rAAA060102高壓斷路器和隔離開關(guān)

1、6.1 電氣設(shè)備選擇的一般電氣設(shè)備選擇的一般條件條件 引言引言n盡管電力系統(tǒng)中各種設(shè)備的作用和工作盡管電力系統(tǒng)中各種設(shè)備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的。相同，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的。n電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常按正常工作條件進(jìn)行選擇工作條件進(jìn)行選擇，并，并按短路狀態(tài)來校按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備n設(shè)計(jì)時(shí)：設(shè)計(jì)時(shí)：ununs。n電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓：電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓：n220kv及以下為及以

2、下為1.15 un ；n330kv及以下為及以下為1.1 un 。n電氣設(shè)備的最高允許電壓為設(shè)備電氣設(shè)備的最高允許電壓為設(shè)備額定電壓的額定電壓的1.11.15倍。倍。1. 額定電壓額定電壓一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備n設(shè)計(jì)時(shí)：設(shè)計(jì)時(shí)：inimax。nin是指在是指在額定環(huán)境溫度額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。的長(zhǎng)期允許電流。nimax 為電氣設(shè)備所在回路的最大持續(xù)為電氣設(shè)備所在回路的最大持續(xù)工作電流。不同回路的計(jì)算方法不同，工作電流。不同回路的計(jì)算方法不同，如：如：2. 額定電流額定電流一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備一、按正常工作條件選擇電氣

3、設(shè)備n發(fā)電機(jī)、變壓器、調(diào)相機(jī)回路：發(fā)電機(jī)、變壓器、調(diào)相機(jī)回路： imax =1.05ign（由于電壓下降（由于電壓下降5時(shí)，出力不變）。若變壓時(shí)，出力不變）。若變壓器有過負(fù)荷運(yùn)行的情況，按過負(fù)荷確定器有過負(fù)荷運(yùn)行的情況，按過負(fù)荷確定（1.32倍的變壓器額定電流）倍的變壓器額定電流） ；n母聯(lián)斷路器回路的母聯(lián)斷路器回路的 imax 一般可取母線上最大一般可取母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的imax ；n母線分段電抗器的母線分段電抗器的 imax 應(yīng)為母線上最大一臺(tái)應(yīng)為母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)跳閘時(shí)，保證該段母線負(fù)荷所需的電發(fā)電機(jī)跳閘時(shí)，保證該段母線負(fù)荷所需的電流，或最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)額

4、定電流的流，或最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)額定電流的50%80%。n出線：除考慮正常負(fù)荷電流外，還應(yīng)考慮事出線：除考慮正常負(fù)荷電流外，還應(yīng)考慮事故時(shí)由其它回路轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷故時(shí)由其它回路轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備n當(dāng)電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件如溫當(dāng)電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件如溫度、風(fēng)速、污穢等級(jí)、海拔高度、地度、風(fēng)速、污穢等級(jí)、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等超過一般電氣設(shè)震烈度和覆冰厚度等超過一般電氣設(shè)備規(guī)定的使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。備規(guī)定的使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。3. 環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影響環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影響一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備一、按正常工

5、作條件選擇電氣設(shè)備n一般非高原型的電氣設(shè)備使用環(huán)境的海拔高度不超過一般非高原型的電氣設(shè)備使用環(huán)境的海拔高度不超過1000 m。n當(dāng)電器設(shè)備的安裝在制造廠規(guī)定的海拔高度以上時(shí)，當(dāng)電器設(shè)備的安裝在制造廠規(guī)定的海拔高度以上時(shí)，由于海拔高度的增加，空氣密度和濕度相應(yīng)減少，使由于海拔高度的增加，空氣密度和濕度相應(yīng)減少，使空氣間隙和瓷絕緣的放電特性下降，影響電器設(shè)備的空氣間隙和瓷絕緣的放電特性下降，影響電器設(shè)備的外絕緣強(qiáng)度，制造廠規(guī)定的電器設(shè)備的最大工作電壓外絕緣強(qiáng)度，制造廠規(guī)定的電器設(shè)備的最大工作電壓就要下降。對(duì)此須進(jìn)行校正。就要下降。對(duì)此須進(jìn)行校正。3. 環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影響環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影

6、響(1) 海拔高度的影響海拔高度的影響一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備n試驗(yàn)指出，海拔高度為試驗(yàn)指出，海拔高度為10003500米范圍內(nèi)，按米范圍內(nèi)，按1/100米進(jìn)行補(bǔ)償，即海拔每增高米進(jìn)行補(bǔ)償，即海拔每增高100米，電器設(shè)米，電器設(shè)備最高允許工作電壓應(yīng)降低備最高允許工作電壓應(yīng)降低1。n當(dāng)最高允許工作電壓不能滿足要求時(shí)，應(yīng)采用高當(dāng)最高允許工作電壓不能滿足要求時(shí)，應(yīng)采用高原型電氣設(shè)備，或采用外絕緣提高一級(jí)的產(chǎn)品。原型電氣設(shè)備，或采用外絕緣提高一級(jí)的產(chǎn)品。3. 環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影響環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影響(1) 海拔高度的影響海拔高度的影響一、按正常工作條件選擇電

7、氣設(shè)備一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備n電氣設(shè)備的額定電流是指在基準(zhǔn)環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的額定電流是指在基準(zhǔn)環(huán)境溫度下，能允許長(zhǎng)期通過的最大工作電流。此時(shí)電氣設(shè)能允許長(zhǎng)期通過的最大工作電流。此時(shí)電氣設(shè)備的長(zhǎng)期發(fā)熱溫升不超過其允許溫度。備的長(zhǎng)期發(fā)熱溫升不超過其允許溫度。n在實(shí)際運(yùn)行中，周圍環(huán)境溫度直接影響電氣設(shè)在實(shí)際運(yùn)行中，周圍環(huán)境溫度直接影響電氣設(shè)備的發(fā)熱溫度，所以當(dāng)環(huán)境溫度不等于電氣設(shè)備的發(fā)熱溫度，所以當(dāng)環(huán)境溫度不等于電氣設(shè)備的基準(zhǔn)環(huán)境溫度時(shí)，其額定電流必須進(jìn)行修備的基準(zhǔn)環(huán)境溫度時(shí)，其額定電流必須進(jìn)行修正。正。n我國(guó)生產(chǎn)的我國(guó)生產(chǎn)的電氣設(shè)備電氣設(shè)備一般使用的一般使用的額定環(huán)境溫度額定環(huán)境溫度為

8、為+40。3. 環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影響環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影響(2) 環(huán)境溫度的影響環(huán)境溫度的影響當(dāng)實(shí)際環(huán)境溫度當(dāng)實(shí)際環(huán)境溫度不同于導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度不同于導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度0時(shí)，其時(shí)，其長(zhǎng)期允許電流應(yīng)該用下式進(jìn)行修正。長(zhǎng)期允許電流應(yīng)該用下式進(jìn)行修正。 不計(jì)日照時(shí)，裸導(dǎo)體和電纜的綜合修正系數(shù)不計(jì)日照時(shí)，裸導(dǎo)體和電纜的綜合修正系數(shù)k為為 0alalk al導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱允許最高溫度，裸導(dǎo)體一般導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱允許最高溫度，裸導(dǎo)體一般為為70； 0導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度，裸導(dǎo)體一般為導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度，裸導(dǎo)體一般為25。 ial = kial imax (2) 環(huán)境溫度的影響環(huán)境溫度的影響 我國(guó)生產(chǎn)的

