通過前面的一系列理論分析，我們可以找出加速電弧熄滅的很多方法，例如：拉長電弧、降低溫度、將長弧變?yōu)槎袒?、將電弧放置于特殊介質(zhì)中，增大電弧周圍氣體介質(zhì)的壓力等。為了減少電弧對觸頭的燒損和限制電弧擴(kuò)展的空間，通常要將這些方法加以應(yīng)用，為此而采用的裝置稱為滅弧裝置。一個滅弧裝置可以采用某一種方法進(jìn)行熄弧。但在大多數(shù)情況下，則是綜合采用幾種方法，以增加滅弧效果。例如拉長和冷卻電弧往往是一起運(yùn)用的。
一、拉長電弧
電弧拉長以后，電弧電壓就增大，改變了電弧的伏安特性。在直流電弧中，其靜伏安特性上移，電弧可以熄滅。在交流電弧中，由于燃弧電壓的提高，電弧重燃困難。
電弧的拉長可以沿電弧的軸向(縱向)拉長，也可以沿垂直于電弧軸向(橫向)拉長，如圖2－12所示。
圖2－12 拉長電弧
1．機(jī)械力拉長
電弧沿軸向拉長的情況是很多的，電器觸頭分?jǐn)噙^程實(shí)際上就是將電弧不斷地拉長。刀開關(guān)中閘刀的拉開也拉長電弧，電焊過程中將焊鉗提高可使電弧拉長并熄滅。
2．回路電動力拉長
圖2－13 觸頭回路電動力吹弧
（a）常用觸頭回路電動力吹?。唬╞）增磁型觸頭回路電動力吹弧
1－觸頭橋；2－動觸頭；3－電??；4－靜觸頭；5－靜觸頭座；6－磁性片。
載流導(dǎo)體之間會產(chǎn)生電動力，如果把電弧看作為一根軟導(dǎo)體，那么受到電動力它就會發(fā)生變形，即拉長。如圖2－13所示，在一對橋式雙斷點(diǎn)結(jié)構(gòu)型式的觸頭斷開時，電弧受回路電動力F的作用被橫向拉長，也就是圖2－12中受F2作用力的情況。橫向拉長時電弧與周圍介質(zhì)發(fā)生相對運(yùn)動而加強(qiáng)了冷卻，這樣就加速了電弧的熄滅。有時為了使磁場集中，在觸頭上添加磁性片6，以增大吹弧力，如圖2－13（b）所示。
因利用回路本身滅弧的電動力不夠大，電弧拉長和運(yùn)動的速度都較小，所以這種方法一般僅用于小容量的電器中。開斷大電流時，為了有較大的電動力而專門設(shè)置了一個產(chǎn)生磁場的吹弧線圈，這種利用磁場力使電弧運(yùn)動而熄滅的方法稱為磁吹滅弧。如圖2－14所示。由于這個磁場力比較大，其拉長電弧的效果也較好，如圖2－12中F3所示的情況。
圖2－14 磁吹滅弧裝置示意圖
1－磁吹鐵心；2－導(dǎo)弧角；3－滅弧罩；4－磁吹線圈；
5－鐵夾板；6－靜觸頭；7－動觸頭；8－絕緣套。
磁吹線圈4是接在引出線和靜觸頭6之間，通過絕緣套與磁吹鐵芯絕緣，導(dǎo)弧角2和靜觸頭6固裝在一起。磁吹線圈4中的磁吹鐵芯1兩端各裝有一片導(dǎo)磁夾板5，磁夾板5同時夾于滅弧室兩側(cè)，用來加強(qiáng)弧區(qū)磁場。設(shè)在滅弧室中的動靜觸頭就處在磁板之間。
當(dāng)觸頭分開有電弧燃燒時，磁吹線圈和電弧本身均在電弧周圍產(chǎn)生磁場。由圖可見，在弧柱下方一側(cè)，磁吹線圈的磁通和電弧的磁通是相疊加的，而在弧柱上方一側(cè)，兩磁通是相削弱的，因此就產(chǎn)生磁吹力。電弧在磁吹力的作用下發(fā)生運(yùn)動，電弧被拉長，電弧的根部離開靜觸頭而移到導(dǎo)弧角2上，進(jìn)一步拉長電弧，使電弧迅速熄滅。
導(dǎo)弧角2是根據(jù)回路電動力原理設(shè)置的，用來引導(dǎo)電弧很快離開觸頭且按一定方向運(yùn)動，以保護(hù)觸頭接觸面免受電弧的燒傷。
由于磁吹線圈與電路的連接方式不同而形成串激線圈和并激線圈之分。
