4、交流电弧中断原理与主要理论综述

交流电弧中断原理与主要理论综述

1. 不同电路类型的中断特性

1.1 纯电阻电路中断

在纯电阻电路中断时，电极空间和系统电压会呈现特定的电流、电压及恢复特性。随着间隙长度的增加，电弧电压和熄灭电压峰值会增大，间隙的耐受能力也会增强。当电源电压低于再燃电压时，电路中的电流就能成功中断。

1.2 电感电路中断

• 电压电流相位差 ：电感电路中，电阻相较于电感通常较小，因此电压和电流之间存在较大的相位角差。电流过零点不再出现在电压接近零的时刻，而是在电压接近最大值时。这意味着在电流反转点之后，电弧很容易重燃。
• 电容的影响 ：实际上，所有电感电路都存在一定的自电容，如变压器绕组间和设备自身对地的有效电容。尽管正常情况下有效电容很小，但在中断过程中起着重要作用。在电流过零瞬间，对地电容会被充电至电源电压最大值与熄灭电压峰值之和。当电弧熄灭时，电感中储存的电磁能会与电容中的静电能相互转换，电路产生的自然振荡会因电路中的电阻而逐渐衰减。由于电感和电容的振荡频率远高于电源频率，在振荡响应期间可认为电源电压恒定。在电感交流电路中断时，恢复电压通常会在电流中断时达到最大值，但由于对地电容的存在，恢复电压不会在电流中断瞬间达到峰值，此时电路中会出现瞬态响应。

1.3 电容电路中断

与电感电路中断的高难度不同，电容电路中断时系统条件有利于在电流过零瞬间实现有效中断，因为电极间的电源电压上升速率非常缓慢。在正常电流过零且电弧中断时，电容器会充电至接近系统电压的最大值，电弧电压与电源电压相比很小，通常可忽略不计。中