電弧常被當(dāng)做電氣火災(zāi)的元兇，實(shí)際卻并非那么簡(jiǎn)單。電弧是生產(chǎn)生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象，無(wú)論是在干燥地毯上行走時(shí)產(chǎn)生的放電現(xiàn)象還是閃電現(xiàn)象都有電弧出現(xiàn)。電弧是電流穿越氣體（通常是空氣）發(fā)生的現(xiàn)象。電弧可以是電火花和電弧的統(tǒng)稱，二者沒(méi)有明顯區(qū)別，電火花轉(zhuǎn)瞬即逝，而電弧則可持續(xù)相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間。
電弧的持續(xù)條件
如果要使電弧能夠持續(xù)下去，則需要電離導(dǎo)體產(chǎn)生的蒸氣不斷地補(bǔ)充到周圍環(huán)境中去。同時(shí)由于空氣是較好的絕緣體，因此大氣環(huán)境下要在兩導(dǎo)體之間產(chǎn)生電弧不僅需要很高的電壓，而且導(dǎo)體的間距還必須十分小。但是電弧一旦出現(xiàn)，導(dǎo)體之間由金屬蒸氣和電離作用產(chǎn)生空氣分子組成的導(dǎo)電路徑就能維持此電弧。
電弧的能量
由于電弧持續(xù)時(shí)間可從幾微秒到幾百秒，從門把手上的小型靜電弧到大規(guī)模的弧光放電，電弧釋放的熱量可以從幾微焦到幾百萬(wàn)焦不等。因此，電弧引燃其他物質(zhì)的能力主要依賴于持續(xù)時(shí)間、電流強(qiáng)度及可燃物對(duì)電弧的靈敏度（如物理和化學(xué)特性）。
電弧未必點(diǎn)燃可燃物
盡管電弧可以產(chǎn)生幾千度的高溫，但由于其作用范圍十分小，所以，除非距離十分近，否則一般的可燃物很難被其引燃。與固體可燃物質(zhì)相比，氣體可燃物質(zhì)（包括絕緣物質(zhì)分解生成的蒸氣）被點(diǎn)燃的概率更大些。但那些很細(xì)的或很薄的固體可燃物質(zhì)（如紙張）有時(shí)也可被持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)、能量較高的電弧點(diǎn)燃。
當(dāng)過(guò)大電流流經(jīng)金屬導(dǎo)體時(shí)，其溫度可達(dá)到熔點(diǎn)。一旦發(fā)生熔化，導(dǎo)線會(huì)發(fā)生熔斷且在此處產(chǎn)生電?。妷焊邥r(shí)或許會(huì)持續(xù)產(chǎn)生電弧），此高溫電弧熔化產(chǎn)生的金屬液滴落到附近物體表面上時(shí)重新凝結(jié)成滴狀。盡管這些熾熱微粒溫度十分高，但一般情況下卻很難引燃周圍的固體可燃物質(zhì)。
能夠被電弧點(diǎn)燃的情形
電弧的持續(xù)時(shí)間對(duì)于其點(diǎn)燃能力影響較大。在實(shí)際電路中，由于過(guò)流保護(hù)裝置的存在，使得電弧能夠持續(xù)的時(shí)間較短。因此，一般情況下，電弧幾乎不能點(diǎn)燃任何固體可燃物質(zhì)，除非過(guò)流保護(hù)裝置不起作用或是固體可燃物質(zhì)很細(xì)碎（棉花廢料或碎鋸末）且兩者直接接觸時(shí)才有可能。對(duì)于易燃的氣體，由于其較低的點(diǎn)燃能，即便與較小的電弧直接接觸也會(huì)被點(diǎn)燃。
電弧主要發(fā)生在大電流分?jǐn)鄷r(shí)的機(jī)械觸點(diǎn)之間，久而久之會(huì)對(duì)觸點(diǎn)造成腐蝕，并有可能導(dǎo)致火災(zāi)或者爆 炸，嚴(yán)重威脅生產(chǎn)、財(cái)產(chǎn)安全。相關(guān)行業(yè)的工程師一直在努力尋找抑制電弧的有效方法。下圖就是接觸器在分?jǐn)鄷r(shí)產(chǎn)生了電弧現(xiàn)象。
什么是電弧，電弧有哪些特點(diǎn)
電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，原本接觸的兩個(gè)觸點(diǎn)通有大電流，在觸點(diǎn)斷開(kāi)的瞬間，電子或離子游離到空氣中并瞬間產(chǎn)生電火花，致使周圍的空氣自持導(dǎo)電，所以在電弧發(fā)生期間兩個(gè)觸點(diǎn)還是導(dǎo)電的。電弧持續(xù)的過(guò)程叫做拉弧的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程大概持續(xù)幾十毫秒至幾百毫秒之間，一般不會(huì)超過(guò)一秒，但是在整個(gè)拉弧期間，電弧攜帶了巨大的能量和高溫，可使周圍的易燃物瞬間引燃引起火災(zāi)或者爆 炸。
電弧存在以下特點(diǎn)：
