断路器和隔离开关的原理与选择讲诉.ppt
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1、5.2 高压断路器和隔离开关的原高压断路器和隔离开关的原理与选择理与选择引言引言断路器: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。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。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。隔离开关:不能断开或闭合电流,只能在检修时隔离电压。1.开关电器的类型开关电器的类型引言引言2.断路器的作用断路器的作用n在正常情况下,控制各种电力线路和设备的开断和关合。n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
2、统的正常运行。一、电弧的形成与熄灭一、电弧的形成与熄灭n用开关电器切断通有电流的电路时,只要电源电压大于1020V,电流大于80100mA,在开关电器的动、静触头分离瞬间,触头间就会出现电弧。n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。电弧的产生n阴极发射电子n热电子发射n强电场电子发射n碰撞游离电弧的维持n热游离n去游离电弧的熄灭n若游离过程大于去游离过程,则电弧继续燃烧;n若去游离过程大于游离过程,则电弧逐渐熄灭。d复合去游离扩散去游离1.电弧的产生、维持与熄灭电弧的产生、维持与熄灭动触头静触头(-)(+)n电弧温度随时间变化n电弧电流数值随时间
3、变动,电弧的功率也随电弧电流变动。n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。n电弧有热惯性n电弧的温度跟不上电流的变化,存在一个滞后过程。n交流电弧每半周自动熄灭一次n随着交流电流的周期性变化,电弧电流每隔半周过零一次。n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)交流电弧的特性交流电弧的特性2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭n在交流电流过零时,电弧将自动熄灭,但不等于最终熄灭。n在交流电弧自动熄灭后,弧隙中存在两个恢复过程:n弧隙介质强度恢复过程n弧隙电压恢复过程(1)交流电弧的熄灭条件交
4、流电弧的熄灭条件2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭1)弧隙介质强度恢复过程真空断路器和真空断路器和 SF6 断路器灭弧性断路器灭弧性能较好。能较好。n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。n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交流电弧的熄灭条件2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭油空气SF6真空n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交流电弧的熄灭条件(+)(-)+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-(-)(+)+-+-+-+-2.交流电弧的熄灭交流
5、电弧的熄灭2)弧隙电压恢复过程n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。n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。过程或非周期性的变化过程。(1)交流电弧的熄灭条件交流电弧的熄灭条件2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭n综上所述,在电弧自然熄灭后,弧隙中同时存在着两个恢复过程,即弧隙电压恢复过程 ur(t)和介质强度恢复过程 ud(t)。ur0tusrutr可见,断路器开断交流电路时,可见,断路
6、器开断交流电路时,电弧熄灭的条件应为电弧熄灭的条件应为n如果弧隙电压高于介质强度耐受电压,则弧隙就被击穿,电弧重燃。n如果弧隙电压低于介质强度耐受电压,则电弧不再重燃,即最终熄灭。(1)交流电弧的熄灭条件交流电弧的熄灭条件2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭1)利用灭弧介质n不同灭弧介质具有不同的传热能力、介电能力、热游离温度和热容量。n这些参数数值越大,去游离作用就越强,电弧就越容易熄灭。2)采用特殊金属材料作灭弧触头n采用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属作触头材料。n如采用铜、钨合金和银、钨合金等。3)利用气体或油吹动电弧n吹弧利于冷却而使复合加强、带电离
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