发电厂电气培训课件 高压断路器和隔离开关.ppt

《发电厂电气培训课件 高压断路器和隔离开关.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、§6.2高压断路器和隔离开关的原理与选择引言仅用来在正常情况下，断开或闭合正常工作电流的开关电器，如高压负荷开关、低压闸刀开关、接触器等。仅用来断开故障情况下的过负荷电流或短路电流的开关电器，如高、低压熔断器。既用来断开或闭合正常工作电流，也用来断开或闭合过负荷电流或短路电流的开关电器，如高压断路器、低压自动空气断路器等。不要求断开或闭合电流，只用来在检修时隔离电压的开关电器，如隔离开关等。开关电器的类型引言断路器的作用在正常情况下，控制各种电力线路和设备的开断和关合。在电力系统发生故障时，自动地切除电力系统的短路电流，以保证电力系统的正常运行。引言

2、引言引言一、电弧的形成与熄灭用开关电器切断通有电流的电路时，只要电源电压大于10~20V，电流大于80~100mA，在开关电器的动、静触头分离瞬间，触头间就会出现电弧。此时，触头虽已分开，但电路中的电流还在继续流通。只有电弧熄灭，电路才被真正断开。电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧柱中了出现大量自由电子的缘故。一、电弧的形成与熄灭1.电弧的产生、维持与熄灭电弧的产生强电场发射：动静触头分离初始瞬间，触头距离很小，出现强电场，阴极表面的自由电子在电场力的作用下被强行从金属表面拉出，形成强电场发射。碰撞游离从触头表面拉出的自由电子在强电场的作用下加速，

3、以极高的速度向阳极运动，沿途撞击介质中的分子或原子，使之游离出自由电子，进而产生连锁式碰撞，使间隙中的自由电子迅速增加，这一过程称为碰撞游离，由此形成电弧。d(-)动触头(+)静触头1.电弧的产生、维持与熄灭热发射和热游离电弧形成后，断口由开断初始瞬间的不导电变为导电状态，因此，原来施加于断口的电压迅速下降，不能再靠强电场发射和碰撞游离来维持电弧的燃烧。当切断的电流很大时，会在极短的时间内向断口注入大量的能量，导致触头和间隙的温度迅速升高，触头依靠高温而发射电子，称为热发射。高温下的中性分子具有很高的运动速度，足以在彼此碰撞时游离出大量的自由电子，此

4、过程称为热游离。1.电弧的产生、维持与熄灭热发射和热游离一般气体开始发生热游离的温度为9000～10000℃；金属蒸气的热游离温度约为4000～5000℃。因为开关电气设备的电弧中总有一些金属蒸气，而弧心温度总大于4000～5000℃，所以，热游离的强度足可维持电弧的燃烧。因此，大电流产生的高温是维持电弧燃烧的主要因素。1.电弧的产生、维持与熄灭电弧的稳定燃烧在游离的同时，间隙中存在着自由电子和正离子相结合还原为中性分子和原子的过程，这一现象称为复合。由于电弧温度很高，电弧中的热量向周围介质传递，并有电弧中的部分介质向周围运动而降低弧道中自由电子的密

5、度，这一现象称为扩散。复合和扩散是去游离的过程。若游离过程大于去游离过程，则电弧继续燃烧；若去游离过程大于游离过程，则电弧逐渐熄灭。2.交流电弧的熄灭电弧温度随时间变化电弧电流数值随时间变动，电弧的功率也随电弧电流变动。电弧功率增大时，电弧的温度增加；反过来，当电弧功率减小时，电弧的温度降低。电弧有热惯性电弧的温度跟不上电流的变化，存在一个滞后过程。交流电弧每半周自动熄灭一次随着交流电流的周期性变化，电弧电流也将每隔半周过零一次。在电弧电流自然过零前后，电源向弧隙输送的能量较少，电弧温度和热游离下降，而去游离作用继续进行，电弧将自然熄灭。(0)交流电

6、弧的特性2.交流电弧的熄灭在交流电流过零时，电弧将自动熄灭，但不等于最终熄灭。(1)交流电弧的熄灭条件电弧电压中间大部分平坦，只有在电流靠近零点，电弧电压升高，呈现为电弧尖峰。图中A点是电弧产生时的电压，称为燃弧电压，而B点是电弧熄灭时的电压，称为熄弧电压。显然，由于介质的热惯性，燃弧电压必然大于熄弧电压。2.交流电弧的熄灭在交流电弧自动熄灭后，弧隙中存在着两个恢复过程：弧隙介质强度恢复过程弧隙电压恢复过程(1)交流电弧的熄灭条件2.交流电弧的熄灭1)弧隙介质强度恢复过程可见，真空断路器和SF6断路器灭弧性能较好。含义：弧隙中介质强度恢复到绝缘的正常

7、状态的过程。以能耐受的电压ud(t)表示。影响因素：主要是断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质。ud0t油空气SF6真空(1)交流电弧的熄灭条件2.交流电弧的熄灭近阴极效应1)弧隙介质强度恢复过程ud0t油空气SF6真空(1)交流电弧的熄灭条件(+)(-)+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-(-)(+)++--+++---++--+++---2.交流电弧的熄灭2)弧隙电压恢复过程含义：弧隙电压由熄弧电压逐渐恢复到电源电压的过程。以ur(t)表示。影响因素：线路参数、负荷性质等。ur0tusrutrutrusr瞬态恢复电压工频恢复电压对不同的线路参

8、数，弧隙电压恢复过程可能是周期性的变化过程或非周期性的变化过程。(1)交流电弧的熄灭条件2.交流电弧的熄灭综