第三章 电弧的基本特性()课件.ppt

* 第三章　电弧的基本特性 * §3-4 交流电弧的特性 电弧电压对交流电路的影响 限流作用 回路１　 = ＋ 回路１ 回路2 * 第三章　电弧的基本特性 * §3-4 交流电弧的特性 电弧电压对交流电路的影响 限流作用 回路2　 = ＋ 回路１ 回路2 假定：电场强度为常数 假定：忽略近极压降（长弧） * 第三章　电弧的基本特性 * §3-4 交流电弧的特性 电弧电压对交流电路的影响 限流作用 = ＋ 回路１ 回路2 * 第三章　电弧的基本特性 * §3-4 交流电弧的特性 电弧电压对交流电路的影响 限流作用 = ＋ 由于电弧电压的作用，减小了短路电流峰值， 　缩小了第一个半波电流的时间，称为限流作用　 限流峰值：i 的幅值 限流系数：i 和 i’ 的幅值之比 限流的作用：减小短路电流电动力和热的作用 应用：常用于低压开关电器，在高压开关电器中作用不显著 * 第三章　电弧的基本特性 * §3-4 交流电弧的特性 电弧电压对交流电路的影响 感性电路，若无电弧，功率因数角　 减小电路的功率因数角 感性电路，若有电弧，相当于电路中串入了电阻，功率因数角减小　 * 第三章　电弧的基本特性 * §3-4 交流电弧的特性 交流电弧能量的计算 计算电弧能量的意义 掌握触头及灭弧室的发热及烧蚀情况 影响灭弧性能 计算电弧能量的基本方法 电弧熄灭的时刻 电弧熄灭的时刻 实际的交流电弧 总在电流过零时熄灭 n:燃弧半波数 * 第三章　电弧的基本特性 * 第三章 电弧的基本特性 §3-0 序 §3-1 气体放电的物理基础 §3-2 电弧的物理特性 §3-3 直流电弧的特性和熄灭原理 §3-4 交流电弧的特性 §3-5 麦也尔电弧数学模型简介 * 第三章　电弧的基本特性 * §3-5 麦也尔电弧数学模型简介 电弧数学模型 为从理论上用数学公式来描述电弧各参数关系而建立的模型 等离子体物理学　 电弧所涉及的研究领域 气体动力学　 流体力学　 热力学　 电动力学　 原子、分子物理学…　　 研究中常采用一些简化的电弧模型 * 第三章　电弧的基本特性 * §3-5 麦也尔电弧数学模型简介 电弧数学模型 麦也尔（Mayer）电弧数学模型 假定　 在进行对比分析研究时，也常采用 常用来定性分析电流过零期间电弧的动态特性 弧柱为直径不变的圆柱体，电弧温度沿径向降低 只考虑长弧，不考虑近极压降，以及轴向和电极的散热 不考虑对流作用 不考虑介质的物理特性随温度的变化 * 第三章　电弧的基本特性 * §3-5 麦也尔电弧数学模型简介 电弧数学模型 麦也尔（Mayer）电弧数学模型 三个主要的概念 剩余电阻（弧后电阻）：电流过零后的弧隙的电阻 剩余电流（弧后电流）（post-arc current）:电流过零后， 由于弧后电阻的存在，在恢复电压作用下产生的电流 电弧时间常数：电流过零后，弧隙电阻增大到e（2.72）倍所需的时间，是电弧热惯性的体现 * 第三章　电弧的基本特性 * §3-３ 直流电弧的特性和熄灭原理 直流电弧的熄灭原理 低压开关电器：一般采用提高电弧电压的方法熄灭直流电弧 高压开关电器：采用提高电弧电压和增大回路电阻相结合的方法熄灭直流电弧 也可采用人工过零的方法熄灭直流电弧 加反向电流 使 Ih 强迫过零 * 第三章　电弧的基本特性 * §3-３ 直流电弧的特性和熄灭原理 直流电弧的能量和燃弧时间 燃弧时间：从触头分开产生电弧到电弧熄灭的时间 满足熄弧条件时，电弧不会立即熄灭 回路中存在电感　 弧柱具有热惯性　 燃弧时间的计算 * 第三章　电弧的基本特性 * §3-３ 直流电弧的特性和熄灭原理 直流电弧的能量和燃弧时间 燃弧时间的计算 假定：电感为主要影响因素 忽略热惯性 可采用静态伏-安特性 采用经验公式： 电极以速度v打开 电弧长度: l=vt Ih(t) trh 非线性微分方程 * 第三章　电弧的基本特性 * §3-３ 直流电弧的特性和熄灭原理 直流电弧的能量和燃弧时间 直流电弧的能量 t=0: Ih=Ih0 t=trh: Ih=0 * 第三章　电弧的基本特性 * §3-３ 直流电弧的特性和熄灭原理 直流电弧的能量和燃弧时间 直流电弧的能量 电弧消耗 的能量 电源供给 的能量 电阻消耗 的能量 电感存储 的能量 燃弧开始时储存在电感中的能量必须泻放到弧隙中　 若已知Ih(t) 可计算电弧能量Wh * 第三章　电弧的基本特性 * §3-３ 直流电弧的特性和熄灭原理 直流电弧的能量和燃弧时间 结论 电路电感越大，储能越多，电弧越难越熄灭　 电感中能量的泄放需一定时间，故电弧不能立即熄灭　 电弧也是开断过程中重要的泄能方式　 若电弧由电流较大的值突然熄灭，会有什么后果？ 过电压 * 第三章