高压电器与开关设备.ppt

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1、高压电器与开关设备高压电器的作用和分类交、直流电弧的形成及熄弧原理与方法断路器开断短路电流的工作状态及暂态分析高压断路器的技术要求及基本参数高压断路器的构造及工作原理熔断器、隔离开关及高压负荷开关高压互感器第一节高压电器的作用及分类1.按照用途分类开关电器：用来关合及开断电路的电器断路器——QF在电路正常工作和发生故障（例如发生短路）时关合和开断电路隔离开关——QS将高压设备与电源隔离，以保证检修工作人员的安全熔断器——FU在电路发生过载或短路时依靠熔件的熔断开断电路负荷开关——QL在电路正常工作或过载时关合和开断电路，它不能开断短路电流限制电器：用来限制电路中电压

2、或电流的电器。电抗器——L主要用来限制电路中的短路电流。某些类型的熔断器也有限制短路电流的作用。避雷器——F用来限制电路中出现的过电压或过电流的电器。变换电器：用来变换电路中的电压和电流使之便于检测的电器。电流互感器——TA用来变换电路中的电流，以便供电给测量仪表、继电器或自动装置，并使之与高压电路隔离的电器。电压互感器——TV用来变换电路中的电压，以便供电给测量仪表、继电器或自动装置，并使之与高压电路隔离的电器。组合电器：将上述几种电器，按一定的线装配成一个电器整体的电器组合为组合电器。2.按照安装地点分类户外式，装在建筑物内，不具有防风、雨、雷电、灰尘、露、冰和浓霜

3、等性能。户内式高压电器的工作电压一般为35KV及以下电压等级。户外式，适用于安装在露天，具有防风、雨、雷电、灰尘、露、冰和浓霜等性能。户外式高压电器的工作电压一般为35KV及以上电压等级。第二节交、直流电弧的形成及熄弧原理与方法一、电弧的形成（一）表面发射由金属电极（触头）表面发射电子，叫做表面发射。1.强场发射当金属表面存在较高的电场强（107V/mm）时，自由电子可能逸出金属。2.热发射当金属温度升高到2000~5000K，金属表面的自由电子可能获得足够的动能，克服将电子滞留在金属内部的力量而逸出金属。3.光发射当红外线、紫外线及其他射线照射到金属表面时，引起电子从金属

4、表面逸出的过程。4.二次发射当正离子在电场作用下高速撞击阴极，或者自由电子高速撞击阳极时，也可能使金属电极表面发出电子。（二）空间游离电极（触头）间的介质在外界力的影响下，其分子及原子分裂成自由电子和正离子的过程，叫空间游离。1.光游离中性粒子受到光的照射，当中性粒子的能量大于介质原子或分子的游离能时，就在空间产生光游离。2.碰撞游离从中性质点中打出的电子在向阳极运动的过程中又与其他中性质点发生碰撞，产生新的中性质点的游离。3.热游离当气体温度达到3000~4000K以上时，气体的中性原子或分子由于高速热运动而相互碰撞，产生明显的热游离。开关设备在开断电路过程中，触头间介质

5、达到一定的游离程度时，触头间隙被击穿而产生电弧。产生电弧的条件是电路内的电流不小于80mA，触头间的电压不小于10~20V。二、电弧的特点1.电弧是强功率的放电现象2.电弧是一种自持式放电3.电弧是等离子体，质量极轻，极易改变形状三、电弧熄灭的物理过程1.复合——2.扩散——3.气体分离第四节高压断路器的技术要求及基本参数一、开断、关合电路方面1.开断负荷电路和短路故障额定电压UN（kV）额定开断电流INbr（kA）额定断流容量SNbr（MV.A）S=√3UNbrINbr2.快速开断标志断路器开断过程快慢的参数是开断时间——tbr。低速动作断路器tbr>0.12s中速动作断

6、路器tbr=0.08~0.12s高速动作断路器tbr<0.08s3.关合短路故障4.自动重合闸5.分合各种空载和负载电路6.允许分合次数一般断路器允许空载分合次数为2000次。二、一般电气性能方面1.电压额定电压一定的断路器，要求其绝缘部分应能长期承受相应的最大工作电压，而且还要求能承受相应的大气过电压及内部过电压的作用。2.电流断路器在长期通过工作电流时，各部分的温度不得超过允许值。三、自然环境方面1.海拔高度（1）对外部绝缘的影响。海拔高的地区，大气压力低，耐压水平随之降低。（2）对电器发热的影响。高海拔地区空气稀释，散热差，允许通过的电流应该减少一些。2.环境温度高压

7、电器有关标准规定，产品使用的环境温度为-40℃~+40℃。第五节高压断路器的构造及工作原理一、高压断路器的构成1.触头2.灭弧室3.绝缘介质4.壳体结构5.运动机构二、少油断路器（一）电弧在油中的燃烧与熄灭（二）几种典型的灭弧室1.纵横吹灭弧室2.纵吹灭弧室3.环吹灭弧室三、少油断路器的典型结构1.SN10-10型少油断路器2.SW-110型断路器三、气体断路器1.SF6断路器2.压缩空气断路器四、真空断路器第六节高压断路器的操作机构操作机构组成：1.能量转换机构2.联动机构3.保持机构4.释放机构。根据能量形式的