第8章节高压电器基本参数.ppt

从开关电器发展的初期，不希望在开断电路时触头间隙产生电弧，认为电弧的产生，一方面使电路仍旧保持导通状态，延迟了电路的开断；另一方面，将烧损触头以及可能破坏绝缘，在最严重的情况下，甚至能引起开关电路的爆炸和火灾。因此，研究电弧，不在于如何利用电弧的特性．而在于采取怎样的措施使电弧不产生，或者产生后使电弧存在时间尽量缩短。简言之，研究电弧的目的是为了尽快地熄灭电弧。 从导体到绝缘体的相互变换这个开关作用的根本观点来看，电弧具有极为重要的特性，对于高电压大电流电路的分合来说，只有产生电弧才能完成这个作用，这样一种观点作为开关电器的理论基础是极为重要的。 开关电弧是等离子体的一种形式，属低温等离子体。高压开关电器中电弧的熄灭就是要积极地利用电弧等离子体的温度控制来实现，对于高电压大电流电路来说、只有产生电弧、才能实现对电弧等离子体的温度控制。对于高压开关电器而言，希望它反有如下特件； （1）电导率的变化范围尽可能大，即要在导体与完全绝缘体之间变化； （2）电导率的变化速度尽可能快。 前一项特性在本质上决定于等离子体的材料，因此，引进新的灭弧介质是取得技术进步的关键。后一项特性虽然也在较大程度上决定于等离子体的材料，但更易于受到等离子体控制方法的影响，作为开关电器核心部分的灭弧室的作用正在于对电弧等离子体的控制，加速其电导率的变化。 ? 有触点开关元件 无触点开关元件 （1）阻抗转换比 （断开时与导通时的阻抗比） 1010～1014 104～107 （2）耐电压程度 单断口可达550kV 每个元件只达15kV （3）承受过载能力 强 弱 （4）元件本身的功率损耗 小 大 开关元件的性能比较 高压开关电器的基本技术参数 电力系统的运行状态和负载性质是多种多样的，作为控制、保护元件的高压开关电器，要保证电力系统的安全运行，对它的要求也是多方面的。另外，高压开关电器所处场所的自然环境变化也会对其工作性能产生影响。因此在电器设计时，应该全面考虑这些要求。 1 一般电气性能方面 高压开关电器长期在电网中使用时，就应与其它电力设备一样，能够耐受各种电压、电流的作用而不致损坏。 根据IEC和国家标准，首先应分清电工术语的两个名词： 标称值（nominal value）：用以标识一个元件、器件或设备的合适的近似量值。 额定值（rated value）：一般由制造厂对一个元件、器件或设备在规定工作条件下所规定的一个量值。 （1）电压方面 标称电压：系统被指定的电压。 系统最高电压：运行中所出现的电压最高值，不包括异常和暂态、瞬态的电压。 电气设备的额定电压：根据规定的工作条件，由制造厂确定的电压。 设备最高电压：考虑到设备绝缘性能所确定的最高运行电压，其数值等于所在系统的系统最高电压。 有关标准规定，电气设备额定电压的数值应按设备最高电压确定。 高压电器在规定的正常使用和性能条件下，能够连续运行的最高电压称为断路器的额定电压。 额定电压的大小确定了电气设备的绝缘结构和外形尺寸。额定电压越高，电气设备的外形尺寸越大，极间距离也越大。 高压电器工作时还应耐受高于额定电压的各种过电压作用，而不会导致绝缘的损坏。标志这方面性能的参数有1min工频耐受电压、雷电冲击耐受电压和操作冲击耐受电压。 （2）电流方面 高压电器长期通过工作电流时，各部分的温度不得超过允许值，以保证电器的工作可靠。关于电器各种情况下的允许温度在有关标准中都有规定。电器在关合位置通过短路电流时，不应因电动力受到损坏，各部分温度也不应超过短时工作的允许值，触头不应发生熔焊和损坏。 标志这方面功能的参数有：额定电流、额定峰值耐受电流、额定短时耐受电流和额定短路持续时间。 额定电流：在规定使用和性能条件下能持续通过的电流有效值。 额定电流值应从优先数系的R10中选取。所谓R10系列即是按比值为101/10递增或递减的级数。R10数系包括：1、1.25、1.6、2、2.5、3.15、4、5、6.3、8各数及其与10的倍数之乘积。 额定电流的大小确定了电器导电部分和触头的尺寸、结构以及散热结构。这是因为允许的发热温度有规定，当额定电流增大时，就要求导电部分的截面增大，以减小损耗和增大散热面积。 额定短时耐受（热稳定）电流：在规定的使用和性能条件下，在额定短路持续时间内，电器在关合位置时能承载的电流有效值。 额定短时耐受电流的标准值应从R10系列中选取，且应与电器的任何其它短路额定值不矛盾。 额定短路持续时间：断路器在合闸位置时能承载额定短时耐受电流的时间间隔。 额定峰值耐受（动稳定）电流：在规定的使用和性能条件下，机械开关在合闸位置时能承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。 额定峰值耐受电流标准值等于2.5倍额定