只存在于分闸时)两种方式；
2. 弧柱区气体游离产生大量自由电子：有两种方式：碰撞游离(电弧形成的主要因素)和热游离(电弧燃烧的主要因素)。热电子发射或强电场发射在触头间隙中产生少量的自由电子，这些自由电子与中性分子发生碰撞游离并产生大量的带电粒子，从而形成气体导电，即产生电弧，一旦电弧产生后，将由热游离作用来维持电弧燃烧(先由碰撞游离在弧注区产生少数的自由电子，后由热游离进一步发展并维持)。

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