发电厂及变电站电气设备_第3章__电弧及电气触头的基本理论.ppt

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1、第第3章章 电弧及电气触电弧及电气触头的基本理论头的基本理论教学目的：教学目的：教学目的：教学目的：了解电弧产生与熄灭的因素及直流电弧了解电弧产生与熄灭的因素及直流电弧 与交流电弧的熄灭特点，灭弧的方法及装置与交流电弧的熄灭特点，灭弧的方法及装置 复习旧课复习旧课复习旧课复习旧课：1.1.中性点补偿原理及方式；中性点补偿原理及方式；2.2.直接接地系统的特点；直接接地系统的特点；3.3.电力系统中性点各种运行方式的比较电力系统中性点各种运行方式的比较 与适用范围。与适用范围。重重重重 点点点点：电弧的形成：电弧的形成 难难难难 点点点点：电弧的特性：电弧的特性引入新课：引入新课：引入新课：引入

2、新课：3.13.1电弧的形成和熄灭电弧的形成和熄灭3.2 3.2 直流电弧的特性及熄灭直流电弧的特性及熄灭 3.13.1电弧的形成和熄灭电弧的形成和熄灭电弧的形成和熄灭电弧的形成和熄灭3.1.13.1.1电弧的形成电弧的形成电弧的形成电弧的形成1 1概念：在触头开断有一定电压和电流的电路时，触头间产生强烈而又概念：在触头开断有一定电压和电流的电路时，触头间产生强烈而又刺眼的亮光的现象。刺眼的亮光的现象。(101020V20V，8080100mA)100mA)绝缘气体或绝缘油受热分解出气体游离产生的自由电子导电绝缘气体或绝缘油受热分解出气体游离产生的自由电子导电自持放自持放电电2 2特点：特点：

3、气体导电（轻、易变形）；气体导电（轻、易变形）；温度极高（亮度大）温度极高（亮度大）3 3游离过程的四种形式：游离过程的四种形式：热电子发射热电子发射 强电场发射强电场发射 碰撞游离：由高速运动的电子作用产生；碰撞游离：由高速运动的电子作用产生；热游离：由中性质点热运动碰撞产生。热游离：由中性质点热运动碰撞产生。4 4电弧的形成电弧的形成 阴极发射（起因）阴极发射（起因）碰撞游离（重要因素）碰撞游离（重要因素）击穿（量变到质变）击穿（量变到质变）热热游离（主要因素）游离（主要因素）维持发展维持发展3.1.23.1.2电弧的熄灭电弧的熄灭电弧的熄灭电弧的熄灭1 1去游离去游离 正、负质点相互吸引

4、中和为中性质点。正、负质点相互吸引中和为中性质点。2 2方式方式 复合复合 异性质点靠近而相互中和的现象。异性质点靠近而相互中和的现象。冷却冷却 扩散扩散 带电质点逸出弧柱外的现象。带电质点逸出弧柱外的现象。吹弧吹弧 3 3熄弧条件熄弧条件 游离与去游离谁主导？游离与去游离谁主导？4 4熄灭电弧的基本方法：削弱游离过程，加强去游离过程。主要措施为：熄灭电弧的基本方法：削弱游离过程，加强去游离过程。主要措施为：（1 1）提高触头间的开断速度提高触头间的开断速度 （2 2）冷却电弧冷却电弧（3 3）增大绝缘介质气体压力增大绝缘介质气体压力（4 4）吹弧吹弧（5 5）将触头置于真空密室中将触头置于真

5、空密室中3.2 3.2 直流电弧的特性及熄灭直流电弧的特性及熄灭直流电弧的特性及熄灭直流电弧的特性及熄灭3.2.1 3.2.1 直流电弧的特性直流电弧的特性直流电弧的特性直流电弧的特性 电弧电压沿弧长的分布电弧电压沿弧长的分布 阴极压降区阴极压降区 10-4cm10-4cm，正空间梯度，正空间梯度101020V20V与电弧电流无关而与阴极与电弧电流无关而与阴极及介质有关。及介质有关。弧柱区弧柱区 与电流、弧长和介质及其状态有关。与电流、弧长和介质及其状态有关。阳极压降区阳极压降区 为阴极区的几倍，负空间梯度与电弧电流有关，电流越为阴极区的几倍，负空间梯度与电弧电流有关，电流越大压降越小。大压降

6、越小。沿弧长电压降沿弧长电压降 h h1 12 23 3 短弧和长弧的概念及电弧稳定的条件。短弧和长弧的概念及电弧稳定的条件。电弧的伏安特性电弧的伏安特性 h hf(f(h h)图图3 34 4 3.2.2 3.2.2 直流电弧熄灭的条件直流电弧熄灭的条件直流电弧熄灭的条件直流电弧熄灭的条件（或稳定燃烧方程与静态伏安特性脱离）（或稳定燃烧方程与静态伏安特性脱离）3.2.3 3.2.3 直流电弧的熄灭方法直流电弧的熄灭方法直流电弧的熄灭方法直流电弧的熄灭方法灭弧的途径：（灭弧的途径：（1 1）增高弧隙的静态伏安特性）增高弧隙的静态伏安特性 （2 2）增大回路电阻或减小电源电压）增大回路电阻或减小