上述所介紹的這種磁吹線圈和觸頭相串聯(lián)的激磁方法稱為串激法。它的優(yōu)點(diǎn)是：電流流向改變但磁吹力方向不變，即磁吹方向不隨電流極性的改變而改變。具有這種磁吹的電器稱為“無極性電器”。同時因?yàn)槭谴?，通過磁吹線圈的電流與弧電流相同，因此弧電流越大則滅弧效力就越強(qiáng)；反之弧電流小時，滅弧效力就弱。所以串激法適用于切斷大電流的電器中。
在熄滅直流電弧時，外加磁場除了串激法外，還有并激法和它激法。它們的工作原理相同。
并激法的磁吹線圈不是和負(fù)載回路串聯(lián)，而是直接跨接在電源上。它的優(yōu)點(diǎn)是，可產(chǎn)生一個與回路電流無關(guān)的恒定磁場。這樣，在一定的恒定磁場下，不論開斷大電流或小電流，都可使電弧很快熄滅。但是由此產(chǎn)生的缺點(diǎn)是使電器的接線帶有極性，即當(dāng)觸頭上電流反向時，必須同時改變并激線圈的極性，否則磁吹力就會反向，所以使用中不太方便。
所謂它激法，就是用永久磁鐵來代替并激法的磁吹線圈，它的磁吹特性和并激法相似。不同點(diǎn)是無需線圈和電源，因而結(jié)構(gòu)更趨簡單。
二、滅弧罩
滅弧罩是讓電弧與固體介質(zhì)相接觸，降低電弧溫度，從而加速電弧熄滅的比較常用的裝置。其結(jié)構(gòu)型式是多種多樣的，但其基本構(gòu)成單元為“縫”。我們將滅弧罩壁與壁之間構(gòu)成的間隙稱作“縫”。根據(jù)縫的數(shù)量可分為單縫和多縫。根據(jù)縫的寬度與電弧直徑之比可分為窄縫與寬縫。縫的寬度小于電弧直徑的稱窄縫，反之，大于電弧直徑的稱寬縫。根據(jù)縫的軸線與電弧軸線間的相對位置關(guān)系可分為縱縫與橫縫。縫的軸線和電弧軸線相平行的稱為縱縫，兩者相垂直的則稱為橫縫。
1．縱縫滅弧罩
圖2－15所示為一縱向窄縫的滅弧情況，當(dāng)電弧受力被拉入窄縫后，電弧與縫壁能緊密接觸。在繼續(xù)受力情況下，電弧在移動過程中能不斷改變與縫壁接觸的部位，因而冷卻效果好，對熄弧有利。但是在頻繁開斷電流時，縫內(nèi)殘余的游離氣體不易排出，這對熄弧不利。所以此種形式適用于操作頻率不高的場合。
圖2－15 縱向窄縫式滅弧罩
圖2－16所示為一縱向?qū)捒p的滅弧情況，寬縫滅弧罩的特點(diǎn)與窄縫的正好相反，冷卻效果差，但排出殘余游離氣體的性能好。圖2－16中所示情況是將一寬縫中又設(shè)置了若干絕緣隔板，這樣就形成了縱向多縫。電弧進(jìn)入滅弧罩后，被隔板分成兩個直徑較原來小的電弧，并和縫壁接觸而冷卻，冷卻效果加強(qiáng)，熄弧性能提高。此外，由于縫較寬，熄弧后殘存的游離氣體容易排出，所以這種結(jié)構(gòu)型式適用于較頻繁開斷的場合。
圖2－17 縱向曲縫式滅弧罩
圖2－17所示為縱向曲縫式滅弧罩的滅弧情況。縱向曲縫式又稱迷宮式，它的縫壁制成凹凸相間的齒狀，上下齒相互錯開。同時，在電弧進(jìn)入處齒長較短，愈往深處，齒長愈長。當(dāng)電弧受到外力作用從下向上進(jìn)入滅弧罩的過程中，它不僅與縫壁接觸面積越來越大，而且長度也愈來愈長。這就加強(qiáng)了冷卻作用，具有很強(qiáng)的滅弧能力。但是，也正因?yàn)榭p隙愈往深處愈小，電弧在縫內(nèi)運(yùn)動時受到的阻力愈來愈大。所以，這種結(jié)構(gòu)的滅弧罩，一定要配合以較大的讓電弧運(yùn)動的力。否則，其滅弧效果反而不好。
2．橫縫滅弧罩
