1.幾個基礎知識

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。這種電弧的本質與觸頭或者觸點的開斷電弧是一樣的：開斷瞬間會出現(xiàn)金屬蒸汽，以及導線絕緣層的燒蝕。

對于不直接接觸的電弧，引發(fā)的原因有兩個，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，以及開關設備，都屬于很嚴重的故障。

圖1：國家標準GB7251.1《低壓成和控制設備 第1部分：總則》中對電氣間隙的解釋

如果三相帶電體（母線、開關電器的導電結構等等）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，則會發(fā)生放電。

電氣間隙與物理學中的巴申曲線密切相關。我們看下圖：

圖1：巴申曲線與電氣間隙的關系

圖1告訴我們幾件事：

第一：放電的起始點是空氣擊穿。

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，如果在某開關設備中，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，不管是開關電器也好，是開關設備也好，如果使用環(huán)境的海拔超過2000米，則必須要降容（降低運行電流，降低運行電壓）。

我們再來看看從空氣被擊穿再到發(fā)生電弧的過程，見我的這個帖子：

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

2，一個與題主問題有關的例子

我們來看一個例子吧。

某日我接到一個電話，說ABB生產的MNS3.0低壓開關柜因為故障電弧引起爆炸，造成XXX水泥廠全廠停產，要求賠償。我讓售后服務趕到現(xiàn)場看個究竟。到了現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)人為破壞很嚴重，但依然能看出，變壓器室低壓側有短路痕跡，低壓開關柜母線扭曲變形并被短路電流和電弧燒蝕嚴重，母線夾等絕緣材料破碎。水泥廠要求ABB賠償損失，并免費制造一套低壓開關柜給他們。

售后服務問我怎么辦？我想了一招：我讓售后服務到電力變壓器10kV中壓開關柜側把繼電保護裝置的故障錄波復制下來。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系，他們任憑ABB的售后服務去錄制并發(fā)給我。我們來看看錄波記錄：

圖2：水泥廠第一次發(fā)生短路故障的波形記錄

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)繼電保護裝置的距離保護測算，短路點很近，應當就發(fā)生在電力變壓器的低壓側。

我們再看下圖：

圖3：不久后再次發(fā)生了短路事故，注意看波形是上下分布的

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)生的時間以及持續(xù)的時間。

再看下圖：

圖4：這是最終的短路波形，這是典型的三相短路電流波形

圖2是第一次發(fā)生故障，持續(xù)時間很短，但強度較大，且就發(fā)生在電力變壓器的低壓側，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，就是帶電體對接地體發(fā)生的電氣間隙擊穿并導致絕緣體破壞引起漏電。第二次故障在第一次故障的一個小時之后。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)。

我估計水泥廠發(fā)生的短路事故首先在變壓器室內，然后水泥廠總配電室停電檢修。因為急于投運，也沒認真檢查就送電，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設備。我據(jù)此寫了報告，說明了故障的起因、過程以及后果，并給出了ABB不必擔責的理由。

該水泥廠最后不得不承認了全過程：水泥廠的一位電工檢修電力變壓器室的排氣風扇，不慎把風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設備直接相連，柜內受電的母線受短路電流電動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，廠內多處設備停電。電工檢修時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)生在帶電導體之間，當導線絕緣層的損壞(如導線絕緣老化、導線絕緣層機械性損傷、鋒利物體刺穿導線絕緣層等)或者金屬切割電纜時會產生電弧。

因而發(fā)生故障電弧，必須是有觸碰的過程，……。兩個點保持一定的間距產生的電弧是否能算故障電?。?/strong>”。

答案是：非接觸產生的電弧當然算故障電弧，而且有可能產生嚴重的后果。

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，我們把它叫做介質恢復強度Ujf，而過零后的電壓迅速建立，我們把它叫做電壓恢復強度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線斷開產生的電弧，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；如果是導體之間電氣間隙被擊穿產生的電弧，其中的金屬蒸汽會少很多。

還有，電弧的穩(wěn)定存在受電流的影響很大，我們在熄滅強電流電弧時，可以在電弧所在回路中并接一個小電流觸點并產生電弧，由于小電流電弧會對大電流電弧產生牽制作用，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。