开关电器-真空断路器.PPT

电弧产生与熄灭 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。当触 头分离之初，触头间距离很小，电场强度很高(电场强度=电压/距离)，当超过3×106V/m 时，阴极表面的电子就会被拉出，形成触头间的自由电子。从阴极表面发射出来的自由电子 ，在电场力的作用下，向阳极方向作加速运动，不断与其他粒子发生碰撞。当自由电子的动 能大于其他粒子的游离能时，就可使其他粒子游形成自由电子正离子。碰撞游离连续进行的 结果，导致触头间充满了电子和离子，它具有很大的电导，在外加电压作用下，触头中介质 被击穿形成电弧。此时，弧隙的温度很高可达10000℃，在高温的作用下，气体中中性质点 不规则热运动加速，具有足够功能的中性质点相互碰撞，游离出电子和离子，这种现象称为 热游离。热游离维持电弧的燃烧。 电弧产生与熄灭 由于触头金属表面存在大量自由电子，随着温度的上升， 使阴极表面不断发射电子，在电场力的作用下，向阳极作加速运动，形成热电子发射。电弧 发生游离的同时，还进行着使带电质点减少的去游离过程。其主要发生为复合去游离和扩散 去游离。复合就是正、负电荷相互中和的过程。由于电子质量小，易于加速，其运动速度约 为离子的1000倍，二者相对速度愈大，复合可能性愈小，因此电子与正离子复合几率很小。 通常电子在碰撞时先附着在中性质点上形成负离子，然后再与正离子复合。扩散是指带电质 点从电弧内部逸出而进入周围介质中的现象。由于带电质点的不规则热运动，电弧和周围介 质的温度差以及浓度差的存在，形成扩散去游离。通过上述分析，可见游离和去游离是电弧燃烧中两个相反过程，游离有助于电弧燃烧，去游 离有利于电弧熄灭。高压断路器就是根据电弧的这一特性，采用各种措施减弱游离过程，加 强去游离来达到灭弧的目的。 交流电弧特性 由于交流电弧的瞬时值随时是不断变化，电弧的温度、直径及电弧电 压也随时间变化，弧柱的热惯性起了很大作用。所谓热惯性是指弧柱受热温升和散热降温跟 不上快速变化的电流，因而交流电弧的伏安特性为动态特性。随着正弦交流的周期性变化，交流电弧也将随之每半周过一次零。在电流过 零瞬间，电源不供给电弧能量，而电弧却继续在散失能量，弧隙间去游离增强，加强弧隙冷却，使弧隙介质恢复绝缘能力，达到不会被弧隙外加电压击穿程度，则电流过零后，电弧不 会重燃。高压断路器中的灭弧装置的灭弧原理就是利用交流电弧过零时自然熄灭这一特性， 加强去游离，使电弧不再重燃，从而断开电路。 灭弧的基本方法 电弧的能否熄灭取决于弧隙内部的介质强度恢复和外 部电路加于弧隙上的恢复电压这两个因素。而介质强度恢复取决于游离和去游离作用，增加 弧隙去游离速度和减小弧隙电压恢复速度，都可促使电弧熄灭。因此，高压断路器目前广泛 采用以下几种灭弧方法断开电路。 (1)采用气体或油吹灭电弧 (2)采用多断口灭弧 (3)采用并联电阻/并联电容 (4)采用灭弧介质灭弧 （应该说主要是为了在开关断开时减少开关断开的两个触点之间形成的电弧。开关闭合时，则没有消除电火花的作用。因为开关所接的电路中，常常都属于感性负载，感性负载在断电时由于电流不能突变，因此会在断开的两个触点之间形成的电弧，这个电弧一方面对触点造成损坏作用（容易拉成毛刺），一方面影响电路的断开时间，加上电容后，由于电容两端电压不能突变，使触点两端的电压也不能突变，因此就没有火花形成，起到保护触点的作用和及时断开电路的作用。 ） 断路器出现的常见故障 1、绝缘事故 2、拒动、误动事故 3、开断与关合事故 4、截流事故 5、外力及其它事故 6、真空断路器的事故 7、SF6高压断路器的事故 8、隔离开关的事故 1油断路器本体 序号 常见故障 可能原因 1 渗漏油 固定密封处渗漏油，支柱瓷瓶、手孔盖等处的橡皮垫老化、安装工艺差和固定螺栓的不均匀等原因。 轴转动密封处渗漏油，主要是衬垫老化或划伤、漏装弹簧、衬套内孔没有处理干净或有纵向伤痕及轴表面粗糙或轴表面有纵向伤痕等原因。 2 本体受潮 帽盖处密封性能差。 其他密封处密封性能差。 3 导电回路发热 接头表面粗糙。 静触头的触指表面磨损严重，压缩弹簧受热失去弹性或断裂。 导电杆表面渡银层磨损严重。 中间触指表面磨损严重，压缩弹簧受热失去弹性或断裂。 4 断路器本体内部卡滞 导电杆不对中。灭弧单元装配不当、传动部件及焊接尺寸不合格和灭弧单元与传动部件装配时间隙不均匀。 运动机构卡死。拉杆装配时接头与杆不在一条直线、各柱外拐臂上下方向不在一条直线上。 5 断口并联电容故障 并联电容器渗漏油。 并联电容器试验不合格。 2真空断路器本体 序号 常见故障 可能原因 1 真空泡漏气 真空泡密封性能差，漏气造