9、電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度我國(guó)生產(chǎn)的電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度0=40。在。在4060范圍內(nèi)，當(dāng)實(shí)際環(huán)境溫度高于范圍內(nèi)，當(dāng)實(shí)際環(huán)境溫度高于+40時(shí)，環(huán)境時(shí)，環(huán)境溫度每增高溫度每增高1，按減少額定電流，按減少額定電流1.8%進(jìn)行修正；當(dāng)進(jìn)行修正；當(dāng)實(shí)際環(huán)境溫度低于實(shí)際環(huán)境溫度低于+40時(shí)，環(huán)境溫度每降低時(shí)，環(huán)境溫度每降低1，按，按增加額定電流增加額定電流0.5%進(jìn)行修正，但其最大過負(fù)荷不得超進(jìn)行修正，但其最大過負(fù)荷不得超過額定電流的過額定電流的20%，實(shí)際選擇時(shí)一般不修正。，實(shí)際選擇時(shí)一般不修正。 (2) 環(huán)境溫度的影響環(huán)境溫度的影響一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備n根據(jù)電氣

10、設(shè)備的裝置地點(diǎn)、使用條根據(jù)電氣設(shè)備的裝置地點(diǎn)、使用條件、檢修和運(yùn)行等要求，對(duì)電器進(jìn)件、檢修和運(yùn)行等要求，對(duì)電器進(jìn)行種類（屋內(nèi)或屋外）和型式（防行種類（屋內(nèi)或屋外）和型式（防污型、防爆型、濕熱型等）的選擇。污型、防爆型、濕熱型等）的選擇。4. 其它選擇其它選擇二、按短路狀態(tài)校驗(yàn)二、按短路狀態(tài)校驗(yàn)1. 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)n含義：短路電流通過時(shí)，電氣設(shè)備各含義：短路電流通過時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過允部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過允許值。許值。n條件：k2tqti短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)it、t 電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時(shí)

11、間和時(shí)間二、按短路狀態(tài)校驗(yàn)二、按短路狀態(tài)校驗(yàn)n含義：電氣設(shè)備承受短路電流機(jī)械效含義：電氣設(shè)備承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。應(yīng)的能力。n條件：條件：iesish 或或 iesishn式中式中nish、ish短路沖擊電流幅值及其有效值；短路沖擊電流幅值及其有效值；nies、ies電氣設(shè)備允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電電氣設(shè)備允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值及其有效值。流幅值及其有效值。2. 電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)二、按短路狀態(tài)校驗(yàn)二、按短路狀態(tài)校驗(yàn)2. 電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)下列幾種情況不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定下列幾種情況不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定1.1.用熔斷器保護(hù)的電器，其

12、熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，用熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，故可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。故可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。2.2.采用有限流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備。其回路采用有限流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備。其回路電流被電阻限制，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。電流被電阻限制，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。3.3.裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器，可裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器，可不校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定。不校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定。二、按短路狀態(tài)校驗(yàn)二、按短路狀態(tài)校驗(yàn) 容量：容量：n按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。 接線：接線：n采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式。采用可

13、能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式。 短路種類：短路種類：n一般按三相短路驗(yàn)算，若其他種類短路較三相一般按三相短路驗(yàn)算，若其他種類短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況驗(yàn)算。短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況驗(yàn)算。3. 短路電流計(jì)算條件短路電流計(jì)算條件二、按短路狀態(tài)校驗(yàn)二、按短路狀態(tài)校驗(yàn) 計(jì)算短路點(diǎn)：計(jì)算短路點(diǎn)：n同一電壓等級(jí)各短路點(diǎn)的短路電流值均同一電壓等級(jí)各短路點(diǎn)的短路電流值均相等，但通過各支路的短路電流將隨著相等，但通過各支路的短路電流將隨著短路點(diǎn)的位置不同而不同。短路點(diǎn)的位置不同而不同。n在校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，必須確在校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，必須確定電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體處于最嚴(yán)重的短

14、定電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體處于最嚴(yán)重的短路點(diǎn)，使通過的短路電流校驗(yàn)值為最大。路點(diǎn)，使通過的短路電流校驗(yàn)值為最大。3. 短路電流計(jì)算條件短路電流計(jì)算條件選擇短路計(jì)算點(diǎn) 在短路計(jì)算接線中，選擇通過電器的短路電流為最在短路計(jì)算接線中，選擇通過電器的短路電流為最大的點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)。大的點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)。1.1.兩側(cè)都有電源的設(shè)備，比較兩側(cè)短路電流大小，選兩側(cè)都有電源的設(shè)備，比較兩側(cè)短路電流大小，選擇電流大的作為短路計(jì)算點(diǎn)。擇電流大的作為短路計(jì)算點(diǎn)。2. .母聯(lián)斷路器考慮母線向備用母線充電時(shí)候，備用母聯(lián)斷路器考慮母線向備用母線充電時(shí)候，備用母線故障，流過該備用母線的全部短路電流。母線故障，流過該備用母線的全部短

15、路電流。3.3.帶電抗器的出線，斷路器與電抗器間的連線很短，帶電抗器的出線，斷路器與電抗器間的連線很短，可選擇短路點(diǎn)于電抗器后，以選用輕型電器?？蛇x擇短路點(diǎn)于電抗器后，以選用輕型電器。3. 短路電流計(jì)算條件短路電流計(jì)算條件二、按短路狀態(tài)校驗(yàn)二、按短路狀態(tài)校驗(yàn) 短路電流熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間：短路電流熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間：4. 短路計(jì)算時(shí)間短路計(jì)算時(shí)間brprkttt燃弧時(shí)間燃弧時(shí)間繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（后備保護(hù)）后備保護(hù)）斷路器全開斷時(shí)間斷路器全開斷時(shí)間ainprttt斷路器固有分閘時(shí)間斷路器固有分閘時(shí)間 驗(yàn)算裸導(dǎo)體的短路熱穩(wěn)定時(shí)，驗(yàn)算裸導(dǎo)體的短路熱穩(wěn)定時(shí)，tpr宜采用主保護(hù)動(dòng)作宜采用主保護(hù)動(dòng)作

16、時(shí)間，如主保護(hù)有死區(qū)時(shí)，則采用能對(duì)該死區(qū)起保護(hù)時(shí)間，如主保護(hù)有死區(qū)時(shí)，則采用能對(duì)該死區(qū)起保護(hù)作用的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；作用的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間； 驗(yàn)算電器的短路熱穩(wěn)定時(shí)，驗(yàn)算電器的短路熱穩(wěn)定時(shí)，tpr宜采用后備保護(hù)動(dòng)作宜采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。少油斷路器的燃弧時(shí)間時(shí)間。少油斷路器的燃弧時(shí)間ta為為0.040.06s，sf6斷斷路器的燃弧時(shí)間路器的燃弧時(shí)間ta為為0.020.04s。 二、按短路狀態(tài)校驗(yàn)二、按短路狀態(tài)校驗(yàn)4. 短路計(jì)算時(shí)間短路計(jì)算時(shí)間 開斷電流計(jì)算時(shí)間：開斷電流計(jì)算時(shí)間：inpr1kttt繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（主保護(hù)主保護(hù)）斷路器固有分閘時(shí)間斷路器固有分閘時(shí)間 開斷電器應(yīng)能

17、在最嚴(yán)重的情況下開斷短路電開斷電器應(yīng)能在最嚴(yán)重的情況下開斷短路電流。電器的開斷時(shí)間選擇為流。電器的開斷時(shí)間選擇為:6.2 高壓斷路器和隔離開關(guān)高壓斷路器和隔離開關(guān)的原理與選擇的原理與選擇引言引言 僅用來在正常情況下，斷開或閉合正常工作電流僅用來在正常情況下，斷開或閉合正常工作電流的開關(guān)電器，如高壓負(fù)荷開關(guān)、低壓閘刀開關(guān)、的開關(guān)電器，如高壓負(fù)荷開關(guān)、低壓閘刀開關(guān)、接觸器、磁力啟動(dòng)器等。接觸器、磁力啟動(dòng)器等。 僅用來斷開故障情況下的過負(fù)荷電流或短路電流僅用來斷開故障情況下的過負(fù)荷電流或短路電流的開關(guān)電器，如高、低壓熔斷器。的開關(guān)電器，如高、低壓熔斷器。 既用來斷開或閉合正常工作電流，也用來斷開或既

