文章马伊琾度假
今天下午在等学生毕设文档存档工作，都是学生在到处跑，我在办公室守株待兔，比较有时间，来写这个帖子吧。
我们来设想：当开关电器的触头打开时，由于触头间存在电压，而且触头表面也并非平整，于是在触头尖端处出现电场电离，触头间隙中的气体被击穿。由于随后的正负离子轰击电极，电极温度升高，发射出更多的电子，因而使得电离得到加强，我们把它叫做热电离。
另一方面，气体受到离子的碰撞，发生剧烈的碰撞电离，气体越来越热，气体电阻越来越小，电弧正式登场。
因为触头之间的距离在不断地扩大，电弧的弧长当然也加大。然而电弧弧长越大，电弧散失的热量越大，电弧会变冷，它的电阻也越大，电弧电压就会上升；如果流过电弧的电流加大，电弧的温度就越高，电弧电阻就会降低，电弧电压也下降。
对于同一个电流值，电弧越长，它的表面就越冷，电弧电阻当然也越大，所以电弧电压就越高，所以才有Uh2Uh1。
对于同一个电压值，电弧越长，表面温度必须越高，否则就无法维持。但温度越高，电弧电阻就会降低，流过电弧的电流必然会加大，所以才有Ih2Ih1。
再看2图，当电弧电流过零后熄灭，接着阳极变成了新阴极，而阴极则变成新阳极。此时电子想从新阴极中发射出来，则必须克服残留的阳离子构成的一堵墙。这种效应叫做近阴极效应。
由于低压电器一般都是短弧，而高压电器一般都是长弧，所以近阴极效应仅仅对低压电器产生的短弧有效，对高压电器产生的长弧无效。
长弧与短弧的区别还有很多，限于篇幅，此处不再讨论。若有兴趣的知友们，可以去看任何一本《电器的理论基础》和《电器学》，当然还有《低压电器设计手册》和《高压电器设计手册》。在我的书《老帕讲低压电器技术》里面也有谈及。
设想，触头在时刻零分离，于是触头间隙中开始出现气体击穿现象。注意到气体击穿，与巴申曲线图的OA段：
当Ih从零上升时，由于在Ih过零期间，电弧的功率Ph≈0，根据电弧动态能量平衡方程式可知，电弧能量WQ随时间的变化而减少，弧柱变冷变细，电弧电阻Rh增大，曲线的斜率较为陡峭。
当Rh的下降速度大于ih的增长速度时，Uh随着Ih增长而下降。A点的电压叫做燃弧尖峰Urh。
再看BC段：当ih到达最大值B点后，开始减少，沿曲线BC上升。因为弧柱存在热惯性，这时的Rh要ih增大时的数值小，所以曲线BC比AB值低。
随着Ih的减小，Ph也减少，Rh逐渐上升。当Ih下降的速度大于Rh 上升速度时，Uh又开始随着Ih的减小而下降。当Ih趋近于零时，Uh也趋近于零。对应于最高点C的电压通常叫做熄弧尖峰Uxh。
其实OA和CO段电弧已经熄灭，电极间隙中只是一团高温气体而已。由于它着离子，所以有剩余电流，因而呈现正电阻特性。
在4图中，我们看到粉色的区域，当电流过零后首先出现的就是电弧电压的燃弧尖峰Urh，当电流即将过零前出现的就是熄弧尖峰Uxh，且有UrhUxh。
为何在燃弧尖峰与熄弧尖峰中间的电弧电压是水平的？这是因为电弧燃烧后，它的温度基本恒定，电弧电阻基本不会发生变化，电弧电压当然就是水平的了。