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1.产生电弧的根本原因 开关触头在分断电流时之所以会产生电弧,根本原因在于触头本身及其周围介质中含有大量可被游离的电子。这样,当分断的触头之间存在着足够大的外施电压的条件下,这些电子就有可能强烈地电游离而产生电弧。 2.产生电弧的游离方式 (1)热电发射 当开关触头分断电流时,其阴极表面由于大电流逐渐收缩集中而出现炽热的光斑,温度很高,从而使触头表面分子中外层电子吸收足够的热能而发射到触头间隙中去,形成自由电子。 (2)高电场发射 开关触头分断之初,电场强度很大。在这种高电场的作用下,触头表面的电子可能被强拉出来,使之进入触头间隙的介质中去,也形成自由电子。 (3)碰撞游离 当触头间隙存在足够大的电场强度时,其中的自由电子将以相当大的动能向阳极运动,电子在高速运动中碰撞到中性质点,就可能使中性质点中的电子游离出来,从而使中性质点分解为带电的正离子和自由电子。这些被碰撞游离出来的带电质点在电场力的作用下,继续参加碰撞游离,结果使触头间介质中的离子数越来越多,形成"雪崩"现象。当离子浓度足够大时,介质击穿而发生电弧。 (4)高温游离 电弧的温度很高,表面温度达3000~4000℃,弧心温度可高达10000℃。在如此高温下,电弧中的中性质点可游离为正离子和自由电子(据研究,一般气体在9000~10000℃发生游离,而金属蒸气在4000℃左右即发生游离),从而进一步加强了电弧中的游离。触头越分开,电弧越大,高温游离也越显著。 由于上述各种游离的综合作用,使得触头在分断电流时产生电弧并得以维持。