1.幾個(gè)基礎(chǔ)知識

題主談到的所謂串聯(lián)故障和并聯(lián)故障電弧，都是指發(fā)生了電接觸然后斷開，繼而在最后斷開處出現(xiàn)電弧。這種電弧的本質(zhì)與觸頭或者觸點(diǎn)的開斷電弧是一樣的：開斷瞬間會(huì)出現(xiàn)金屬蒸汽，以及導(dǎo)線絕緣層的燒蝕。

對于不直接接觸的電弧，引發(fā)的原因有兩個(gè)，其一是電氣間隙不足引發(fā)放電，其二是污染引起爬電并導(dǎo)致電弧燒蝕。

這叫做電氣間隙不足引起的放電，不管是高壓電器還是低壓電器，以及開關(guān)設(shè)備，都屬于很嚴(yán)重的故障。

如果三相帶電體（母線、開關(guān)電器的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)等等）各相之間或者對金屬骨架材料之間的距離不滿足最小電氣間隙的要求，則會(huì)發(fā)生放電。

電氣間隙與物理學(xué)中的巴申曲線密切相關(guān)。我們看下圖：

圖1告訴我們幾件事：

第一：放電的起始點(diǎn)是空氣擊穿。

第二：空氣的擊穿電壓存在最小值。隨著氣壓增高或者降低，也即高壓區(qū)域和真空區(qū)域，擊穿電壓亦會(huì)增加。

第三：擊穿電壓Uj與氣壓p及間隙d的乘積成函數(shù)關(guān)系，即：

，式1

式1中，T是氣體的絕對溫度，γ是電離度，A和B是系數(shù)。

由此可見，如果在某開關(guān)設(shè)備中，兩帶電體間的距離在低海拔處滿足電氣間隙的要求，但在高海拔地區(qū)，未必還滿足要求。所以，不管是開關(guān)電器也好，是開關(guān)設(shè)備也好，如果使用環(huán)境的海拔超過2000米，則必須要降容（降低運(yùn)行電流，降低運(yùn)行電壓）。

我們再來看看從空氣被擊穿再到發(fā)生電弧的過程，見我的這個(gè)帖子：

通過閱讀上述這個(gè)帖子，我們弄明白了從空氣被擊穿開始，一直到出現(xiàn)電弧，中間存在幾個(gè)過程的。這幾個(gè)過程一定要弄明白才好。

2，一個(gè)與題主問題有關(guān)的例子

我們來看一個(gè)例子吧。

某日我接到一個(gè)電話，說ABB生產(chǎn)的MNS3.0低壓開關(guān)柜因?yàn)楣收想娀∫鸨ǎ斐蒟XX水泥廠全廠停產(chǎn)，要求賠償。我讓售后服務(wù)趕到現(xiàn)場看個(gè)究竟。到了現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)人為破壞很嚴(yán)重，但依然能看出，變壓器室低壓側(cè)有短路痕跡，低壓開關(guān)柜母線扭曲變形并被短路電流和電弧燒蝕嚴(yán)重，母線夾等絕緣材料破碎。水泥廠要求ABB賠償損失，并免費(fèi)制造一套低壓開關(guān)柜給他們。

售后服務(wù)問我怎么辦？我想了一招：我讓售后服務(wù)到電力變壓器10kV中壓開關(guān)柜側(cè)把繼電保護(hù)裝置的故障錄波復(fù)制下來。水泥廠的用戶完全沒有意識到故障錄波與他們的訴求有何關(guān)系，他們?nèi)螒{ABB的售后服務(wù)去錄制并發(fā)給我。我們來看看錄波記錄：

我們從圖2中看到第一次發(fā)生短路故障的波形記錄，這里記錄了短路電流波形以及短路發(fā)生的時(shí)間。由于曲線符合三相的相序，故這是三相短路。根據(jù)繼電保護(hù)裝置的距離保護(hù)測算，短路點(diǎn)很近，應(yīng)當(dāng)就發(fā)生在電力變壓器的低壓側(cè)。

我們再看下圖：

圖3中我們看到的波形上、下半波是對稱的，這是發(fā)生了單相接地故障的典型特征。同樣我們可以看到故障發(fā)生的時(shí)間以及持續(xù)的時(shí)間。

