§ 高压断路器和隔离开关的原理与选择引言①断路器:既可断开或闭合正常工作电流,也可断开或闭合过负荷电流或短路电流。如高压断路器、低压自动空气断路器等。②负荷开关:只能断开或闭合正常情况下的工作电流。如高压负荷开关、低压闸刀开关、接触器、磁力启动器等。③熔断器:只能断开故障情况下的过负荷电流或短路电流。如高压熔断器、低压熔断器。④隔离开关:不能断开或闭合电流,只能在检修时隔离电压。?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。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。?电弧产生后,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。①电弧的产生?阴极发射电子?热电子发射?强电场电子发射?碰撞游离②电弧的维持?热游离?去游离③电弧的熄灭?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。dUdUE?m/V1036??E复合去游离扩散去游离1. 电弧的产生、维持与熄灭动触头静触头(-)(+)?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。?在交流电弧自动熄灭后,弧隙中存在两个恢复过程:?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. 交流电弧的熄灭油空气SF6真空?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
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