发电厂电气部分概述

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1、一、概述1、电弧——为一种气体游离放电现象现象：开关电器开断电路时，触关间产生的耀眼的白光。△电弧的存在说明电路中有电流，只有当电弧熄灭，触头间隙成为绝缘介质时，电路才算断开。2、特征：①电弧的能量集中，温度报高，亮度很强例：10kvQF断开20kv的电流，电弧功率达到1万kw以上②电弧由阴级区，阳极区和弧柱区组成。弧柱处温度最高，可达6~7k0C到1万度以上在弧柱周围温度较低，亮度明显减弱的部分叫弧焰，电流几手都从弧柱内部流过。③电弧的气体放电是自持放电，维持电弧燃烧的电压很低。在大气中，1cm长的直流电弧的弧柱电压仅15~30v，在变压器油中1cm长的直流

2、电弧的弧柱电压仅100~220v。④电弧是一束游离的气体，质量极轻，极易变形。电弧在气体或液体的流动作用下或电动力作用下，能迅速移动、伸长或弯曲。二、电弧的形成1、带电质点的来源①电极发射大量自由电子：热电子+强电场发射②弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离子：碰撞游离+热游离2、电弧的形成三、电弧的熄灭关键是加强去游离作用介质的游离作用→电弧产生介质的去游离作用→电弧熄灭当游离>去游离——电弧电流↑当游离=去游离——电弧电流不变（稳定燃烧）当游离<去游离——电弧电流↓→（熄灭）去游离方式有2种：复合：正负离子相互吸引，彼此中和扩散：弧柱中的带电质点由于热运动

3、逸出弧柱外。影响游离和去游离的因素①电弧温度：热游离↓→Q↓速度↓→复合加强→Q↓使温度降低的方法有：吹弧、拉长电弧、或与冷却介质表面接触。②电场强度：E↓→运动速度↓→复合↑→Q↓→热游离↓③气体介质的压力：F↓→自由行程缩短→离子浓度↑→复合↑真空数目少→磁撞游离↓→扩散↑④介质特性：包括气体的介电强度、导热系数、热量量、电负荷⑤电极材料：铜、银、铜钨、银钨合金具有熔点高、导热能力强、热容量大的特点，可减少热电子发射和弧柱中的金属蒸气。3.2直流电弧的特性及熄灭一、特性：1、静态伏安特性曲线为发弧电压、即产生电弧的最小电压值2、电弧电压分布图：=阴极区电

4、压+弧柱区电压+阳极区电压U=阴极区电压U阴极区+弧柱区UH+阳极区U阴极区大小与in无关，在空气中U=8~11VU阳极区

5、状安特性曲线：电弧电压和电流随时间不断变化，每一周期，电流过零2次Uh——马鞍形状。A>BA——燃弧电压B——熄弧电压电弧在自然过零时将自动熄灭，但下半周期随着电压的升高，电弧会重燃。若电流过零时，电弧不再重燃，电弧就此熄灭。2、热惯性：电弧温度的变化滞后于电流的变化二、交流电弧的熄灭1、弧隙介质电强度的恢复过程UjUj——弧隙介质能够承受而不改使弧隙去穿的最小电压过程：电流过零前，θ0C很高，Rn很小，弧隙为良导电通道电流过零前后，θ0C↓，Rn↑具有一定抗电强度电流过零后，Uj恢复不是从零开始,而是有一个起始电压。这种现象称为交流电路的近阴极效应。（电流极

6、性改变后的0.1~1.0秒瞬间,有Uj=150~250V）2、弧隙电压的恢复过程UnfUnf——电压由熄弧电压恢复到电源电压的过程。过程1、电流过零前，电弧电阻很小，电源电压大部分降落在线路或负载的阻抗上。2、电流过零时，电弧熄灭，最后变为绝缘介质，电源电压全部加在弧隙上。3、交流电弧的熄灭条件：四、交流电弧的灭弧方法1、提高触头的分闸进度——迅速拉长电弧，E↓，冷却与扩散↑2、采用多断口灭弧——拉长迅速↑，行程↓，灭弧时间↓提高了灭弧能力3、吹弧——加强冷却和扩散横吹——将电弧吹弯吹长纵吹——将电弧吹细4、利用固体介质的狭缝狭沟灭弧——冷却，表面吸附电子，加

7、强复合。如：介质纵缝灭弧罩介质填料灭弧管5、利用短弧原理灭弧交流电路：电流自然过零时，每一短弧有150~250v电压。直流电路：每一短弧的阴极区有8~11v电压降。6、磁吹——利用电磁力驱动和拉长电弧至固体介质灭弧罩或金属栅灭弧罩中7、高压力气体介质灭弧——磁撞游离↓，复合↑8、真空灭弧——碰撞游离↓，热游离↓，扩散↑3．4电气触头分类1、固定触头——如母线的联接，采用螺柱连接和压接两种；2、滑动触头——如滑环与碳刷；3、可断触头——如QF的动静触头，可采用对接式和插入式。触头的接触电阻接触电阻——直接反映触头的工作状况其大小决定了触头的发热触头的工作情况触头

8、的工作情况1、在长期负载电流下的工作—