华侨大学高低压电器高压电器复习.ppt

（3）避雷带和避雷网 与避雷线相似，设置于建筑物的顶上及周围。 （4）避雷器及放电间隙 为防止直击雷、感应雷沿线路侵袭至变配电所设备的高电位损害而设置的放电通路。 20、阀型避雷器的作用是什么？其基本结构如何？ 避雷器是用来防护雷电产生的大气过电压（即过高电位）沿线路侵入变（配）电所或其它建筑物内，以其高电位危害被保护设备的绝缘。它一般应与被保护的设备并联接。当线路上出现危及设备绝缘的过电压时，它将对地放电，从而保护了设备的绝缘。 高压或低压阀型避雷器均由火花间隙和阀片电阻组成。火花间隙和阀片电阻均安装在密封的瓷套管内。火花间隙由铜片冲制而成，每对间隙用0．5~1mm厚的云母垫圈隔开。 在正常情况下，火花间隙阻止线路工频电流通过，但在大气过电压作用下，火花间隙将被击穿放电。阀片电阻是用陶料粘固起来的电工用金刚砂（碳化硅）颗粒组成的。它具有非线性特性，电压正常时，阀片的电阻很大；当出现过电压时阀片的电阻变的很小， 因此阀型避雷器在线路上出现过电压时，它的火花间隙被击穿，同时阀片呈现出低电阻，使雷电流顺畅地向大地泄放。但是过电压一旦消失，在线路恢复工频电压时，阀片将呈现很大的电阻，使火花间隙的绝缘迅速恢复而切断工频电流，从而保证线路恢复正常运行。 在低压阀型避雷器中，所串联的火花间隙和阀片少，高压阀型避雷器串联的火花间隙和阀片则随着电压的升高而增多。 现代电气控制技术 华侨大学电气工程系 *页 补充 高压电器 一、高压电器中的开关电器分类与作用 高压电器中的开关电器主要用来关合与分断正常电路与故障电路，或用来隔离高压电源。根据其功能的不同又可分为： （1）高压断路器 它能关合与分断正常情况下的各种负载电路，又能在故障情况下关合与开断短路电流，而且还能实现自动重合闸的要求。它是高压电器中一种功能最为全面的电器。 （2）高压熔断器 当线路中电流超过一定的限度或出现短路故障时能够自动开断电路。电路开断后，熔断器必须人工更换部件后才能再次使用。（3）高压隔离开关 用来隔离电源或电路。隔离开关只能开断很小的电流，例如长度很短的母线空载电流，容量不大的变压器空载电流等。 （4）高压负荷开关 只能在正常工作情况下关合与开断各种负载电路，但不能开断 短路电流。 （5）接地开关 高压与超高压线路检修电气设备时，为确保人身安全，可用接地开关进行接地。接地开关可用来人为造成电力系统的接地短路，以达到控制和保护的目的。 二、简述电弧产生的一般过程，高压真空断路器电弧又是如何产生的？ 触头分断时，在刚出现断口之际，由于两触头间距离极小，其间将形成很强的电场，使阴极中的自由电子溢出到气隙中并向阳极加速运动，这称为场致发射。 另一方面，介质的放电现象是由于电场、热、光的作用下，介质里的中性分子产生自由电子、正、负离子的结果。称为游离作用。 在电子高速运动过程中，高温使电极间原有介质中性原子出现热游离，在高速电子撞击下，中性原子还会出现撞击游离。 因此，电场作用下，大量带电粒子作定向运动形成电流，于是绝缘的气体就变成了导体，致使两个触头间出现高温的带电粒子流 “电弧”。可以看出，电弧的产生实际上是一种介质将被击穿的放电现象，也是一种电子游离过程。 真空环境下，电极间的介质游离现象（热游离和撞击游离）可忽略，真空电弧在触头带电流分离时，是触头间的电离状态下的金属蒸汽形成的电弧。 产生金属蒸汽的原因如下： （1）金属小桥--金属蒸汽： 由于当真空断路器在刚刚分离时，触头间接触压力减小，触头会由面接触变为点接触（因此在触头间会形成金属小桥），使电流集中流过金属桥。在分断过程中，金属桥被拉长，截面减小，电阻增大，桥上耗散功率大，温度急剧升高，金属桥熔化并产生高温金属蒸汽； （2）金属团粒--金属蒸汽： 触头表面结合不牢固的金属团粒（如金属加工时残留的毛剌），在静电场力的作用下，离开电极表面，加速通过真空间隙轰击电极，使电极和团粒的温度升高，蒸发出高温金属蒸汽； （3）强电场发射--金属蒸汽： 触头表面尖端突起部分的电场极强，因强电场发射自由电子所形成的电子束轰击阳极，也可使阳极发热，蒸发出金属蒸汽。 运动中带电的金属团粒与电极间形成强电场，此电场可使团粒和电极表面发射大量自由电子。当高速运动的自由电子穿过高温金属蒸汽时，使金属原子电离产生带电离子。离子的定向移动形成传导电流。 电极表面发射自由电子的尖端或突起，很快发展成为阴极斑点，其温度极高，不断蒸发金属蒸汽，补充金属蒸汽的损失，阴极斑点发射的电子又电离金属蒸汽，补充离子的损失，触头间的预放电电流就变成自持的真空电弧。 因此可以说，真空电弧的形成是一个电离的过程。真空电弧是电离状态下的金属蒸汽形成的