18、用來斷開或閉合正常工作電流，也用來斷開或閉合過負(fù)荷電流或短路電流的開關(guān)電器，如高壓閉合過負(fù)荷電流或短路電流的開關(guān)電器，如高壓斷路器、低壓自動(dòng)空氣斷路器等。斷路器、低壓自動(dòng)空氣斷路器等。 不要求斷開或閉合電流，只用來在檢修時(shí)隔離電不要求斷開或閉合電流，只用來在檢修時(shí)隔離電壓的開關(guān)電器，如隔離開關(guān)等。壓的開關(guān)電器，如隔離開關(guān)等。1. 開關(guān)電器的類型開關(guān)電器的類型引言引言2. 斷路器的作用斷路器的作用n 在正常情況下，控制各種電力線路和設(shè)在正常情況下，控制各種電力線路和設(shè)備的開斷和關(guān)合。備的開斷和關(guān)合。n 在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)地切除電在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)地切除電力系統(tǒng)的短路電流，以保證電

19、力系統(tǒng)的力系統(tǒng)的短路電流，以保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。正常運(yùn)行。一、電弧的形成與熄滅一、電弧的形成與熄滅n用開關(guān)電器切斷通有電流的電路時(shí)，只要用開關(guān)電器切斷通有電流的電路時(shí)，只要電源電源電壓大于電壓大于1020v，電流大于，電流大于80100ma，在開，在開關(guān)電器的動(dòng)、靜觸頭分離瞬間，觸頭間就會(huì)出關(guān)電器的動(dòng)、靜觸頭分離瞬間，觸頭間就會(huì)出現(xiàn)電弧?，F(xiàn)電弧。n此時(shí)，觸頭雖已分開，但電路中的電流還在繼此時(shí)，觸頭雖已分開，但電路中的電流還在繼續(xù)流通。續(xù)流通。只有電弧熄滅，電路才被真正斷開只有電弧熄滅，電路才被真正斷開。n電弧之所以能形成導(dǎo)電通道，是因?yàn)殡娀≈须娀≈阅苄纬蓪?dǎo)電通道，是因?yàn)殡娀≈辛顺霈F(xiàn)

20、大量自由電子的緣故。了出現(xiàn)大量自由電子的緣故。電弧產(chǎn)生的物理過程電弧的產(chǎn)生和維持是觸頭間中性質(zhì)點(diǎn)（分子電弧的產(chǎn)生和維持是觸頭間中性質(zhì)點(diǎn)（分子和原子）被游離的結(jié)果。和原子）被游離的結(jié)果。游離就是中性質(zhì)點(diǎn)游離就是中性質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為帶電質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為帶電質(zhì)點(diǎn)。游離的過程有四種形式：。游離的過程有四種形式：強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射：強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射：當(dāng)觸頭剛分開時(shí)，觸頭間產(chǎn)生很當(dāng)觸頭剛分開時(shí)，觸頭間產(chǎn)生很強(qiáng)的電場(chǎng)強(qiáng)度（強(qiáng)的電場(chǎng)強(qiáng)度（e/se/s），大于），大于3106 v/m時(shí)，陰時(shí)，陰極表面電子就會(huì)被電場(chǎng)力拉出，而形成觸頭間極表面電子就會(huì)被電場(chǎng)力拉出，而形成觸頭間的自由電子。的自由電子。熱電子發(fā)射熱電子發(fā)射: : 觸頭觸頭由金

21、屬制成，常溫下，金屬內(nèi)由金屬制成，常溫下，金屬內(nèi)部存在有大量的自由電子。隨著部存在有大量的自由電子。隨著溫度升高溫度升高，自由，自由電子能量升高，運(yùn)動(dòng)加劇，有的電子能量升高，運(yùn)動(dòng)加劇，有的電子會(huì)跑出金屬電子會(huì)跑出金屬表面表面，形成熱電子發(fā)射。，形成熱電子發(fā)射。在開關(guān)分閘時(shí)，動(dòng)靜觸在開關(guān)分閘時(shí)，動(dòng)靜觸頭之間的接觸壓力和接觸面積減小，接觸電阻增頭之間的接觸壓力和接觸面積減小，接觸電阻增大，接觸表面發(fā)熱嚴(yán)重，產(chǎn)生局部高溫，陰極金大，接觸表面發(fā)熱嚴(yán)重，產(chǎn)生局部高溫，陰極金屬材料中的電子獲得動(dòng)能而逸出成為自由電子。屬材料中的電子獲得動(dòng)能而逸出成為自由電子。 碰撞游離碰撞游離: : 陰極表面發(fā)射出的陰極表

22、面發(fā)射出的電子電子和弧隙中原有的和弧隙中原有的少數(shù)電子在電場(chǎng)力作用下，向陽(yáng)極方向運(yùn)動(dòng)，不斷少數(shù)電子在電場(chǎng)力作用下，向陽(yáng)極方向運(yùn)動(dòng)，不斷地地與其它粒子發(fā)生碰撞與其它粒子發(fā)生碰撞，如氣體原子、分子。只要，如氣體原子、分子。只要電子的動(dòng)能大于原子或分子的游離能，就可電子的動(dòng)能大于原子或分子的游離能，就可使束縛使束縛在原子核周圍的電子釋放出來在原子核周圍的電子釋放出來，形成自由電子和正，形成自由電子和正離子，這種現(xiàn)象稱為碰撞游離。新產(chǎn)生的電子同樣離子，這種現(xiàn)象稱為碰撞游離。新產(chǎn)生的電子同樣會(huì)使所碰撞的中性質(zhì)點(diǎn)游離。碰撞游離連續(xù)進(jìn)行，會(huì)使所碰撞的中性質(zhì)點(diǎn)游離。碰撞游離連續(xù)進(jìn)行，導(dǎo)致觸頭間充滿了電子和離子

23、，具有很大的電導(dǎo)，導(dǎo)致觸頭間充滿了電子和離子，具有很大的電導(dǎo)，在外加電壓作用下，觸頭間介質(zhì)可能被擊穿而形成在外加電壓作用下，觸頭間介質(zhì)可能被擊穿而形成電弧。電弧。熱游離熱游離: : 電弧產(chǎn)生后，弧隙的溫度很高，在高溫作電弧產(chǎn)生后，弧隙的溫度很高，在高溫作用下，氣體的不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)速度增加。具有用下，氣體的不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)速度增加。具有足夠動(dòng)足夠動(dòng)能的中性質(zhì)點(diǎn)互相碰撞能的中性質(zhì)點(diǎn)互相碰撞時(shí)，又可能游離出電子和正時(shí)，又可能游離出電子和正離子，這種現(xiàn)象稱為熱游離。一般氣體開始發(fā)生熱離子，這種現(xiàn)象稱為熱游離。一般氣體開始發(fā)生熱游離的溫度為游離的溫度為900090001000010000；金屬蒸氣的游離溫；金

24、屬蒸氣的游離溫度約為度約為4000400050005000。因?yàn)殚_關(guān)電器的電弧中總有。因?yàn)殚_關(guān)電器的電弧中總有一些金屬蒸氣，而一些金屬蒸氣，而弧心溫度總大于弧心溫度總大于4000400050005000，所以熱游離的強(qiáng)度足可維持電弧的燃燒。所以熱游離的強(qiáng)度足可維持電弧的燃燒。去游離的形式去游離的形式: : 電弧中發(fā)生游離的同時(shí)，還進(jìn)行電弧中發(fā)生游離的同時(shí)，還進(jìn)行著使帶電質(zhì)點(diǎn)減少的去游離過程，去游離的主要著使帶電質(zhì)點(diǎn)減少的去游離過程，去游離的主要形式為復(fù)合和擴(kuò)散形式為復(fù)合和擴(kuò)散復(fù)合去游離復(fù)合去游離: : 復(fù)合是指正離子和負(fù)離子互相吸引，復(fù)合是指正離子和負(fù)離子互相吸引，結(jié)合在一起，電荷互相中和的過

