触头灭弧系统是低压电器最核心的部件，是低压电器接通、分断电路的主要承担者。低压电器的电气性能优劣与触头灭弧系统密切相关。本节重点讨论主要低压电器触头灭弧系统结构的选型，以及不同灭弧系统适用的范围。同一类触头灭弧系统根据不同的产品、不同的性能要求、不同的使用场合在具体结构设计上有完全不同的设计要求。触头灭弧系统每一零件形状与尺寸直接影响电弧的产生、电弧的运动与电弧的熄灭。
1.灭弧室
现有低压电器灭弧系统主要分为空气式、真空式。空气式灭弧室目前应用的主要有栅片灭弧室和纵缝灭弧室。下面分别介绍这些灭弧室的特点及使用范围。
（1）栅片灭弧室。栅片灭弧室一般由厚度为1～2mm的钢板冲制而成的栅片组成。每一栅片上通常冲有三角形缺口，缺口的位置一般略偏向中心线一侧。安装时相邻栅片缺口错开。栅片之间的间隙视工作条件、分断电流不同一般为2～6mm。如间隙过小，在电弧作用下栅片间会形成金属桥，使栅片彼此短接而失去作用。栅片缺口错开主要是为减小电弧开始进入栅片时的阻力。由于栅片本身有吸引电弧进入的功能，所以栅片灭弧室一般无需加装磁吹线圈。电弧进入栅片后，它被分割成许多串联的短弧。每一短弧都有一个几十伏的近极压降Uo，且近极压降不随电弧电流大小而变。
设电弧进入栅片之前的电弧电压为
Ua=Uo+EL
式中 E——电弧弧柱电场强度；
L——电弧长度。
在电弧进入栅片后电弧电压为
Ua′=nUo+EL′
式中 n——被栅片分成的短路数；
L′———考虑栅片厚度的电弧长度。
通常L′与L相差不大，另外当n值较大时EL′远小于nUo，此时电弧电压近似等于nUo，而且与电弧电流几乎无关。所以，熄灭交流电弧时，当电弧进入灭弧室以后，电弧电压迅速提高，使短路电流幅度减小并改善开断电路的功率因数，从而降低交流电流过零时的工频恢复电压瞬时值。同时，由于电弧电流幅值减小，电弧电流过零前游离气体减少，有助于电弧电流过零后介质恢复强度提高，使交流电弧易于熄灭。
栅片灭弧室由于良好的灭弧性能被广泛地用于低压断路器和中、大容量交流接触器中。栅片灭弧室的缺点是灭弧室中除电弧能量损耗外，还有钢栅片中的电阻、磁滞和涡流引起的损耗。加上栅片间隙较小，阻碍了电弧热量的散发，使灭弧室温度不断升高。而灭弧室温度升高又使灭弧条件恶化，造成恶性循环。因此，栅片灭弧室一般不用于频繁操作，通常应用于600次/h以下操作频率。对小容量交流接触器，其操作频率往往会超过600次/h。另外，小容量接触器分断电流不大，因此建议小容量交流接触器不采用栅片灭弧室，可采用结构更为简单的窄缝灭弧室以降低成本。
（2）窄缝灭弧室。窄缝灭弧室是一种结构较为简单的灭弧系统，通常由耐电弧性能好的绝缘板形成窄缝。当电器开断时，磁吹使电弧迅速进入窄缝灭弧室。电弧在其中运动时与绝缘板接触而冷却并散出热量，电弧冷却产生的强烈去游离作用能有效地熄灭电弧。(www.xing528.com)
窄缝灭弧室在直流电器中被广泛的应用，它是直流电器较有效的灭弧方式。但是直流电器一般应采用磁吹装置，它一方面使电弧快速进入灭弧室，同时使电弧不会在窄缝中停止不动，成为稳定燃烧的情况。另外，触头系统拟配置引弧角使电弧拉长，同时利用灭弧室强有力去游离作用使直流电弧熄灭。