為了加強(qiáng)冷卻效果，橫縫滅弧罩往往以多縫的結(jié)構(gòu)型式使用，也就是稱為橫向絕緣柵片，如圖2－18所示。當(dāng)電弧進(jìn)入滅弧罩后，受到絕緣柵片的阻擋，電弧在外力作用下便發(fā)生彎曲，從而拉長了電弧，并加強(qiáng)了冷卻。為了分析電弧與絕緣柵片接觸時的情況，以圖2－19來放大說明：設(shè)磁通方向?yàn)榇怪毕蚶?，電弧AB、BC和CD段所受的電動力都使電弧壓向絕緣棚片頂部，而DE段所受的電動力使電弧拉長，CD段和EF段相互作用產(chǎn)生斥力。這樣一些力的作用，使電弧拉長并與縫壁接觸面增大而且緊密，所以能收到比較好的滅弧效果。
由于滅弧罩要受電弧高溫的作用，所以對滅弧罩的材料也有一定的要求，如：受電弧高溫作用不會因熱變形、絕緣性能不能下降，機(jī)械強(qiáng)度好且易加工制造等。滅弧罩材料過去廣泛采用石棉水泥和陶土材料?，F(xiàn)在逐漸改為采用耐弧陶瓷和耐弧塑料，它們在耐弧性能與機(jī)械強(qiáng)度方面都有所提高。
圖2－18 橫向絕緣柵片式滅弧罩
1－滅弧罩；2－電弧。
圖2－19 電弧在橫向絕緣柵片滅弧罩中的放大圖
三、油冷滅弧裝置
油冷滅弧是將電弧置于液體介質(zhì)(一般為變壓器油)中，電弧將油汽化、分解而形成油氣。油氣中主要成分是氫，在油中以氣泡的形式包圍電弧。氫氣具有很高的導(dǎo)熱系數(shù)，這就使電弧的熱量容易散發(fā)。另外，由于存在著溫度差，所以氣泡產(chǎn)生運(yùn)動，又進(jìn)一步加強(qiáng)了電弧的冷卻。若再要提高其滅弧效果，可在油箱中加設(shè)一定機(jī)構(gòu)，使電弧定向發(fā)生運(yùn)動，這就是油吹滅弧。由于電弧在油中滅弧能力比大氣中拉長電弧大得多，所以這種方法一般用于高壓電器中，如油開關(guān)。
四、氣吹滅弧裝置
氣吹滅弧是利用壓縮空氣來熄滅電弧的。壓縮空氣作用于電弧，可以很好地冷卻電弧、提高電弧區(qū)的壓力、很快帶走殘余的游離氣體，所以有較高的滅弧性能。按照氣流吹弧的方向，它可以分為橫吹和縱吹兩類。橫吹滅弧裝置的絕緣件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電流小時橫吹過強(qiáng)會引起很高的過電壓，故已被淘汰。圖2－20表示了縱吹(徑向吹)的一種形式。壓縮空氣沿電弧徑向吹入，然后通過動觸頭的噴口、內(nèi)孔向大氣排出，電弧的弧根能很快被吹離觸頭表面，因而觸頭接觸表面不易燒損。因?yàn)閴嚎s空氣的壓力與電弧本身無關(guān)，所以使用氣吹滅弧時要注意熄滅小電流電弧時容易引起過電壓。由于氣吹滅弧的滅弧能力較強(qiáng)，故一般運(yùn)用在高壓電器中，例如韶山系列機(jī)車的空氣斷路器（主斷路器）。
圖2－20 氣吹滅弧裝置
1－動觸頭；2－滅弧室瓷罩；3－靜觸頭；4－壓縮空氣；5－電弧。
圖2－21 橫向金屬柵片滅弧罩結(jié)構(gòu)、原理示意圖
（a）電弧在橫向金屬柵中狀況；（b）橫向金屬柵對電弧的作用；（c）橫向金屬柵滅弧原理。
1－入柵片前的電?。?－金屬柵；3－入柵片后的電弧。
五、橫向金屬柵片滅弧
橫向金屬柵片又稱去離子?xùn)?，它利用的是短弧滅弧原理。用磁性材料的金屬片置于電弧中，將電弧分成若干短弧，利用交流電弧的近陰極效應(yīng)和直流電弧的近極壓降來達(dá)到熄滅電弧的目的。