25、程。兩異號(hào)電荷要結(jié)合在一起，電荷互相中和的過程。兩異號(hào)電荷要在一定時(shí)間內(nèi)，處在很近的范圍內(nèi)，才能完成復(fù)合在一定時(shí)間內(nèi)，處在很近的范圍內(nèi)，才能完成復(fù)合過程，兩者相對(duì)速度值越大，復(fù)合的可能性越小。過程，兩者相對(duì)速度值越大，復(fù)合的可能性越小。由于電子質(zhì)量小，易于加速，其運(yùn)動(dòng)速度約為正離由于電子質(zhì)量小，易于加速，其運(yùn)動(dòng)速度約為正離子的子的10001000倍，所以倍，所以電子與正離子直接復(fù)合幾率很小電子與正離子直接復(fù)合幾率很小。通常，電子在碰撞時(shí)，先附在中性質(zhì)點(diǎn)上，形成負(fù)通常，電子在碰撞時(shí)，先附在中性質(zhì)點(diǎn)上，形成負(fù)離子，速度大大減慢，而離子，速度大大減慢，而負(fù)離子與正離子的復(fù)合比負(fù)離子與正離子的復(fù)合比電

26、子與正離子間的復(fù)合容易得多電子與正離子間的復(fù)合容易得多。擴(kuò)散去游離擴(kuò)散去游離: : 擴(kuò)散是指帶電質(zhì)點(diǎn)從電弧內(nèi)部逸出而擴(kuò)散是指帶電質(zhì)點(diǎn)從電弧內(nèi)部逸出而進(jìn)入周圍介質(zhì)中的現(xiàn)象，使弧道中帶電質(zhì)點(diǎn)減少。進(jìn)入周圍介質(zhì)中的現(xiàn)象，使弧道中帶電質(zhì)點(diǎn)減少。由于電弧內(nèi)外的電荷濃度及溫差的不同，自由電子由于電弧內(nèi)外的電荷濃度及溫差的不同，自由電子和正離子將向濃度和溫度都低的周圍介質(zhì)中擴(kuò)散，和正離子將向濃度和溫度都低的周圍介質(zhì)中擴(kuò)散，在低溫處，電子和離子的速度減慢而復(fù)合成為中性在低溫處，電子和離子的速度減慢而復(fù)合成為中性質(zhì)點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)。游離和去游離是電弧燃燒的兩個(gè)相反過程游離和去游離是電弧燃燒的兩個(gè)相反過程，游離過，游離過

27、程使弧道中帶電離子增加，有助于電弧燃燒；去游程使弧道中帶電離子增加，有助于電弧燃燒；去游離過程使弧道中帶電離子減少，有利于電弧熄滅。離過程使弧道中帶電離子減少，有利于電弧熄滅。 游離作用等于去游離作用，新增加的帶電質(zhì)點(diǎn)數(shù)量游離作用等于去游離作用，新增加的帶電質(zhì)點(diǎn)數(shù)量與中和的數(shù)量相等，電弧穩(wěn)定燃燒。與中和的數(shù)量相等，電弧穩(wěn)定燃燒。 游離作用大于去游離作用，電弧燃燒加劇。游離作用大于去游離作用，電弧燃燒加劇。 游離作用小于去游離作用，則電弧中的帶電質(zhì)點(diǎn)數(shù)游離作用小于去游離作用，則電弧中的帶電質(zhì)點(diǎn)數(shù)量減少，最終導(dǎo)致電弧熄滅。量減少，最終導(dǎo)致電弧熄滅。 電弧的熄滅電弧的熄滅 電弧的燃燒是由游離過程維持

28、的，但在電弧中同時(shí)電弧的燃燒是由游離過程維持的，但在電弧中同時(shí)還進(jìn)行著相反的使帶電質(zhì)點(diǎn)數(shù)量減少的去游離過程。還進(jìn)行著相反的使帶電質(zhì)點(diǎn)數(shù)量減少的去游離過程。 1. 電弧的產(chǎn)生、維持與熄滅電弧的產(chǎn)生、維持與熄滅 電弧的產(chǎn)生電弧的產(chǎn)生n陰極發(fā)射電子陰極發(fā)射電子n熱電子發(fā)射熱電子發(fā)射n強(qiáng)電場(chǎng)電子發(fā)射強(qiáng)電場(chǎng)電子發(fā)射n碰撞游離碰撞游離 電弧的維持電弧的維持n熱游離熱游離n去游離去游離 電弧的熄滅電弧的熄滅n若游離過程大于去游離過程，則電弧繼續(xù)燃燒；若游離過程大于去游離過程，則電弧繼續(xù)燃燒；n若去游離過程大于游離過程，則電弧逐漸熄滅。若去游離過程大于游離過程，則電弧逐漸熄滅。dudue (-)動(dòng)觸頭(+)靜

29、觸頭m/v1036e復(fù)合去游離復(fù)合去游離擴(kuò)散去游離擴(kuò)散去游離2. 交流電弧的熄滅交流電弧的熄滅n電弧溫度隨時(shí)間變化電弧溫度隨時(shí)間變化n電弧電流數(shù)值隨時(shí)間變動(dòng)，電弧的功率也隨電弧電電弧電流數(shù)值隨時(shí)間變動(dòng)，電弧的功率也隨電弧電流變動(dòng)。電弧功率增大時(shí)，電弧的溫度增加；反過流變動(dòng)。電弧功率增大時(shí)，電弧的溫度增加；反過來，當(dāng)電弧功率減小時(shí)，電弧的溫度降低。來，當(dāng)電弧功率減小時(shí)，電弧的溫度降低。n電弧有熱慣性電弧有熱慣性n電弧的溫度跟不上電流的變化，存在一個(gè)滯后過程。電弧的溫度跟不上電流的變化，存在一個(gè)滯后過程。n交流電弧每半周自動(dòng)熄滅一次交流電弧每半周自動(dòng)熄滅一次n隨著交流電流的周期性變化，電弧電流也將

30、每隔半隨著交流電流的周期性變化，電弧電流也將每隔半周過零一次。在電弧電流自然過零前后，電源向弧周過零一次。在電弧電流自然過零前后，電源向弧隙輸送的能量較少，電弧溫度和熱游離下降，而去隙輸送的能量較少，電弧溫度和熱游離下降，而去游離作用繼續(xù)進(jìn)行，電弧將自然熄滅。游離作用繼續(xù)進(jìn)行，電弧將自然熄滅。(0) 交流電弧的特性交流電弧的特性 由于熱慣性，弧柱溫度的變化滯后于快速變化的由于熱慣性，弧柱溫度的變化滯后于快速變化的電流，所以電流，所以交流電弧的伏安特性是動(dòng)態(tài)的交流電弧的伏安特性是動(dòng)態(tài)的。如下圖：。如下圖： 在電流增大時(shí)，溫度來不及增高（溫度變化慢），在電流增大時(shí)，溫度來不及增高（溫度變化慢），弧

31、隙電阻來不及減小弧隙電阻來不及減小, ,因此電壓較高；因此電壓較高； 在電流減小時(shí)，溫度來不及降低，弧隙電阻來不及在電流減小時(shí)，溫度來不及降低，弧隙電阻來不及增大，電壓低。增大，電壓低。故圖中正方向電流增大時(shí)的曲線在電流減小時(shí)的上方。故圖中正方向電流增大時(shí)的曲線在電流減小時(shí)的上方。 a點(diǎn)是電弧產(chǎn)生時(shí)的電壓，稱為燃弧電壓。點(diǎn)是電弧產(chǎn)生時(shí)的電壓，稱為燃弧電壓。 b點(diǎn)是電弧熄滅時(shí)的電壓，稱為熄弧電壓。點(diǎn)是電弧熄滅時(shí)的電壓，稱為熄弧電壓。 2. 交流電弧的熄滅交流電弧的熄滅n熄滅交流電弧的熄滅交流電弧的最佳時(shí)機(jī)最佳時(shí)機(jī)：交流電弧每半周：交流電弧每半周期自然熄滅時(shí)。期自然熄滅時(shí)。n在交流電流過零時(shí)，電弧

