开关电器开断时弧隙上的电压变化过程

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1、开关电器开断时弧隙上的电压变化过程1.开断三相电路时首开极弧隙上的恢复电压恢复电压(recoveryvoltage)开断电流熄弧后，出现于开关一个极的两端子间的电压。该电压可以认为是连续的两段，起初是瞬态恢复电压，接着是工频恢复电压。瞬态恢复电压（transientrecoveryvoltage,简称TRV）：具有显著瞬态特性时间内的恢复电压。工频恢复电压（power-frequencyrecoveryvoltage，简称PFRV）：瞬态电压现象消失后的恢复电压。以上的基本概念是根据IEC标准和国家标准给出的。（1）恢复电压的基本概念对开关电器开断性能来说，在熄弧过程中起

2、重要作用的恢复电压正是瞬态恢复电压，但它的大小又受到工频恢复电压大小的影响。另外还有一种分析方法，也符合电工术语标准，即把恢复电压看成是它的工频分量和非工频衰减分量两部分叠加。这在数学分析上较为有用，从时间上自始至终将恢复电压看成是两个分量的叠加。这两种分法从原则上讲并不矛盾，但不能混淆。这是两种不同场合的规定，是不同的名词术语，且本身含义也不同。既不能简单地把恢复电压与瞬态恢复电压等同，又不能把恢复电压的工频分量就叫做工频恢复电压。（2）开断单相电路时的恢复电压在断路器出口处发生短路，则断路器DL打开，产生电弧。在电弧电流过零时电弧熄灭，于是在间隙两端将发生一个电压恢复过

3、程，最后间隙上的电压即为电源电压。显然，间隙上的电压恢复过程同时受到电网参数和弧隙参数两方面的作用。第一种情况此时电压恢复过程为非周期性的，最大值不会超过工频电源电压的幅值。恢复电压由两部分所组成。一是稳态分量；另一是与稳态分量反向的衰减分量，是非周期性的上升特性。第二种情况（临界情况）恢复电压仍是一个非周期性的过程，且最大值也不会超过工频电源电压的幅值。当线路参数L与C为已知定值时，分析电阻R与的数值和作用第三种情况当开断时触头上的电压恢复过程发生高频振荡，则恢复电压的幅值和恢复速度都随之增加，这对灭弧造成不利的影响。理想弧隙上的电压恢复过程只取决于电网的参数。而弧隙上的

4、并联电阻可以改变恢复电压的特性，即改变恢复电压的幅值和恢复速度。当并联电阻的数值低于临界电阻时，还可把周期性振荡的恢复过程转变成非周期恢复过程。从而大大降低了恢复电压的幅值和恢复速度。即并联电阻可起增加断路器开断能力的作用。在实际电路中，所遇到的情况并非象上述那么简单，而要复杂得多。不仅电压恢复过程可能是多频率的振荡过程，而且线路本身的参数也是分布的，因此计算只能等效近似地进行。弧隙参数对电压恢复过程的影响实际弧隙与理想弧隙不同，电流过零后弧隙电阻并不一定立即变成无限大，有的情况还存在着残余电阻。正是由于有残余电阻，才使电弧过零后，间隙上所发生的电压恢复过程与间隙的介质强度

5、恢复过程互相联系和互相影响。因此，弧隙参数对恢复电压的影响主要就是残余电阻所起的影响。如果把一个具有残余电阻的实际弧隙看成是一个理想弧隙与一个电阻的并联，而这个并联电阻就是残余电阻。残余电阻的存在降低了恢复电压的幅值和恢复速度，即对电压恢复过程起阻尼作用。残余电阻大小的不同，使恢复电压可以是周期性的振荡，也可以是非周期性过程。实际上，残余电阻是随时间变化的，因此阻尼作用的强弱也随时在变化着。实际弧隙的电压恢复过程不仅取决于电网的参数，在很大程度上还取决于断路器的性能。而残余电阻的大小正是在一定条件下表征了电弧电流过零后弧隙的去游离强弱和介质强度恢复的快慢。存在着两种不同情况

6、的实际弧隙：当弧隙的去游离作用很强时，介质强度的恢复就快，残余电阻就大（甚至接近或等于无限大）。此时弧隙上的电压恢复过程主要由电网参数来决定。相反的，当弧隙去游离作用较弱时，残余电阻就小，电压恢复过程在很大程度上受到残余电阻的影响。（3）三相电路开断时的恢复电压中性点不直接接地系统的三相短路故障假定A相电流先过零，且A极电弧熄灭首开极上的工频电压是1.5倍的电源相电压，并不是电源的相电压，这是因线路的影响所至。经过5ms后，B、C两相电流同时过零而电弧同时熄灭，此时电源的线电压加在两个串联的断口上，如认为两断口是均匀分布，则每一断口只承担一半电压，但很快三相电压均向电源电压

7、恢复。中性点直接接地系统的三相接地短路故障首开极A极熄弧时即其工频电压为1.3倍的电源相电压。从电路上看，紧接着A相过零的是C相，然后才是B相电流过零。第二开断极C极熄弧时即为1.25倍的电源相电压。C相电流分断后，此时电路中电流只剩下B相一相，而在熄弧时的工频电压即为电源相电压。首开极系数从上面分析可看出，三极断路器分断时，三极断口所开断的电流大小和其上的恢复电压的大小均不相同。但均可得到以首开极为最高，即首开极的开断条件最为严酷。因此，根据约定，在不加明确说明时，三相系统中的恢复电压就是指首开极上的恢复电压。首