高压断路器及隔离开关的原理与选择.ppt

第六章 导体和电气设备的原理与选择;教学内容;一、电弧的形成与熄灭 ;一、电弧的形成与熄灭; ③加速运动：自由电子，在强电场的作用下，向阳极作加速运动。; 2)电弧的维持与发展 ①由于电弧的 r 小，电弧形成后，触头间的电压和电场强度很低，强电场发射停止。 ②由于电弧在燃烧过程中温度很高，可达到几千度甚至上万度，阴极表面继续进行热电子发射。;3)电弧的熄灭 ; ③电弧的熄灭：电弧的燃烧是由游离过程维持的，但在电弧中同时还进行着相反的使带电质点数量减少的去游离过程。 ;2.交流电弧的熄灭 ;（1）交流电弧熄灭的条件 ;a.弧隙介质强度恢复过程 ;b．弧隙电压恢复过程 ;3) 交流电弧熄灭的条件 ; 如果能够采取措施，防止弧隙恢复电压振荡，将周期性振荡特性的恢复电压转变为非周期性恢复过程，电弧就更容易熄灭，如图6-6′c所示。 ;（2）熄灭交流电弧的基本方法 ;一、电弧的形成与熄灭;5) 提高断路器触头的分离速度 ;二、断路器开断短路电流时的工作状况分析 ; ①熄弧后，从瞬态恢复电压过渡到电源电压的时间很短，一般不超过几百微秒，可近似认为电源电压不变，故电源用直流电源U0来代替。 ;整理后,可得线性常系数微分方程：;1)当;二、断路器开断短路电流时的工作状况分析;二、断路器开断短路电流时的工作状况分析;二、断路器开断短路电流时的工作状况分析;②当;将; a) 周期性振荡过程中的弧隙恢复电压最大值可达2U0 ，如图6-6曲线1所示。 ;二、断路器开断短路电流时的工作状况分析; a) 当 r ≤ rcr 时，弧隙电压恢复过程为非周期性。在断路器触头间并联低值电阻（几欧至几十欧），可以改变弧隙电压恢复过程的上升速度和幅值，可以将弧隙恢复电压由周期性振荡特性恢复电压转变为非周期性恢复电压，大大降低了恢复电压的上升速度和幅值，改善了断路器的灭弧条件 。 ; 2.不同短路形式对断路器开断能力的影响 （1）断路器开断单相短路电路 当电流过零，工频恢复电压瞬时值为U0＝Um sin?。 通常短路时，功率因数很低，一般cos ? ?0.15，所以sin??1。此时 U0＝ Um sin? ? Um 。 即起始工频恢复电压，近似地等于电源电压最大值。 ;（2）断路器开断中性点不直接接地系统中的三相短路电路 ; A相首先开断，电流过零后电弧熄灭。此时，B、C相仍由电弧短接。A相断路器靠近短路侧触头的电位，此时仍相当于B、C两相线电压的中点电位。由图6－7（b）可知; 经过0.005s(电角度 90?)后，B、C两相的短路电流同时过零，电弧同时熄灭。电源电压加在B、C两相弧隙上，每个断口将承受一半电压值。即 ; 经分析，当系统零序阻抗与正序阻抗之比不大于3时，其首先开断相的恢复电压的工频分量为相电压的1.3倍。第二开断相恢复电压的工频分量可为相电压的1.25倍。最后开断相就变为单相情况，也就是相电压。即：;三、高压断路器选择 ; 少油断路器：油只作为灭弧介质和触头断开后的间隙绝缘介质，而带电部分对接地之间采用固体绝缘（例如瓷绝缘）。 ;（二）高压断路器的技术参数 ; 热稳定电流是指在断路器在合闸位置t（单位为秒）时间所能承受的最大电流有效值。;(三)、高压断路器的选择 ; 开断计算时间tbr ：从发生短路到断路器的触头刚刚分开所经历的时间。 为保证断路器能开断最严重情况下的短路电流，开断计算时间等于主保护动作时间tpr1与断路器固有分闸时间tin之和，即: ;Ipt为触头刚刚分开tbr时的短路电流周期分量有效值，在此可取Ipt = I”； ;6．热稳定校验 ;四、隔离开关的选择 ; 隔离开关的型式较多，按装设地点可分为屋内式（GN型）和屋外式（GW型）；按绝缘支柱的数目可分为单柱式、双柱式和三柱式；按极数屋内式可分为单极和三极式。 ;四、隔离开关的选择 ;SF6断路器(单断口);LW15-363GCBP(双断口);思考练习;