32、將自動(dòng)熄滅，但不在交流電流過零時(shí)，電弧將自動(dòng)熄滅，但不等于最終熄滅。等于最終熄滅。n在交流電弧自動(dòng)熄滅后，弧隙中存在著兩個(gè)在交流電弧自動(dòng)熄滅后，弧隙中存在著兩個(gè)恢復(fù)過程：恢復(fù)過程：n弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過程弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過程n弧隙電壓恢復(fù)過程弧隙電壓恢復(fù)過程(1) 交流電弧的熄滅條件交流電弧的熄滅條件2. 交流電弧的熄滅交流電弧的熄滅1) 弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過程弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過程可見，真空斷路器和可見，真空斷路器和 sf6 斷斷路器滅弧性能較好。路器滅弧性能較好。n含義：弧隙中介質(zhì)強(qiáng)度含義：弧隙中介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)到絕緣的正常狀態(tài)恢復(fù)到絕緣的正常狀態(tài)的過程。以能耐受的電的過程。以能耐受的電壓壓ud(t

33、)表示。表示。n影響因素：主要是斷路影響因素：主要是斷路器滅弧裝置的結(jié)構(gòu)和滅器滅弧裝置的結(jié)構(gòu)和滅弧介質(zhì)的性質(zhì)?；〗橘|(zhì)的性質(zhì)。ud0t油空氣sf6真空(1) 交流電弧的熄滅條件交流電弧的熄滅條件 起始介質(zhì)強(qiáng)度（近陰極效應(yīng)）起始介質(zhì)強(qiáng)度（近陰極效應(yīng)） 在電流過零后的在電流過零后的0.1 1s 的短暫時(shí)間內(nèi)的短暫時(shí)間內(nèi)，陰極附，陰極附近出現(xiàn)近出現(xiàn)150 250v的起始介質(zhì)強(qiáng)度，稱為的起始介質(zhì)強(qiáng)度，稱為近陰極效應(yīng)。近陰極效應(yīng)。 原因：原因：在電流過零的瞬間，弧隙電壓的極性發(fā)生變化，在電流過零的瞬間，弧隙電壓的極性發(fā)生變化，弧隙中的自由電子立即向新陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，弧隙中的自由電子立即向新陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，正離子質(zhì)量大

34、，正離子質(zhì)量大，基本未動(dòng)，基本未動(dòng)，在新陰極附近就形成了在新陰極附近就形成了只有正電荷的不導(dǎo)只有正電荷的不導(dǎo)電薄層電薄層，阻礙陰極發(fā)射電子，呈現(xiàn)出一定的介質(zhì)強(qiáng)度。，阻礙陰極發(fā)射電子，呈現(xiàn)出一定的介質(zhì)強(qiáng)度。起始介質(zhì)強(qiáng)度出現(xiàn)后的介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)是一個(gè)復(fù)雜的起始介質(zhì)強(qiáng)度出現(xiàn)后的介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)是一個(gè)復(fù)雜的過程，它過程，它與電弧電流、介質(zhì)特性、冷卻條件和觸頭分與電弧電流、介質(zhì)特性、冷卻條件和觸頭分?jǐn)嗨俣扔嘘P(guān)。斷速度有關(guān)。2. 交流電弧的熄滅交流電弧的熄滅n近陰極效應(yīng)近陰極效應(yīng)1) 弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過程弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過程ud0t油空氣sf6真空(1) 交流電弧的熄滅條件交流電弧的熄滅條件(+)(-)+ -

35、 + - +- + - + -+ - + - +- + - + -(-)(+)+ + - - + + - - -+ + - - + + - - -2. 交流電弧的熄滅交流電弧的熄滅2) 弧隙電壓恢復(fù)過程弧隙電壓恢復(fù)過程n含義：弧隙電壓由熄弧含義：弧隙電壓由熄弧電壓逐漸恢復(fù)到電源電電壓逐漸恢復(fù)到電源電壓的過程。以壓的過程。以u(píng)r(t)表示。表示。n影響因素：影響因素：線路參數(shù)、線路參數(shù)、負(fù)荷性質(zhì)等。負(fù)荷性質(zhì)等。ur0tusrutrutrusr瞬態(tài)恢復(fù)電壓工頻恢復(fù)電壓對(duì)不同的線路參數(shù)，弧隙對(duì)不同的線路參數(shù)，弧隙電壓恢復(fù)過程電壓恢復(fù)過程可能是周期可能是周期性的變化過程或非周期性性的變化過程或非周期性

36、的變化過程。的變化過程。(1) 交流電弧的熄滅條件交流電弧的熄滅條件2. 交流電弧的熄滅交流電弧的熄滅n綜上所述，在電弧自然熄滅后，弧隙中綜上所述，在電弧自然熄滅后，弧隙中同時(shí)存同時(shí)存在著兩個(gè)恢復(fù)過程在著兩個(gè)恢復(fù)過程，即弧隙電壓恢復(fù)過程，即弧隙電壓恢復(fù)過程 ur(t)和介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過程和介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過程 ud(t) 。 ur0tusrutr可見，可見，斷路器開斷交流電路斷路器開斷交流電路時(shí)，熄滅電弧的條件應(yīng)為時(shí)，熄滅電弧的條件應(yīng)為)( r)(dttuun如果弧隙電壓高于介質(zhì)強(qiáng)如果弧隙電壓高于介質(zhì)強(qiáng)度耐受電壓，則弧隙就被度耐受電壓，則弧隙就被擊穿，電弧重燃。擊穿，電弧重燃。n如果弧隙電壓低于介質(zhì)

37、強(qiáng)如果弧隙電壓低于介質(zhì)強(qiáng)度耐受電壓，則電弧不再度耐受電壓，則電弧不再重燃，即最終熄滅。重燃，即最終熄滅。(1) 交流電弧的熄滅條件交流電弧的熄滅條件（1）如果弧隙電壓恢復(fù)過程上升速度較快，幅值較大，）如果弧隙電壓恢復(fù)過程上升速度較快，幅值較大， 弧隙弧隙電壓恢復(fù)過程大于弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過程，介質(zhì)被擊穿，電弧電壓恢復(fù)過程大于弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過程，介質(zhì)被擊穿，電弧重燃，如上圖重燃，如上圖a所示。所示。（2）如果弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過程始終大于弧隙電壓恢復(fù)過）如果弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過程始終大于弧隙電壓恢復(fù)過 程，程，則電弧熄滅，則電弧熄滅，如上圖如上圖b和和c所示。所示。 故交流電弧熄滅的條件應(yīng)為：故交流

38、電弧熄滅的條件應(yīng)為： ud (t) ur (t) 如果能夠采取措施，防止如果能夠采取措施，防止弧隙恢復(fù)電壓弧隙恢復(fù)電壓振蕩，振蕩，將周期性振將周期性振蕩特性的恢復(fù)電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榉侵芷谛曰謴?fù)過程，電弧就更容易熄蕩特性的恢復(fù)電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榉侵芷谛曰謴?fù)過程，電弧就更容易熄滅，滅，如上圖如上圖c所示。所示。 熄滅交流電弧的基本方法熄滅交流電弧的基本方法：n1.吹弧n2.采用多斷口滅弧 利用滅弧介質(zhì)（氣體、油等）在滅弧室中吹動(dòng)電利用滅弧介質(zhì)（氣體、油等）在滅弧室中吹動(dòng)電 弧，廣泛應(yīng)用在開關(guān)電器中，特別是高壓斷路器中?；?，廣泛應(yīng)用在開關(guān)電器中，特別是高壓斷路器中。 橫吹橫吹: :吹弧方向與電弧軸線相垂直吹弧方向與

