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Topic3 高压电器2 第一部分 主断路器 机车车辆电气装备技术 第二部分 避雷器 第三部分 高压隔离开关 第四部分 接地开关及高压连接线 北京交通大学 刘建强 第五部分 高压系统关键部件控制策略 1 2 第一部分 主断路器 主断路器不但用来开关牵引单元的运行电流，也可以用 来中断故障情况下的过流以及短路电流。为了维护和检修高 压设备在主断路器安装了双极接地开关，接地开关将主断路 器两端与工作接地连接，接地开关具有防止短路的功能，也 就是说系统安全接地（如：接触网掉落）。 主断路器设计成单极真空主断路器，具有内置弹簧式压 缩空气作动器以及真空电弧放电室。主断路器主要由用于顶 部打开的盖板、作动器以及真空电弧放电室组成。在主断路 器的外部装有接地开关。监控、触发断路器以及断路器的保 护是通过列车控制实现。诊断系统确保主断路器发生任何故 图1 真空断路器实物示意图 障时都能被发现而且发出有关错误信号，接着发生故障的主 断路器被锁闭。 3 4 电弧的定义及特点 电弧的形成 触头接触电阻增大→热电子发射 开关触头打开→ 5 6 定义：电弧是一种介质放电现象 强电场（10 ~ 10 V/ cm）→强电场发射 电子加速到足够大 特点： →从阴极表面发射电子→ 电子积累能量足够大 （1）电弧具有较高的电导（弧柱区电场强度低）。触头间 只要有电弧，就仍有电流，电路就没有断开。 →碰撞游离，产生新的正离子和自由电子 （2 ）电弧的温度极高。外层达3000ºC~4000ºC，弧心达 继续碰撞 → → 形成电流（电弧） 6000ºC ~7000ºC，乃至上万度，会烧损触头及设备，甚至 游离 引起爆炸。 发热使温度足够高 （3 ）电弧电流密度大（10000A/cm2 ）。 → →热游离，维持电弧燃烧 中性质点无规则运动 5 6 电弧的熄灭