故障电弧（串联故障和并联故障电弧）如何产生，放电点不相互接触，产生的电弧算故障电弧吗?

1.几个基础知识

题主谈到的所谓串联故障和并联故障电弧，都是指发生了电接触然后断开，继而在最后断开处出现电弧。这种电弧的本质与触头或者触点的开断电弧是一样的：开断瞬间会出现金属蒸汽，以及导线绝缘层的烧蚀。

对于不直接接触的电弧，引发的原因有两个，其一是电气间隙不足引发放电，其二是污染引起爬电并导致电弧烧蚀。

这叫做电气间隙不足引起的放电，不管是高压电器还是低压电器，以及开关设备，都属于很严重的故障。

如果三相带电体（母线、开关电器的导电结构等等）各相之间或者对金属骨架材料之间的距离不满足最小电气间隙的要求，则会发生放电。

电气间隙与物理学中的巴申曲线密切相关。我们看下图：

图1告诉我们几件事：

第一：放电的起始点是空气击穿。

第二：空气的击穿电压存在最小值。随着气压增高或者降低，也即高压区域和真空区域，击穿电压亦会增加。

第三：击穿电压Uj与气压p及间隙d的乘积成函数关系，即：

，式1

式1中，T是气体的绝对温度，γ是电离度，A和B是系数。

由此可见，如果在某开关设备中，两带电体间的距离在低海拔处满足电气间隙的要求，但在高海拔地区，未必还满足要求。所以，不管是开关电器也好，是开关设备也好，如果使用环境的海拔超过2000米，则必须要降容（降低运行电流，降低运行电压）。

我们再来看看从空气被击穿再到发生电弧的过程，见我的这个帖子：

通过阅读上述这个帖子，我们弄明白了从空气被击穿开始，一直到出现电弧，中间存在几个过程的。这几个过程一定要弄明白才好。

2，一个与题主问题有关的例子

我们来看一个例子吧。

某日我接到一个电话，说ABB生产的MNS3.0低压开关柜因为故障电弧引起爆炸，造成XXX水泥厂全厂停产，要求赔偿。我让售后服务赶到现场看个究竟。到了现场发现人为破坏很严重，但依然能看出，变压器室低压侧有短路痕迹，低压开关柜母线扭曲变形并被短路电流和电弧烧蚀严重，母线夹等绝缘材料破碎。水泥厂要求ABB赔偿损失，并免费制造一套低压开关柜给他们。

售后服务问我怎么办？我想了一招：我让售后服务到电力变压器10kV中压开关柜侧把继电保护装置的故障录波复制下来。水泥厂的用户完全没有意识到故障录波与他们的诉求有何关系，他们任凭ABB的售后服务去录制并发给我。我们来看看录波记录：

我们从图2中看到第一次发生短路故障的波形记录，这里记录了短路电流波形以及短路发生的时间。由于曲线符合三相的相序，故这是三相短路。根据继电保护装置的距离保护测算，短路点很近，应当就发生在电力变压器的低压侧。

我们再看下图：

图3中我们看到的波形上、下半波是对称的，这是发生了单相接地故障的典型特征。同样我们可以看到故障发生的时间以及持续的时间。

再看下图：

图2是第一次发生故障，持续时间很短，但强度较大，且就发生在电力变压器的低压侧，此故障是引发后续一系列故障的起因。图3是第二次发生故障，为单相接地故障。此故障类型与题主的主题有关，就是带电体对接地体发生的电气间隙击穿并导致绝缘体破坏引起漏电。第二次故障在第一次故障的一个小时之后。图4是最终的第三次短路电流，它彻底地摧毁了低压配电系统。

我估计水泥厂发生的短路事故首先在变压器室内，然后水泥厂总配电室停电检修。因为急于投运，也没认真检查就送电，造成第二次事故。接着又引发了第三次事故，并彻底地破坏了低压成套开关设备。我据此写了报告，说明了故障的起因、过程以及后果，并给出了ABB不必担责的理由。

该水泥厂最后不得不承认了全过程：水泥厂的一位电工检修电力变压器室的排气风扇，不慎把风扇跌落到变压器出线母线上，造成短路。变压器室与低压成套开关设备直接相连，柜内受电的母线受短路电流电动力作用和电弧冲击作用发生形变，改变了电气间隙。由于短路后中压的断路器跳闸保护，厂内多处设备停电。电工检修时忽视了母线变形使得电气间隙不足，待检修完成后投入中压断路器送电，低压侧受电母线间空气被击穿并引发相线对地的电弧，继而造成严重的三相短路并摧毁系统。

3.题主问题的解答

题主的问题说明摘要：“串联故障电弧一般发生在单一带电导体中，如连接处的接触不良、线束断裂。……，并联故障电弧一般发生在带电导体之间，当导线绝缘层的损坏(如导线绝缘老化、导线绝缘层机械性损伤、锋利物体刺穿导线绝缘层等)或者金属切割电缆时会产生电弧。

因而发生故障电弧，必须是有触碰的过程，……。两个点保持一定的间距产生的电弧是否能算故障电弧？”。

答案是：非接触产生的电弧当然算故障电弧，而且有可能产生严重的后果。

另外，题主所谓的串联故障电弧和并联故障电弧不对，没有这种说法。

电弧从分类来看，可以分为直流电弧和交流电弧，它们的区别十分明显。

由于交流电弧存在电流过零的熄灭阶段，过零后电弧重燃。过零期间电极间隙中的气体从等离子态不断恢复，我们把它叫做介质恢复强度Ujf，而过零后的电压迅速建立，我们把它叫做电压恢复强度Uhf，所以交流电弧熄灭的条件是：

，式2

直流电弧不存在过零时刻，所以直流电弧的熄灭比交流电弧困难得多。

另外，如果是电接触开断过程或者导线断开产生的电弧，往往伴随着金属蒸汽的挥发和溅射，金属蒸汽参与到电弧的等离子体中，我们把它叫做金属性电弧。金属性电弧的熄灭更加困难；如果是导体之间电气间隙被击穿产生的电弧，其中的金属蒸汽会少很多。

还有，电弧的稳定存在受电流的影响很大，我们在熄灭强电流电弧时，可以在电弧所在回路中并接一个小电流触点并产生电弧，由于小电流电弧会对大电流电弧产生牵制作用，并且要从大电流电弧中分流电弧电流，使得两个电弧都不稳定，电弧最终熄灭。显然，这种并联电弧与题主所谓的“并联电弧”是两回事。