断路器的原理和技术参数.ppt

发电厂电气部分第六章内容 断路器和隔离开关的原理和种类 主 讲：张东英 Tel E-mail: zdyingmail@163.com 一、断路器的原理 1、电弧的形成与熄灭 电弧的产生和维持是触头间中性质点（分子和原子）被游离的结果。游离就是中性质点转化为带电质点。 游离的过程有四种形式： 热电子发射 热运动 触头分离最初瞬间，阴极表面发射电子 强电场发射 电场力 弧隙间最初产生电子的主要原因 碰撞游离 电场力 带电粒子撞中性粒子 电弧的形成 热游离 热运动 中性粒子撞中性粒子 维持电弧燃烧 复合去游离 正负粒子中和 降低电子速度措施： 拉长电弧（降低电场力）； 加快电弧的冷却（降低热运动）； 加大气体介质的压力（碰撞阻止电子运动） 气体介质吸附电子能力强（增大电子质量） 扩散去游离 带电粒子从电弧内部逸出 浓度扩散 ； 温度扩散 ； 措施：用高速冷气吹弧 2、交流电弧的特点 过零自然熄灭 动态伏安特性 电弧的热惯性 ----交流电弧温度的变化滞后于电流的变化。 3、交流电弧的熄灭条件 近阴极效应: 在电流过零瞬间，介质强度突然升高 4、高压断路器熄灭交流电弧的基本方法 二、断路器的种类和型号 断路器实物图1：220kV SF6 两断口 液压机构 断路器实物图2：220kV SF6 单断口 弹簧机构 断路器实物图3：220kV 少油 4断口 液压机构 2、断路器的型号 三、隔离开关的种类和型号 隔离开关实物图1：单柱 垂直伸臂 隔离开关实物图2：双柱 握手 隔离开关实物图3：双柱 伸臂 隔离开关实物图4：三柱 3、隔离开关的型号 作业 1.高压断路器有哪些功能？由哪些部分组成？按灭弧介质有哪些种类？ 2.交流电弧电流有何特点？熄灭交流电弧的条件是什么？ 3.什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它们与哪些因素有关？ 4.高压断路器熄弧的主要措施。采用两个及以上断口有何利弊，如何解决？ 5. LW6-500/3150， SW-110 ，LN-10 ， ZN5-10， GW6-220D ， GN2-10 这些型号分别是什么设备，说出每个字母和数字代表的含义。 6.隔离开关的功能。 * * 主要内容 （1）电弧的形成与熄灭 （2）交流电弧的特点、熄灭条件 （3）熄灭交流电弧的基本方法 （4）断路器的种类和型号 断路器作用 在正常运行时倒换运行方式，将设备或线路接入电网或退出，起控制作用。 在设备或线路故障时，迅速切除故障回路，保证无故障部分正常运行，起保护作用。 特点：能断开电路中负荷电流和短路电流 (1)电弧产生的条件：电源电压大于10~20V，电流大于80~100mA，动静触头分离瞬间，触头间产生电弧。 触头分开后，电路中有电流，电弧导电，电弧中有大量自由电子。 (2)电弧的危害 电弧的温度很高，可达5000～7000度以上，常超过金属的汽化点，可能烧坏开关电器的金属触头。 烧坏开关电器的绝缘。如，烧坏瓷绝缘的表面，或者使有机绝缘材料炭化，以致失去绝缘性能。 若电弧长时间不熄灭，不仅烧坏开关电器，而且造成系统事故，威胁电力系统安全运行。 (3) 电弧产生的物理过程 (4) 去游离的形式 燃弧电压 熄弧电压 弧隙介质强度- 电弧电流过零电弧熄灭时，弧隙绝缘能力的恢复过程，用耐受电压Ud(t)表示。 --由灭弧装置的结构和灭弧介质的性质决定 弧隙电源电压- 电弧电流自然过零后，电源施加于弧隙的电压的恢复过程，用恢复电压Ur(t)表示。 -与线路参数、负荷性质等有关 Ur1 Ur2 Ud (1)利用灭弧介质：介质特性决定去游离程度，传热能力、介电强度、热游温度和热容量。 空气 1 油（氢） 7.5 SF6 100 真空 15 (2)采用特殊金属材料作灭弧触头：铜钨和银钨合金 熔点高、导热系数和热容量大的金属，减少热电子发射。 (3)利用气体或油吹动电弧 ：扩散和冷却 空气：2.3MPa SF6: 0.3~0.6MPa 纵吹、横吹、环吹 (4)采用强有力的分闸机构，提高触头分离速度，拉长电弧 C0 CQ C0 CQ CQ CQ (5)采用多断口熄弧 ：在相等的触头行程下，拉长电弧 缺点：各断口电压分布不相等 措施：各断口加并联电容 U1 U2 U U C C C CQ , C0 U1 = U2 均压电容 1、断路器的种类 按灭弧介质和灭弧方式分为： SF6 真空 多油、少油 压缩空气 操动机构：断路器进行合闸、分闸操作，并保持在合闸状态，这些任