再看下圖：

圖2是第一次發(fā)生故障，持續(xù)時(shí)間很短，但強(qiáng)度較大，且就發(fā)生在電力變壓器的低壓側(cè)，此故障是引發(fā)后續(xù)一系列故障的起因。圖3是第二次發(fā)生故障，為單相接地故障。此故障類型與題主的主題有關(guān)，就是帶電體對接地體發(fā)生的電氣間隙擊穿并導(dǎo)致絕緣體破壞引起漏電。第二次故障在第一次故障的一個(gè)小時(shí)之后。圖4是最終的第三次短路電流，它徹底地摧毀了低壓配電系統(tǒng)。

我估計(jì)水泥廠發(fā)生的短路事故首先在變壓器室內(nèi)，然后水泥廠總配電室停電檢修。因?yàn)榧庇谕哆\(yùn)，也沒認(rèn)真檢查就送電，造成第二次事故。接著又引發(fā)了第三次事故，并徹底地破壞了低壓成套開關(guān)設(shè)備。我據(jù)此寫了報(bào)告，說明了故障的起因、過程以及后果，并給出了ABB不必?fù)?dān)責(zé)的理由。

該水泥廠最后不得不承認(rèn)了全過程：水泥廠的一位電工檢修電力變壓器室的排氣風(fēng)扇，不慎把風(fēng)扇跌落到變壓器出線母線上，造成短路。變壓器室與低壓成套開關(guān)設(shè)備直接相連，柜內(nèi)受電的母線受短路電流電動(dòng)力作用和電弧沖擊作用發(fā)生形變，改變了電氣間隙。由于短路后中壓的斷路器跳閘保護(hù)，廠內(nèi)多處設(shè)備停電。電工檢修時(shí)忽視了母線變形使得電氣間隙不足，待檢修完成后投入中壓斷路器送電，低壓側(cè)受電母線間空氣被擊穿并引發(fā)相線對地的電弧，繼而造成嚴(yán)重的三相短路并摧毀系統(tǒng)。

3.題主問題的解答

題主的問題說明摘要：“串聯(lián)故障電弧一般發(fā)生在單一帶電導(dǎo)體中，如連接處的接觸不良、線束斷裂?！?，并聯(lián)故障電弧一般發(fā)生在帶電導(dǎo)體之間，當(dāng)導(dǎo)線絕緣層的損壞(如導(dǎo)線絕緣老化、導(dǎo)線絕緣層機(jī)械性損傷、鋒利物體刺穿導(dǎo)線絕緣層等)或者金屬切割電纜時(shí)會(huì)產(chǎn)生電弧。

因而發(fā)生故障電弧，必須是有觸碰的過程，……。兩個(gè)點(diǎn)保持一定的間距產(chǎn)生的電弧是否能算故障電弧？”。

答案是：非接觸產(chǎn)生的電弧當(dāng)然算故障電弧，而且有可能產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

另外，題主所謂的串聯(lián)故障電弧和并聯(lián)故障電弧不對，沒有這種說法。

電弧從分類來看，可以分為直流電弧和交流電弧，它們的區(qū)別十分明顯。

由于交流電弧存在電流過零的熄滅階段，過零后電弧重燃。過零期間電極間隙中的氣體從等離子態(tài)不斷恢復(fù)，我們把它叫做介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度Ujf，而過零后的電壓迅速建立，我們把它叫做電壓恢復(fù)強(qiáng)度Uhf，所以交流電弧熄滅的條件是：

，式2

直流電弧不存在過零時(shí)刻，所以直流電弧的熄滅比交流電弧困難得多。

另外，如果是電接觸開斷過程或者導(dǎo)線斷開產(chǎn)生的電弧，往往伴隨著金屬蒸汽的揮發(fā)和濺射，金屬蒸汽參與到電弧的等離子體中，我們把它叫做金屬性電弧。金屬性電弧的熄滅更加困難；如果是導(dǎo)體之間電氣間隙被擊穿產(chǎn)生的電弧，其中的金屬蒸汽會(huì)少很多。

還有，電弧的穩(wěn)定存在受電流的影響很大，我們在熄滅強(qiáng)電流電弧時(shí)，可以在電弧所在回路中并接一個(gè)小電流觸點(diǎn)并產(chǎn)生電弧，由于小電流電弧會(huì)對大電流電弧產(chǎn)生牽制作用，并且要從大電流電弧中分流電弧電流，使得兩個(gè)電弧都不穩(wěn)定，電弧最終熄滅。顯然，這種并聯(lián)電弧與題主所謂的“并聯(lián)電弧”是兩回事。