39、電弧軸線相垂直 縱吹縱吹: :吹動(dòng)方向與電弧軸線一致吹動(dòng)方向與電弧軸線一致 縱橫吹縱橫吹: :將縱吹和橫吹結(jié)合起來將縱吹和橫吹結(jié)合起來 熄弧時(shí)，利用多斷口把電弧分解為多個(gè)相串聯(lián)的短電弧，熄弧時(shí)，利用多斷口把電弧分解為多個(gè)相串聯(lián)的短電弧，使電弧的總長(zhǎng)度加長(zhǎng)，弧隙電導(dǎo)下降；在觸頭行程、分閘使電弧的總長(zhǎng)度加長(zhǎng)，弧隙電導(dǎo)下降；在觸頭行程、分閘速度相同的情況下，電弧被拉長(zhǎng)的速度成倍增加，促使弧速度相同的情況下，電弧被拉長(zhǎng)的速度成倍增加，促使弧隙電導(dǎo)迅速下降，提高了介電強(qiáng)度的恢復(fù)速度；另一方面，隙電導(dǎo)迅速下降，提高了介電強(qiáng)度的恢復(fù)速度；另一方面，加在每一斷口上的電壓減小數(shù)倍，輸入電弧的功率和能量加在每一斷

40、口上的電壓減小數(shù)倍，輸入電弧的功率和能量減小，降低了弧隙電壓的恢復(fù)速度，縮短了滅弧時(shí)間。減小，降低了弧隙電壓的恢復(fù)速度，縮短了滅弧時(shí)間。 熄滅交流電弧的基本方法熄滅交流電弧的基本方法n3.提高分閘速度 n4.用耐高溫金屬材料制作觸頭n5.采用優(yōu)質(zhì)滅弧介質(zhì) 迅速拉長(zhǎng)電弧，有利于迅速減小弧柱內(nèi)的電迅速拉長(zhǎng)電弧，有利于迅速減小弧柱內(nèi)的電位梯度，增加電弧與周圍介質(zhì)的接觸面積，加強(qiáng)位梯度，增加電弧與周圍介質(zhì)的接觸面積，加強(qiáng)冷卻和擴(kuò)散作用，如采用強(qiáng)力分閘彈簧。冷卻和擴(kuò)散作用，如采用強(qiáng)力分閘彈簧。 用熔解點(diǎn)高、導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量大的耐高溫金用熔解點(diǎn)高、導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量大的耐高溫金屬制作觸頭，可以減少熱電子發(fā)射

41、和電弧中的金屬制作觸頭，可以減少熱電子發(fā)射和電弧中的金屬蒸氣，減弱游離過程，利于電弧熄滅。如銅鎢屬蒸氣，減弱游離過程，利于電弧熄滅。如銅鎢合金和銀鎢合金合金和銀鎢合金 滅弧介質(zhì)的特性，如導(dǎo)熱系數(shù)、介電強(qiáng)度、滅弧介質(zhì)的特性，如導(dǎo)熱系數(shù)、介電強(qiáng)度、熱游離溫度、熱容量等，對(duì)電弧的游離程度有很熱游離溫度、熱容量等，對(duì)電弧的游離程度有很大影響，這些參數(shù)值越大，去游離作用越強(qiáng)。油、大影響，這些參數(shù)值越大，去游離作用越強(qiáng)。油、壓縮空氣、壓縮空氣、sf6sf6氣體、真空氣體、真空熄滅交流電弧的基本方法熄滅交流電弧的基本方法n6.短弧原理滅弧 n7.利用固體介質(zhì)的狹縫滅弧裝置滅弧 利用一個(gè)金屬滅弧柵將電弧分為多

42、個(gè)短利用一個(gè)金屬滅弧柵將電弧分為多個(gè)短弧，利用近陰極效應(yīng)的方法滅弧?；?，利用近陰極效應(yīng)的方法滅弧。 常用于低壓開關(guān)電器中，如自動(dòng)開關(guān)和常用于低壓開關(guān)電器中，如自動(dòng)開關(guān)和電磁接觸器等。電磁接觸器等。 2. 交流電弧的熄滅交流電弧的熄滅1) 利用滅弧介質(zhì)利用滅弧介質(zhì)n 不同滅弧介質(zhì)具有不同的傳熱能力、介電不同滅弧介質(zhì)具有不同的傳熱能力、介電能力、熱游離溫度和熱容量。這些參數(shù)的能力、熱游離溫度和熱容量。這些參數(shù)的數(shù)值越大，則去游離作用越強(qiáng)，電弧就越數(shù)值越大，則去游離作用越強(qiáng)，電弧就越容易熄滅。容易熄滅。2) 采用特殊金屬材料作滅弧觸頭采用特殊金屬材料作滅弧觸頭n 采用熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量大的耐高

43、采用熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量大的耐高溫金屬作觸頭材料。采用銅、鎢合金和銀、溫金屬作觸頭材料。采用銅、鎢合金和銀、鎢合金等。鎢合金等。3) 利用氣體或油吹動(dòng)電弧利用氣體或油吹動(dòng)電弧n 吹弧利于冷卻而使復(fù)合加強(qiáng)、帶電離子的吹弧利于冷卻而使復(fù)合加強(qiáng)、帶電離子的擴(kuò)散。擴(kuò)散。(2) 高壓斷路器熄滅交流電弧的基本方法高壓斷路器熄滅交流電弧的基本方法2. 交流電弧的熄滅交流電弧的熄滅4)某些電壓等級(jí)較高的斷路器采用多個(gè)滅弧某些電壓等級(jí)較高的斷路器采用多個(gè)滅弧室串聯(lián)的多斷口滅弧方式室串聯(lián)的多斷口滅弧方式。n多斷口將電弧分割成多段，在相同觸頭多斷口將電弧分割成多段，在相同觸頭行程下，增加了電弧的總長(zhǎng)度，弧隙電行

44、程下，增加了電弧的總長(zhǎng)度，弧隙電阻迅速增大，介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度加快。阻迅速增大，介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度加快。n使每個(gè)斷口上的恢復(fù)電壓減小，降低了使每個(gè)斷口上的恢復(fù)電壓減小，降低了恢復(fù)電壓的上升速度和幅值，提高了滅恢復(fù)電壓的上升速度和幅值，提高了滅弧能力?；∧芰?。 2. 交流電弧的熄滅交流電弧的熄滅5) 拉長(zhǎng)電弧并增大斷路器觸頭的分離速度拉長(zhǎng)電弧并增大斷路器觸頭的分離速度 加快斷路器觸頭的分離速度，可以迅速拉長(zhǎng)加快斷路器觸頭的分離速度，可以迅速拉長(zhǎng)電弧，使弧隙的電場(chǎng)強(qiáng)度驟降，弧隙電阻和電弧電弧，使弧隙的電場(chǎng)強(qiáng)度驟降，弧隙電阻和電弧的表面積突然增大，電弧的冷卻加快，有利于帶的表面積突然增大，電弧的冷卻加快

45、，有利于帶電質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散和復(fù)合去游離。電質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散和復(fù)合去游離。 二、開斷短路電流時(shí)的工作狀況分析二、開斷短路電流時(shí)的工作狀況分析n作用：作用： 并聯(lián)電阻起分流作用；并聯(lián)電阻起分流作用； 改變恢復(fù)電壓的恢復(fù)特性：改變恢復(fù)電壓的恢復(fù)特性：n當(dāng)并聯(lián)電阻當(dāng)并聯(lián)電阻rrcr時(shí)，電壓恢復(fù)過程為時(shí)，電壓恢復(fù)過程為周期性周期性。n問題：電弧熄滅后還有短路電流流通。問題：電弧熄滅后還有短路電流流通。n措施：加輔助觸頭。措施：加輔助觸頭。1q2q1q2qr1q主觸頭2q輔助觸頭 斷路器加裝并聯(lián)電阻斷路器加裝并聯(lián)電阻r二、開斷短路電流時(shí)的工作狀況分析二、開斷短路電流時(shí)的工作狀況分析n問題：對(duì)多斷口斷路器，每一個(gè)斷口

