直流电路中电弧开断优化方法

直流电弧开断的物理原理与上面讨论的交流电弧一样，其主要的区别在于直流开关必须得自己创造电流过零的机会使得阴极上的电子发射停止，鞘层得以发展。下面我们看一个典型的直流电路，如图4-37所示。

式中 U_C——直流电源电压；

L——电路电感；

R——电路电阻；

I——电流；

U_A——触头间的电弧电压。

将式（4-50）改写为(www.xing528.com)

在初始状态U_C=RI，U_A=0。一旦在t=0时刻电弧产生，dI/dt=-U_A/L，也就是说电流的增长率为负值，电流要减小。如果在某一点（U_C-RI）项与U_A相等，则dI/dt=0，电流就停止下降，这是一个电弧的稳定燃烧点，即图4-37的电路中会有一个稳定燃烧的电弧。由此直流电弧开断的基本准则是电弧电压U_A一定要一直大于（U_C-RI），满足这个条件的一种情况是电弧电压U_A一直超过系统电压U_C。图4-38示出两个电弧的伏安特性：第一种情况是电弧电压U_A1与（U_C-RI）有交点，这样电弧会有对应于两个电流的稳定燃烧点；第二种情况是电弧电压U_A2一直高于（U_C-RI），它们之间没有交点，在这种情况下电弧一定会熄灭。对于直流开断来说，一定要保证电弧电压高于系统电压，这样才能迫使电路中电流减小到零，使得弧隙中的介质恢复过程得以建立。电弧电压增加的方式有拉长电弧和冷却电弧等多种方式。

图4-37 直流电路

图4-38 直流电路的开断条件