窄缝灭弧室用于交流电器时，由于电弧不会稳定燃烧，所以不需要配置专用的磁吹装置。一般利用触头导电回路的磁吹作用使电弧进入灭弧室，由于窄缝的冷却作用，使电弧温度降低。它有助于电弧电流过零后介质强度的迅速恢复，使交流电弧不再重燃而熄灭。窄缝灭弧室比较适合操作特别频繁的小容量交流接触器。为了使电弧冷却去游离作用加强可适当减小缝宽。我国第一、第二代小容量交流接触器应用这一原理设计成多窄缝灭弧室，缝宽仅1mm。利用触头导电回路电动力和电弧产生的气动力使电弧快速进入灭弧室。试验结果表明窄缝灭弧室很适合660V以下小容量交流接触器，可代替栅片灭弧室。其性能十分接近，但工艺简单得多，灭弧室零件数少，制造成本低。
（3）真空灭弧室。用真空作为灭弧介质早在20世纪50年代就由美国GE公司得到应用。我国从20世纪60年代后期开始研制真空电器。在中、高压领域，西安高压电器研究所首先在10kV等级进行研制。20世纪70年代中期研制成功10kV分断能力为150MVA和300MVA的真空断路器。在低压领域，上海电器科学研究所在同一时期研制成功直流快速真空断路器，用于超导磁体失超保护。其主要特点是超导磁体为大电感负载，用一般空气式断路器分断有较大难度。从20世纪70年代中期开始研制1140V真空接触器，至20世纪80年代中期完成了第一代真空接触器，在煤矿中获得普遍应用，对我国煤炭工业的发展起了积极的推动作用。
利用真空作为灭弧介质主要因为真空具有很高的耐压性能。对于非常光滑的电极，1mm真空间隙的击穿电压可达42kV。一般真空接触器触头为1mm间隙耐压可达1.5～2kV。另外，真空灭弧室在电弧电流过零后由于灭弧室是真空的，触头间隙残余的游离气体迅速地向四周扩散，使触头间隙迅速恢复真空状态。所以，真空灭弧室在电弧过零后介质强度恢复速度极快，一般在几个微秒内恢复到真空间隙耐压水平。所以，一般情况下真空电弧在电流过零后不再重燃而熄灭。
由于真空间隙良好的绝缘性能，在10kV以下，特别在3000V以下真空灭弧室对电压不敏感。对于低压电器范围具体表现为400V、690V、1200V分断能力几乎相等。另外，真空灭弧室是密封的，它不受外界大气条件变化的影响，无论潮湿环境还是高海拔环境，都不会对分断能力产生影响。所以，在低压电器领域，电压等级为660V以上，使用环境较恶劣的场合比较适合发展真空电器。
真空电弧与空气电弧特性有很大的差异，有关研究结果表明，当电流小于数kA（一般为6～8kA，该数值与触头大小和材料有关）时，真空电弧呈扩散型，在触头上有无数个阴极斑点，且阴极斑点在触头上作不规则运动。这种形态的电弧在电流过零后一般不再重燃而熄灭。电流过零后，游离气体和触头上发射出来的金属粒子向四周扩散时，大部分又扩散到触头表面上，这些很细的金属粒子在真空灭弧室中不会氧化，回到触头表面，重新成为触头一部分。加上扩散型真空电弧电压一般为20V左右，电弧能量较低，使真空灭弧室触头磨损速度远小于空气型灭弧室。对于交流接触器来说，分断能力一般不超过8kA。所以，中、大容量交流接触器比较适合采用真空型灭弧室。小容量交流接触器由于真空灭弧室体积难以做得很小，且成本较高，一般不宜采用。
2.触头系统设计选型。
（1）控制电器类产品由于控制电器分断能力要求不高，所以主触头型式相对简单。一般采用直动式双断点桥型触头，这种触头分断电流时形成的导电回路产生的电动力有助于电弧进入灭弧室。必要时在导电回路增设磁极以增强电弧进入灭弧室的电动力。
我国早期交流接触器中，用于重负载频繁操作场合，特别是用于起重设备的中、大容量交流接触器（以AC2工作制为主）采用转动式单断点结构。磁系统与触头系统采用平面布置。它主要考虑触头磨损比较严重，需经常更换触头方便。随着大容量直动式交流接触器性能的不断提高。目前，转动式交流接触器的应用范围逐步缩小并趋于淘汰。
