断路器开断过程知识分享.ppt

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1、高压断路器的开断过程电气二班知识分享第一节概述第二节电阻、电容、电感电路的开断第三节断路器开断不同形式的短路第四节近区短路故障第五节反向开断第六节并联开断第七节断路器开断空载长线第八节断路器开断变压器和小电感纲要第一节概述交流电弧是否熄灭，与断路器开断的电流大小，灭弧装置的熄弧能力以及电流过零后加在断路器触头的恢复电压有关。一、影响恢复电压的主要因素：1、断路器安装地点的电网接线方式和电网的参数。断路器在电网中使用时，可能安装在不同的地点。因此，断路器开断时电网的接线方式和参数的配合可能不同，于是恢复电压变化规

2、律不同。2、被开断电路的性质。被开断的可能是短路电流，也可能是负荷电流；可能是空载变压器的励磁电流，也可能是空载长线的电容电流。被开断的电路的性质不同，恢复电压的变化规律不同。3、发生短路故障的地点和短路种类。二、电力系统中，断路器的开断情况：1、切除线路出口短路故障，即紧靠断路器出口的短路故障。2、切除线路上的近区短路故障，即短路故障点在线路上距电源几公里处。3、反向开断。断路器安装在两个电力系统的联络线上，电力系统出现短路故障后出现失步现象。因频率不同，断路器跳闸时两侧电压可能相位相反，被切断的联络线电流可

3、能很大，触头间的恢复电压也可能很大。4、开断或接通空载长距离线路。5、开断或接通空载变压器。6、开断发展性故障。7、并联开断。第二节电阻、电容和电感电路的开断一、开断电阻性电路u=UmSinωtR断路器切断电阻性电路时，由于电流与电压是同相位的，在电流过零时，电弧自然熄灭。电压恢复速率为：恢复电压速率较低电弧容易熄灭。dUhf/dt=2πfUmcosωttuiui触头间恢复电压与电源电压同相，恢复电压跟随电源电压增大，当ωt=π/2，即t=0.005s时，恢复电压的最大值：Uhf.m=UmuAuA：电弧电压tu

4、iuiuAt1t2t3t4t1：断路器开断电路，触头电压按马鞍形的电弧电压变化。t2：电弧电流第一次过零，电弧自然熄灭。t3：弧隙介质强度恢复值较低，电弧重燃。t4：电弧电流第二次过零时，触头开距加大，介质强度恢复也大，电弧熄灭。断路器的开断过程如下：二、开断电容性电路断路器切断电容性电路时，电流超前于电压90度。u=UmSinωtCuciuc=-Umt1uhfUmcosωtt2t2时：电弧电流第一次过零时，电弧暂时自然熄灭。此时，电容器上的电荷因电路已经切断而不能释放，电压保持着-Um。以t2计算，电源电压的

5、表达式为：u=-Umcosωtutuit1时：断路器开断，触头间产生电弧，触头两端的电弧电压为uA。断路器触头两端的恢复电压为：uhf=u-uc=-Umcosωt-(-Um)=Um(1-cosωt)当ωt=π，即t=0.01s时，恢复电压达到最大值：Uhf.m=Um(1-cosπ)=2Umuit1uhft2uc=-UmtUmcosωt容性电路切断时，恢复电压最大值比电阻性大一倍，但比电阻性电路出现晚0.005s，并且不是在电流过零时出现的，在电弧重燃时将会出现过电压。tui三、开断电感性电路FLSZt1：断路器

6、开断。触头间产生电弧，触头间电压uA如图所示：CuAt1t2：电流过零电弧暂时熄灭，由于恢复电压较高，弧隙介质强度恢复值较低，在此点又即刻重燃。t2t3Uhf.m=（1.3-1.6）UmuhfUhf.m电感性电路的电弧是不易熄灭的。iut3：触头开距足够大，加之去游离作用使弧隙介质强度恢复到足够大，恢复电压不能使弧隙再击穿。恢复电压按振荡方式增加f0=1/（2π√LC），在t=（1/2）f0时出现最大值：电阻、电容、电感电路开断时恢复电压比较电阻电路电容电路电感电路恢复电压波形最大值出现时间恢复速率灭弧难易Um

7、2Um2Um实际（1.3-1.6）t=0.005st=0.01st=1/2f0低低高容易容易，但重燃时会出现过电压不易uhftUmt=0.005suhft2Umt=0.01suhft2Umt=1/2f0第三节断路器开断不同形式的短路一、断路器开断三相短路xLÚAxLÚBxLÚCABCOO’ÚABÚBCA’B’C’ÙA’O’断路器切断短路电流时，三相每对触头间都出现电弧，但各相短路电流不会同时过零，因此三相电弧也不能同时熄灭。设开断后A相电流首先过零，则A相电弧首先熄灭。此时B、C两相电弧形成两相短路：ÚAÚBÚ

8、CÚABÚBCÙA’O’0.5ÚBC=ÙBO’ÍBCÍBCÍBCIBC=UBC/2xLA相断路器断口的工频恢复电压：Úgh.A=ÚA，B，=ÚAB+ÙBO’ÙBO’=jxLÍBC=jxLÚBC/2jxL=ÚBC/2Úgh.A=ÚAB+ÚBC/2由图可得：Úgh.A=ÚAB+ÚBC/2=1.5ÚA可见，第一相断开后，工频恢复电压为相电压的1.5倍。ÚAÚBÚCÚABÙA’O’0.5ÚBC