46、在開斷位問題：對(duì)多斷口斷路器，每一個(gè)斷口在開斷位置的電壓分配和開斷過程中的恢復(fù)電壓分配將置的電壓分配和開斷過程中的恢復(fù)電壓分配將出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，影響到斷路器的滅弧能力。出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，影響到斷路器的滅弧能力。uu1u2uqcqc0ccc0q0q12ccccuu0qq22cccuu并聯(lián)電容并聯(lián)電容c后后：0q0q1)(2)(ccccccuu0qq2)(2)(cccccuu)(2)(qqccccu)(2)(qqccccuu21u21u32u31 斷路器加裝并聯(lián)電容斷路器加裝并聯(lián)電容1高壓斷路器的作用高壓斷路器的作用 高壓斷路器內(nèi)有滅弧介質(zhì)和滅弧裝置，可以熄滅接通或高壓斷路器內(nèi)有滅弧介質(zhì)和滅弧裝置，

47、可以熄滅接通或開斷電路時(shí)產(chǎn)生的電弧，其作用是開斷電路時(shí)產(chǎn)生的電弧，其作用是:(1)在正常運(yùn)行時(shí)接通或斷開有負(fù)荷電流的電路；在正常運(yùn)行時(shí)接通或斷開有負(fù)荷電流的電路；(2)在電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，能夠在繼電保護(hù)裝置的控制下自在電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，能夠在繼電保護(hù)裝置的控制下自動(dòng)切斷短路電流。動(dòng)切斷短路電流。 2高壓斷路器的分類高壓斷路器的分類 根據(jù)滅弧介質(zhì)的不同，高壓斷路器可以分為以下幾種類型。根據(jù)滅弧介質(zhì)的不同，高壓斷路器可以分為以下幾種類型。 （1）油斷路器）油斷路器 以具有絕緣能力的礦物油作為滅弧介質(zhì)的斷路器。以具有絕緣能力的礦物油作為滅弧介質(zhì)的斷路器。 多油斷路器：多油斷路器：斷路器中的油除作

48、為滅弧介質(zhì)外，還作為觸頭斷斷路器中的油除作為滅弧介質(zhì)外，還作為觸頭斷開后的間隙絕緣介質(zhì)和帶電部分與接地外殼間的絕緣介質(zhì)。開后的間隙絕緣介質(zhì)和帶電部分與接地外殼間的絕緣介質(zhì)。 三、高壓斷路器的選擇三、高壓斷路器的選擇少油斷路器：少油斷路器：油只作為滅弧介質(zhì)和觸頭斷開后的間隙絕緣介質(zhì)，油只作為滅弧介質(zhì)和觸頭斷開后的間隙絕緣介質(zhì)，而帶電部分對(duì)接地之間采用固體絕緣（例如瓷絕緣）。而帶電部分對(duì)接地之間采用固體絕緣（例如瓷絕緣）。 （2）六氟化硫）六氟化硫(sf6)斷路器斷路器 采用采用sf6氣體作為滅弧介質(zhì)和觸頭斷開后的間隙絕緣介質(zhì)的斷氣體作為滅弧介質(zhì)和觸頭斷開后的間隙絕緣介質(zhì)的斷路器路器 。sf6氣體

49、是一種無色、無味、無毒、不燃的惰性氣體，氣體是一種無色、無味、無毒、不燃的惰性氣體，具有優(yōu)良的滅弧性能和絕緣性能。具有優(yōu)良的滅弧性能和絕緣性能。 （3）真空斷路器）真空斷路器 以真空的高介質(zhì)強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)滅弧和絕緣的斷路器。以真空的高介質(zhì)強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)滅弧和絕緣的斷路器。 （4）壓縮空氣斷路器）壓縮空氣斷路器 采用壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)和觸頭斷開后的間隙絕緣介質(zhì)的斷采用壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)和觸頭斷開后的間隙絕緣介質(zhì)的斷路器。路器。 類型類型滅弧能力滅弧能力（對(duì)比空氣）（對(duì)比空氣）特性特性空氣斷路器空氣斷路器空氣空氣空氣斷路器空氣斷路器氫氫7.5倍倍絕緣油在高絕緣油在高溫下分解出溫下分解出氫氣氫氣油斷路器油斷

50、路器sf6100倍倍負(fù)電性，吸負(fù)電性，吸附電子附電子sf6斷路器斷路器真空真空15倍倍碰撞游離小、碰撞游離小、濃度差和溫濃度差和溫度差大度差大真空斷路器真空斷路器dw8-35型多油斷路器sw2-110型少油斷路器 每相單柱雙斷口sw2-220型少油斷路器每相雙柱四斷口型少油斷路器每相雙柱四斷口sw6-220型少油斷路器每相雙柱四斷口型少油斷路器每相雙柱四斷口lw-110w六氟化硫六氟化硫( (sf6) )斷路器斷路器lw-220w六氟化硫六氟化硫( (sf6) )斷路器斷路器lw15-363gcbp500kv sf6斷路器斷路器三、高壓斷路器的選擇三、高壓斷路器的選擇1種類種類n按滅弧介質(zhì)和滅

51、弧方式分按滅弧介質(zhì)和滅弧方式分n油斷路器：包括多油斷路器和少油斷路器油斷路器：包括多油斷路器和少油斷路器n( (壓縮壓縮) )空氣斷路器空氣斷路器nsf6斷路器斷路器n真空斷路器真空斷路器n按安裝地點(diǎn)分按安裝地點(diǎn)分n戶內(nèi)式戶內(nèi)式n戶外式戶外式( (一一) ) 高壓斷路器型號(hào)和技術(shù)參數(shù)高壓斷路器型號(hào)和技術(shù)參數(shù)三、高壓斷路器的選擇三、高壓斷路器的選擇n由字母和數(shù)字兩部分組成的：2型號(hào)型號(hào)123456額定電流，a派生代號(hào)：c手車式；g改進(jìn)式等。額定電壓，kv設(shè)計(jì)序號(hào)使用環(huán)境：n戶內(nèi)式；w戶外式。產(chǎn)品名稱：d多油斷路器；多油斷路器；s少油斷路器；少油斷路器； k空氣斷路器；空氣斷路器；l sf6 斷路

52、器；斷路器； z真空斷路器；真空斷路器；q產(chǎn)氣斷路器；產(chǎn)氣斷路器； c磁吹斷路器等。磁吹斷路器等。例如：sn10-10/3000-750型額定開斷能力，ka或mva特殊環(huán)境代號(hào)78( (一一) ) 高壓斷路器型號(hào)和技術(shù)參數(shù)高壓斷路器型號(hào)和技術(shù)參數(shù)三、高壓斷路器的選擇三、高壓斷路器的選擇 額定電壓額定電壓un(kv)。斷路器正常工作時(shí)，系統(tǒng)的額定斷路器正常工作時(shí)，系統(tǒng)的額定( (線線) )電壓。這是斷路器的標(biāo)稱電壓，斷路器應(yīng)能保電壓。這是斷路器的標(biāo)稱電壓，斷路器應(yīng)能保證在這一電壓的電力系統(tǒng)中使用。證在這一電壓的電力系統(tǒng)中使用。 額定電流額定電流in(a)。斷路器可以長(zhǎng)期通過的最大電流。斷路器可以