（2）塑壳式断路器触头一般采用转动式单断点结构。在闭合过程中，动静触头间有一个滑动过程，有助于触头接触良好。单断点触头结构相对简单，提高单断点塑壳断路器分断能力，首先是触头系统结构设计具有很好的限流性能，其次是电弧产生后能快速进入灭弧室，气吹是最有效的方式。最新研究结果表明，电弧后面的空间封闭，有助于加速电弧运动，并改善电弧的型态，使电流过零后，触头间隙不会重击穿，从而保证电弧快速熄灭。国内外最新一代塑壳断路器，为了实现高分断性能，普遍采用转动式双断点触头系统。研究结果表明，双断点触头系统对400V工作电压，电弧电压会超过500V。由于电弧电压上升速度快，所以双断点塑壳断路器具有更好的限流性能和更高的分断能力。它对提高配电系统选择性保护的可靠性，最终实现限流选择性保护，乃至配电系统全选择性保护的实现提供了更多的选择方案。转动式双断点触头系统有两个技术关键：一个是触头快速斥开时可靠卡住；另一个是两个触头接触时自动平衡，确保两个触头同时分断，同时接触。这对提高塑壳断路器的分断能力、电气寿命、降低触头温升具有重要意义。也有人采用直动式双断点触头系统，但是直动式结构触头分断速度相对较慢，限流性能相对较差、分断能力也会低一些。
（3）万能式断路器触头系统结构方案。早期万能式断路器一般采用单一主触头，使用后发现，经电弧烧灼后，触头表面粗糙，温升明显增加。为此专门设计了弧触头，其动作过程如下：正常工作时主触头接触，弧触头不接触。分断时主触头先分开，此时电流转移到弧触头，然后弧触头断开产生电弧进入灭弧室熄灭。同样，闭合时弧触头先接触，主触头后接触。以保证断路器工作过程主触头不产生电弧或仅有微小电弧。有的产品为保证电弧转移，在主触头、弧触头之间还增加了辅触头。所以，早期断路器产品体积较大。随着触头材料分断能力和耐电磨损性的提高，弧触头结构逐步取消，使触头灭弧系统体积明显地减小，结构更为简洁。但是，最新一代断路器为了进一步提高分断能力，又增设了弧触头，结构设计十分巧妙，不致体积增加。
万能式断路器除了短路分断能力外，还有一个很重要的性能是短时耐受电流（Icw），包括短延时分断能力。为了提高Icw，可以增加触头压力。但是，触头压力的增加带来操作机构合闸力的增加，导致机械寿命降低。为此，在我国第二代万能式断路器中主触头系统增加了电动力补偿回路，它在一定程度上提高了Icw，但是导电回路用铜量增加，体积难以缩小。我国第三代万能式断路器每相主触头采用多回路并联结构，大大降低了短路时触头间的电动斥力，使断路器Icw明显提高，触头回路用铜量大幅度降低。但是，最新一代万能式断路器为了进一步提高Icw，在采用主触头多回路并联同时，适当增加电动力补偿结构。
在国内外最新一代产品中，有的公司采用双断点触头结构，由于省略了软连接，不仅消除了提高Icw性能中的一个关键环节，而且有助于采用电动力补偿结构，对提高Icw有一定好处。另外，双断点触头系统有助于分断能力进一步提高，尤其是对660V以上电压等级的分断能力。但是双断点结构由于电动斥力增加一倍，若设计不合理也可能造成Icw下降。另外，对操作机构合闸力要求提高了，在一定程度上影响寿命。
万能式断路器采用双断点触头系统与单断点触头系统的优劣问题，众说纷纭，还有待新产品实践与研究进一步验证。
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