橫向金屬柵片滅弧情況如圖2－21所示。柵片的材料一般采用鐵。當(dāng)電弧靠近鐵柵片時，由于鐵片為磁性材料，所以柵片本身就具有一個把電弧拉入柵片的磁場力（當(dāng)電弧移近金屬柵的上沿時，鐵柵片又具有把電弧拉回的特性，可防止電弧逸出柵外，燒損它物）。當(dāng)電弧被這個磁場力或外力作用剛進(jìn)入鐵片柵中時，由于磁阻較大，鐵片柵對電弧的吸力不大。為了減小電弧剛進(jìn)入鐵柵片時的空氣阻力，鐵柵片作成楔口并交叉裝配，如圖2－21(b)所示，即只讓電弧先進(jìn)入一半鐵片柵中以增大最初接觸電弧的鐵片片距。隨著電弧繼續(xù)進(jìn)入鐵片柵中，磁阻減小，鐵片對電弧的拉力增大，足以使電弧進(jìn)入所有的鐵片柵中。電弧進(jìn)入柵片后分成許多串聯(lián)短弧，電流回路產(chǎn)生作用于各短弧上的電動力使短弧繼續(xù)發(fā)生運(yùn)動。此時應(yīng)注意短弧被拉回向觸頭方向運(yùn)動的力，它會使電弧重燃并燒損觸頭。為了消除這種現(xiàn)象，可以采用凹形柵片和O形柵片。鐵柵片在使用時一般外表面要鍍上一層銅，以增大傳熱能力和防止鐵片生銹。
橫向金屬柵片滅弧裝置主要用于交流電器，因?yàn)樗蓪⑵鹗冀橘|(zhì)強(qiáng)度成倍的增長。對于直流電弧而言，因無近陰極效應(yīng)，只能靠成倍提高極旁壓降來進(jìn)行滅弧。由于極旁壓降值較小，要想達(dá)到較好的滅弧效果，金屬柵片的數(shù)量太大，會造成滅弧裝置體積龐大。所以直流電器中很少采用。
六、真空滅弧裝置
真空滅弧是使觸頭電弧的產(chǎn)生和熄滅在真空中進(jìn)行，它是依據(jù)零點(diǎn)熄弧原理，以真空為熄弧介質(zhì)工作的。
在真空中氣體很稀薄，電子的自由行程遠(yuǎn)大于觸頭間的距離。當(dāng)真空度為10－5mm汞柱時，電子的自由行程達(dá)43m。自由電子在弧隙中作定向運(yùn)動時幾乎不會和氣體分子或原子相碰撞，不會產(chǎn)生碰撞游離。所以將觸頭置于真空中斷開時產(chǎn)生的電弧則是由于陰極發(fā)射電子和產(chǎn)生的金屬蒸氣被電離而形成的。當(dāng)電弧電流接近零時，陰極發(fā)射的電子和金屬蒸氣減少，弧隙中殘留的金屬蒸氣和等離子體向周圍真空迅速擴(kuò)散。這樣，弧隙可以在數(shù)微秒之內(nèi)由導(dǎo)電狀態(tài)恢復(fù)到真空間隙的絕緣水平。因此，在真空中觸頭有很高的介質(zhì)恢復(fù)速度、絕緣能力和分?jǐn)嚯娏鞯哪芰Α?/p>
真空電弧按其電流的大小可分為擴(kuò)散弧和收縮弧兩種。擴(kuò)散弧的電流較小(幾百至幾千安培)，此時電弧分裂為許多并聯(lián)的支弧。每一支弧有自己的陰極斑點(diǎn)和弧柱，陰極斑點(diǎn)互相排斥且均勻分布在陰極上。在電磁場的作用下陰極斑點(diǎn)不斷地沿左旋方向運(yùn)動，觸頭表面的平均溫度較低且分布均勻。陽極此時不存在陽極斑點(diǎn)。陰極斑點(diǎn)既發(fā)射電子又產(chǎn)生金屬蒸氣。當(dāng)電流接近于零值時，最終只剩下一個斑點(diǎn)。電流過零時，電弧自行熄滅。當(dāng)擴(kuò)散弧的電流增加到足夠大時，陰極斑點(diǎn)相互聚成一團(tuán)，運(yùn)動速度很小甚至不再運(yùn)動。陰極表面不但產(chǎn)生大量的金屬蒸氣，而且有一部分金屬直接以顆?；蛞旱蔚男问较蚧∠秶娚?。陽極此時也出現(xiàn)熾熱的陽極斑點(diǎn)且蒸發(fā)和噴射一定數(shù)量的金屬，觸頭的電磨損迅速增加。當(dāng)真空滅弧裝置中出現(xiàn)收縮弧后，就不能再開斷電路。電弧由擴(kuò)散弧轉(zhuǎn)變?yōu)槭湛s弧的電流，也就是該真空滅弧裝置的極限開斷電流，它隨觸頭材料和直徑大小而不同。
在開斷交流電路時，當(dāng)被開斷的電流減小到某一數(shù)值時，擴(kuò)散弧會發(fā)生電流突然被截?cái)嗟默F(xiàn)象，稱之為截流。這樣，在開斷感性負(fù)載電流時，弧隙上將產(chǎn)生很高的過電壓，這是使用真空滅弧裝置應(yīng)注意的問題。