53、長(zhǎng)期通過的最大電流。當(dāng)額定電流長(zhǎng)期通過高壓斷路器時(shí)，其發(fā)熱溫度不當(dāng)額定電流長(zhǎng)期通過高壓斷路器時(shí)，其發(fā)熱溫度不應(yīng)超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)值。應(yīng)超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)值。 額定開斷電流額定開斷電流inbr(ka)。在規(guī)定條件下能保證正常在規(guī)定條件下能保證正常開斷的電流。開斷的電流。 3技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)( (一一) ) 高壓斷路器型號(hào)和技術(shù)參數(shù)高壓斷路器型號(hào)和技術(shù)參數(shù)三、高壓斷路器的選擇三、高壓斷路器的選擇額定峰值耐受電流額定峰值耐受電流ies(ka)。 在規(guī)定條件下，斷路器在規(guī)定條件下，斷路器在合閘位置時(shí)所能經(jīng)受電流的峰值。它反映設(shè)備經(jīng)在合閘位置時(shí)所能經(jīng)受電流的峰值。它反映設(shè)備經(jīng)受短路電流引起的電動(dòng)

54、效應(yīng)能力。受短路電流引起的電動(dòng)效應(yīng)能力。3技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)額定短時(shí)耐受電流額定短時(shí)耐受電流it(ka)。在規(guī)定條件和時(shí)間下斷。在規(guī)定條件和時(shí)間下斷路器在合閘位置時(shí)所能經(jīng)受電流的峰值。它反映設(shè)路器在合閘位置時(shí)所能經(jīng)受電流的峰值。它反映設(shè)備經(jīng)受短路電流引起的熱效應(yīng)能力。備經(jīng)受短路電流引起的熱效應(yīng)能力。 額定短時(shí)關(guān)合電流額定短時(shí)關(guān)合電流incl(ka)。在規(guī)定條件下斷路器保。在規(guī)定條件下斷路器保證正常關(guān)合的最大預(yù)期峰值電流。證正常關(guān)合的最大預(yù)期峰值電流。 ( (一一) ) 高壓斷路器型號(hào)和技術(shù)參數(shù)高壓斷路器型號(hào)和技術(shù)參數(shù)三、高壓斷路器的選擇三、高壓斷路器的選擇開斷時(shí)間開斷時(shí)間(ms)。從斷路器分閘線

55、圈通電起至三相電從斷路器分閘線圈通電起至三相電弧完全熄滅為止的時(shí)間。開斷時(shí)間由分閘時(shí)間和電弧完全熄滅為止的時(shí)間。開斷時(shí)間由分閘時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間或燃弧時(shí)間組成?；∪紵龝r(shí)間或燃弧時(shí)間組成。3技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)合閘時(shí)間合閘時(shí)間(ms)。從斷路器開始接到合閘命令時(shí)起到從斷路器開始接到合閘命令時(shí)起到三相均合閘為止的時(shí)間。三相均合閘為止的時(shí)間。 分分( (合合) )閘不同期時(shí)間閘不同期時(shí)間(ms)。指斷路器各相間或同相。指斷路器各相間或同相各斷口間分各斷口間分( (合合) )時(shí)間的最大差異。時(shí)間的最大差異。 ( (一一) ) 高壓斷路器型號(hào)和技術(shù)參數(shù)高壓斷路器型號(hào)和技術(shù)參數(shù)三、高壓斷路器的選擇三、高壓斷路

56、器的選擇金屬短接時(shí)間金屬短接時(shí)間(ms)。 指斷路器在合分操作時(shí)從動(dòng)、指斷路器在合分操作時(shí)從動(dòng)、靜觸頭剛接觸到剛分離時(shí)的一段時(shí)間。靜觸頭剛接觸到剛分離時(shí)的一段時(shí)間。 3技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)( (一一) ) 高壓斷路器型號(hào)和技術(shù)參數(shù)高壓斷路器型號(hào)和技術(shù)參數(shù)三、高壓斷路器的選擇三、高壓斷路器的選擇1. 斷路器種類和型式的選擇斷路器種類和型式的選擇n依據(jù)各類斷路器的特點(diǎn)及使用環(huán)境、條件依據(jù)各類斷路器的特點(diǎn)及使用環(huán)境、條件決定。決定。2. 額定電壓和電流的選擇額定電壓和電流的選擇nununs，inimax( (二二) ) 高壓斷路器的選擇高壓斷路器的選擇三、高壓斷路器的選擇三、高壓斷路器的選擇3. 開斷電

57、流的選擇開斷電流的選擇( (二二) ) 高壓斷路器的選擇高壓斷路器的選擇1) 對(duì)于非快速動(dòng)作斷路器（其對(duì)于非快速動(dòng)作斷路器（其tbr0.1s），可略去短路電流非周），可略去短路電流非周期分量的影響，簡(jiǎn)化用短路電流周期分量期分量的影響，簡(jiǎn)化用短路電流周期分量0s有效值有效值i”校驗(yàn)斷路校驗(yàn)斷路器的開斷能力，即器的開斷能力，即 inbri” 2) 對(duì)于快速動(dòng)作斷路器（其對(duì)于快速動(dòng)作斷路器（其tbr0.1s），開斷短路電流中非周期），開斷短路電流中非周期分量可能超過周期分量的分量可能超過周期分量的20%，需要用，需要用tbr時(shí)刻的短路全電流有時(shí)刻的短路全電流有效值校驗(yàn)斷路器的開斷能力，即效值校驗(yàn)斷路

58、器的開斷能力，即 三、高壓斷路器的選擇三、高壓斷路器的選擇( (二二) ) 高壓斷路器的選擇高壓斷路器的選擇x、r分別為電源至短路點(diǎn)的等效電抗和等效電阻。分別為電源至短路點(diǎn)的等效電抗和等效電阻。為短路電流非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)，其中，為短路電流非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)，其中， rxt a 2/2ptkabre2ttiii ipt為觸頭剛剛分開為觸頭剛剛分開tbr時(shí)的短路電流周期分量有效值，在此可取時(shí)的短路電流周期分量有效值，在此可取ipt = i”； 三、高壓斷路器的選擇三、高壓斷路器的選擇4. 短路關(guān)合電流的選擇短路關(guān)合電流的選擇ninclish( (二二) ) 高壓斷路器的選擇高壓斷路器的選

59、擇5. 短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)n熱穩(wěn)定校驗(yàn)：熱穩(wěn)定校驗(yàn)：it2tqkn動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：iesishish短路沖擊電流的幅值，短路沖擊電流的幅值， ish為：為：2shshiki i”為為0s短路電流周期分量有效值；短路電流周期分量有效值；kes為沖擊系數(shù)，發(fā)電機(jī)機(jī)端為沖擊系數(shù)，發(fā)電機(jī)機(jī)端取取1.9，發(fā)電廠高壓母線及發(fā)電機(jī)電壓電抗器后取，發(fā)電廠高壓母線及發(fā)電機(jī)電壓電抗器后取1.85，遠(yuǎn)離發(fā)，遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)時(shí)取電機(jī)時(shí)取1.8。四、隔離開關(guān)的選擇四、隔離開關(guān)的選擇 隔離電壓隔離電壓n在檢修電氣設(shè)備時(shí)，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備在檢修電氣設(shè)備時(shí)，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電

60、壓隔離，以確保檢修的安全。與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。 倒閘操作倒閘操作n投入備用母線或旁路母線以及改變運(yùn)行方式時(shí)，投入備用母線或旁路母線以及改變運(yùn)行方式時(shí)，常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來完成。常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來完成。 分、合小電流分、合小電流n分、合避雷器、電壓互感器和空載母線；分、合避雷器、電壓互感器和空載母線；n分、合勵(lì)磁電流不超過分、合勵(lì)磁電流不超過2a的空載變壓器；的空載變壓器；n關(guān)合電容電流不超過關(guān)合電容電流不超過5a的空載線路。的空載線路。1隔離開關(guān)的作用隔離開關(guān)的作用n對(duì)隔離開關(guān)的基本要求：對(duì)隔離開關(guān)的基本要求：n 具有明顯的斷點(diǎn)。具有明顯的斷點(diǎn)。n