電火花間隙是一種電氣裝置,,通常由兩個(gè)導(dǎo)電電極組成,電極之間存在一定的間隙,,間隙內(nèi)一般充滿氣體(如空氣),。以下是關(guān)于它的詳細(xì)介紹:
工作原理:當(dāng)兩個(gè)電極之間的電位差超過間隙內(nèi)氣體的擊穿電壓時(shí),氣體被電離,,形成火花,,使氣體的電阻急劇降低,從而允許電流通過,。電流會(huì)持續(xù)流動(dòng),,直到電離氣體的路徑被破壞或電流減小到低于稱為 “維持電流” 的小值,。例如,在火花塞中,,就是利用電火花間隙產(chǎn)生的火花來點(diǎn)燃燃料 - 空氣混合物,。
結(jié)構(gòu)組成:
電極:一般由金屬制成,如銅,、鋁等,,電極的形狀和間距會(huì)根據(jù)不同的應(yīng)用而有所不同。常見的電極結(jié)構(gòu)有棒 - 棒間隙,、棒 - 板間隙,、環(huán)形間隙、三電極間隙等,。例如,棒 - 棒間隙由兩個(gè)對(duì)稱金屬棒電極組成,,間隙距離可調(diào),;棒 - 板間隙一端為棒狀電極,另一端為平板電極,。
氣體介質(zhì):通常為空氣,,也可采用其他氣體如氮?dú)獾取T谝恍┨厥馇闆r下,,可能會(huì)對(duì)氣體進(jìn)行密封或充氣處理,,如精密充氣間隙會(huì)密封腔體并充入氮?dú)饣驓鍤狻?/span>
外殼(可選):部分電火花間隙裝置有外殼,用于保護(hù)電極免受環(huán)境因素(如水分,、灰塵等)的影響,,同時(shí)可能還具有防爆等功能。例如,,防爆型電火花間隙的外殼采用耐腐蝕絕緣材料,,內(nèi)部有高通流量的氣體放電間隙、強(qiáng)度高的玻璃纖維管筒,、高溫環(huán)氧樹脂密封以及硅橡膠一體式硫化工藝等結(jié)構(gòu),,以確保其在易燃易爆環(huán)境中安全使用。
性能特點(diǎn):
響應(yīng)速度快:能在納秒級(jí)時(shí)間內(nèi)對(duì)過電壓做出響應(yīng),,迅速擊穿放電,。
通流能力較強(qiáng):可以承受一定的沖擊電流,不同類型和規(guī)格的電火花間隙通流能力不同,,如一些防爆型電火花間隙標(biāo)稱放電容量可達(dá) 100 千安培,。
可吸收能量:能夠吸收過電壓帶來的能量,將瞬態(tài)過電壓控制在安全范圍內(nèi),,保護(hù)后端設(shè)備,。
部分具有防爆等特殊功能:如防爆型電火花間隙,,采用密封結(jié)構(gòu)等措施,確保電弧不會(huì)泄露,,可在易燃易爆環(huán)境中使用,。
應(yīng)用場景:
用于電力系統(tǒng)中,保護(hù)變壓器中性點(diǎn),、高壓輸電線路等免受雷電浪涌,、操作過電壓等的影響。例如,,棒 - 棒間隙可用于高壓輸電線路防雷保護(hù),,棒 - 板間隙可用于變壓器中性點(diǎn)過電壓保護(hù)。
在通信設(shè)備及電子電路中,,防止過電壓損壞設(shè)備,,如環(huán)形間隙可用于通信電纜浪涌保護(hù)。
跨越輸油,、輸氣管道的絕緣法蘭盤或絕緣接頭兩側(cè),,防止雷電過電壓或操作過電壓擊穿絕緣部件,也可將管道接地控制過電壓幅度,。
過電壓保護(hù):
點(diǎn)火系統(tǒng):常見的是在內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)中,,火花塞的電火花間隙用于點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的燃料 - 空氣混合物。
其他領(lǐng)域:在高能量物理實(shí)驗(yàn)(如粒子加速器)中用于產(chǎn)生高壓放電,;在化學(xué)領(lǐng)域,,可用于生成臭氧進(jìn)行水凈化以及材料加工等方面的等離子體產(chǎn)生