1) 起弧電壓、電流低。電弧并非是高壓、高電流的專屬，其實(shí)只要回路電壓超過(guò)20V，電流超過(guò)80mA，機(jī)械式觸點(diǎn)在分?jǐn)鄷r(shí)，就可能產(chǎn)生電弧。
2) 能量集中、溫度高。在觸點(diǎn)分?jǐn)嗨查g，電弧被瞬間釋放，產(chǎn)生高溫高能量的電火花。
3) 易游離、易變形。由于電弧是氣體放電，所以在外力作用下容易游離、變形，可以利用這個(gè)特點(diǎn)想辦法滅弧。
4) 導(dǎo)電性能良好。電弧是導(dǎo)電的，延遲了觸點(diǎn)的分?jǐn)唷?/SPAN>
電弧是如何產(chǎn)生的
電弧是如何產(chǎn)生的呢？機(jī)械式觸點(diǎn)的動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)之間的活動(dòng)距離非常小，在觸點(diǎn)分離時(shí)，接觸壓力和接觸面積也在減小，導(dǎo)致觸點(diǎn)之間的接觸電阻變大，流過(guò)的電流致使觸點(diǎn)之間的溫度上升，在有限的空間內(nèi)，高溫把觸點(diǎn)表面液化。同時(shí)，在觸頭之間形成了非常大的電場(chǎng)，觸點(diǎn)在分?jǐn)鄷r(shí)，內(nèi)部的電子就被電場(chǎng)拉了出來(lái)，形成了電場(chǎng)發(fā)射，使電子、離子被游離就形成了電弧。
電弧如何抑制
電弧是不可避免的，只能抑制不能消除。從機(jī)械結(jié)構(gòu)的角度，可以使用滅弧室和滅弧柵來(lái)隔離電弧。滅弧柵是由很多滅弧片所構(gòu)成的，滅弧片將滅弧室分隔成很多個(gè)獨(dú)立的空間，電弧產(chǎn)生后通過(guò)磁吹的方式將電弧引入滅弧柵所構(gòu)成的空間中，使電弧被拉長(zhǎng)導(dǎo)致無(wú)法維持，從而加速了電弧的熄滅，起到了電弧抑制的效果。
交流回路和直流回路在分?jǐn)鄷r(shí)都能產(chǎn)生電弧，同等條件下，交流所產(chǎn)生的電弧要弱于直流所產(chǎn)生的電弧，這是因?yàn)榻涣麟娛怯蟹较虻模堪雮€(gè)周期交流電會(huì)過(guò)零，削弱了電弧。所以，在交流應(yīng)用中會(huì)通過(guò)過(guò)零檢測(cè)來(lái)判斷零點(diǎn)的到來(lái)，并在過(guò)零點(diǎn)附近時(shí)將回路斷開(kāi)，因?yàn)榱泓c(diǎn)附近電流小，觸點(diǎn)分?jǐn)鄷r(shí)消除了電弧產(chǎn)生的必要條件。
如何設(shè)計(jì)過(guò)零檢測(cè)電路
交流電具有方向性，可以通過(guò)整流橋整流為脈動(dòng)直流，再經(jīng)過(guò)光耦隔離后將零點(diǎn)信號(hào)輸出?；蛘卟捎秒p向光耦的方案，將零點(diǎn)信號(hào)輸出。
交流電經(jīng)過(guò)整流橋后，變成了脈動(dòng)直流，交流電的負(fù)半周期被翻轉(zhuǎn)為正，在過(guò)零點(diǎn)以外的地方都可以使光耦導(dǎo)通，而在零點(diǎn)附近光耦截止。光耦的輸出端連接上拉電阻。波形分析如下：
正半周期：光耦的發(fā)光二極管導(dǎo)通，輸出端導(dǎo)通，輸出信號(hào)為低電平；
負(fù)半周期：光耦的發(fā)光二極管導(dǎo)通，輸出端導(dǎo)通，輸出信號(hào)為低電平；
零點(diǎn)附近：光耦的發(fā)光二極管截止，輸出端截止，輸出信號(hào)為高電平。
只要檢測(cè)到高電平即可判斷零點(diǎn)來(lái)臨，這時(shí)候只要控制接觸器/繼電器的線圈，就能保證觸點(diǎn)在交流零點(diǎn)電流最小的時(shí)候斷開(kāi)，從而抑制了電弧的產(chǎn)生。多觸點(diǎn)起到了良好的保護(hù)作用，延長(zhǎng)了觸點(diǎn)壽命、保障了財(cái)物安全。
過(guò)零檢測(cè)電路的優(yōu)缺點(diǎn)
過(guò)零檢測(cè)電路是抑制電弧的輔助手段，在主控回路中告知處理器零點(diǎn)的來(lái)臨，處理器及時(shí)在電流最小的零點(diǎn)處將主回路斷開(kāi)，最大限度地杜絕了電弧的產(chǎn)生。但是該電路只適用于交流回路，不適用于直流回路。直流控制回路地電弧目前沒(méi)有非常有效的手段來(lái)解決，依然依賴于磁吹、滅弧室、滅弧柵、充惰性氣體等方式。
固態(tài)繼電器雖然是電子式觸點(diǎn)，不存在電弧的問(wèn)題，但是電子式觸點(diǎn)過(guò)大電流能力有限并且需要加裝較大體積的散熱片，增加了成本和體積。
總之，電弧是行業(yè)問(wèn)題，不可避免，目前抑制電弧的手段非常有限，行業(yè)內(nèi)的工程師一直在努力的研究抑制電弧的有效辦法。
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