7、电源电压熄灭方法熄灭方法:1.1.拉长电弧拉长电弧2.2.开断电路时在电路中逐级串人电阻开断电路时在电路中逐级串人电阻3.3.在断口上装灭弧栅在断口上装灭弧栅4.4.冷却电弧冷却电弧新课小结新课小结新课小结新课小结：1.1.电弧的形成和熄灭电弧的形成和熄灭 2.2.直流电弧的特性和熄灭及灭弧方法直流电弧的特性和熄灭及灭弧方法作业：作业：作业：作业：第第3章章 电弧及电气触电弧及电气触头的基本理论头的基本理论教学目的：教学目的：教学目的：教学目的：了解交流电弧的特性和灭弧的方法；电了解交流电弧的特性和灭弧的方法；电 气触头的结构、要求和接触电阻。气触头的结构、要求和接触电阻。复习旧课复习旧课复习

8、旧课复习旧课：1.电弧的形成和熄灭 2.直流电弧的特性和熄灭及灭弧方法 重重重重 点点点点：接触电阻：接触电阻 难难难难 点点点点：交流电弧的特性：交流电弧的特性 引入新课：引入新课：引入新课：引入新课：3 33 3 交流电弧的特性及熄灭交流电弧的特性及熄灭3 34 4 电气触头电气触头3 33 3 交流电弧的特性及熄灭交流电弧的特性及熄灭交流电弧的特性及熄灭交流电弧的特性及熄灭3.3.1 3.3.1 交流电弧的伏安特性交流电弧的伏安特性交流电弧的伏安特性交流电弧的伏安特性 图图3 310103.3.2 3.3.2 交流电弧的熄灭条件交流电弧的熄灭条件交流电弧的熄灭条件交流电弧的熄灭条件1.1

9、.弧隙介质强度的恢复过程弧隙介质强度的恢复过程2.2.弧隙电压恢复过程弧隙电压恢复过程3.3.交流电弧熄灭的条件：交流电弧熄灭的条件：U Ud d(t(t)U Ur r(t(t)（或两曲线无交点）（或两曲线无交点）3.3.3 3.3.3 交流电弧的灭弧方法交流电弧的灭弧方法交流电弧的灭弧方法交流电弧的灭弧方法1.1.空气中交流电弧的熄灭空气中交流电弧的熄灭(1)(1)拉长电弧拉长电弧(2)(2)磁吹熄弧磁吹熄弧(3)(3)气吹熄弧：气吹熄弧：2.2.油中交流电弧的熄灭方法油中交流电弧的熄灭方法（1 1）静止油中电弧的熄灭）静止油中电弧的熄灭（2 2）吹弧型油中电弧的熄灭）吹弧型油中电弧的熄灭3

10、.3.六氟化硫气体灭弧六氟化硫气体灭弧4.4.真空灭弧真空灭弧3 34 4 电气触头电气触头电气触头电气触头3.4.1 3.4.1 概述概述概述概述1 1、概念：通过接触传导电流的两个或以上的金属导体的端接部分。、概念：通过接触传导电流的两个或以上的金属导体的端接部分。2 2、触头的接触形式：点、线、面接触、触头的接触形式：点、线、面接触3 3、接触电阻：接触电阻是指收缩电阻和表面膜电阻之和、接触电阻：接触电阻是指收缩电阻和表面膜电阻之和4 4、触头电阻：接触电阻和触头体电阻之和、触头电阻：接触电阻和触头体电阻之和5 5、影响接触电阻的因素及降低其值的措施：、影响接触电阻的因素及降低其值的措施

11、：（1 1）触头材料：铜铝过渡接头片）触头材料：铜铝过渡接头片（2 2）接触压力：）接触压力：（3 3）接触形式：点、线、面接触的用途）接触形式：点、线、面接触的用途（4 4）接触面的加工情况：平而不是光）接触面的加工情况：平而不是光3.4.2 3.4.2 对电气触头的要求对电气触头的要求对电气触头的要求对电气触头的要求 （1 1）结构可靠结构可靠 （2 2）由良好的导电性能和接触性能。）由良好的导电性能和接触性能。（3 3）通过规定的电流时，发热温度不超过规定值。）通过规定的电流时，发热温度不超过规定值。（4 4）开断规定容量的电流时有足够的抗熔焊和抗电弧烧伤能力。）开断规定容量的电流时有足

12、够的抗熔焊和抗电弧烧伤能力。（5 5）通过短路电流时，具有足够的动稳定和热稳定。通过短路电流时，具有足够的动稳定和热稳定。3.4.3 3.4.3 触头的分类和结构触头的分类和结构触头的分类和结构触头的分类和结构1.1.按接触面的形式划分按接触面的形式划分（1 1）平面触头平面触头（2 2）线触头线触头（3 3）点触头点触头2.2.按结构形式划分按结构形式划分（1 1）可断触头）可断触头（2 2）固定触头）固定触头（3 3）滑动触头）滑动触头新课小结：新课小结：新课小结：新课小结：1.1.交流电弧的特性和熄灭及灭弧方法交流电弧的特性和熄灭及灭弧方法 2.2.电气触头电气触头作业作业作业作业：谢谢再见！