【发电厂电气新课件】高压断路器和隔离开关.pptVIP

§6.2 高压断路器和隔离开关的原理与选择 引言 仅用来在正常情况下，断开或闭合正常工作电流的开关电器，如高压负荷开关、低压闸刀开关、接触器等。 仅用来断开故障情况下的过负荷电流或短路电流的开关电器，如高、低压熔断器。 既用来断开或闭合正常工作电流，也用来断开或闭合过负荷电流或短路电流的开关电器，如高压断路器、低压自动空气断路器等。 不要求断开或闭合电流，只用来在检修时隔离电压的开关电器，如隔离开关等。 引言 断路器的作用 一、电弧的形成与熄灭 用开关电器切断通有电流的电路时，只要电源电压大于10~20V，电流大于80~100mA，在开关电器的动、静触头分离瞬间，触头间就会出现电弧。 此时，触头虽已分开，但电路中的电流还在继续流通。只有电弧熄灭，电路才被真正断开。 电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧柱中了出现大量自由电子的缘故。 一、电弧的形成与熄灭 1. 电弧的产生、维持与熄灭 电弧的产生 阴极发射电子 热电子发射 强电场电子发射 碰撞游离 电弧的维持 热游离 去游离 电弧的熄灭 若游离过程大于去游离过程，则电弧继续燃烧； 若去游离过程大于游离过程，则电弧逐渐熄灭。 2. 交流电弧的熄灭 电弧温度随时间变化 电弧电流数值随时间变动，电弧的功率也随电弧电流变动。电弧功率增大时，电弧的温度增加；反过来，当电弧功率减小时，电弧的温度降低。 电弧有热惯性 电弧的温度跟不上电流的变化，存在一个滞后过程。 交流电弧每半周自动熄灭一次 随着交流电流的周期性变化，电弧电流也将每隔半周过零一次。在电弧电流自然过零前后，电源向弧隙输送的能量较少，电弧温度和热游离下降，而去游离作用继续进行，电弧将自然熄灭。 2. 交流电弧的熄灭 在交流电流过零时，电弧将自动熄灭，但不等于最终熄灭。 在交流电弧自动熄灭后，弧隙中存在着两个恢复过程： 弧隙介质强度恢复过程 弧隙电压恢复过程 2. 交流电弧的熄灭 1) 弧隙介质强度恢复过程 2. 交流电弧的熄灭 近阴极效应 2. 交流电弧的熄灭 2) 弧隙电压恢复过程 2. 交流电弧的熄灭 综上所述，在电弧自然熄灭后，弧隙中同时存在着两个恢复过程，即弧隙电压恢复过程 ur(t)和介质强度恢复过程 ud(t) 。 2. 交流电弧的熄灭 1) 利用灭弧介质 不同灭弧介质具有不同的传热能力、介电能力、热游离温度和热容量。这些参数的数值越大，则去游离作用越强，电弧就越容易熄灭。 2) 采用特殊金属材料作灭弧触头 采用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属作触头材料。采用铜、钨合金和银、钨合金等。 3) 利用气体或油吹动电弧 吹弧利于冷却而使复合加强、带电离子的扩散。 4) 采用多断口熄弧 电弧被拉长，触头分离速度加快，断口电压降低。 5) 拉长电弧并增大断路器触头的分离速度 2. 交流电弧的熄灭 二、开断短路电流时的工作状况分析 弧隙电压恢复过程分析 二、开断短路电流时的工作状况分析 弧隙电压恢复过程分析 二、开断短路电流时的工作状况分析 弧隙电压恢复过程分析 二、开断短路电流时的工作状况分析 不同短路形式对断路器开断能力的影响 二、开断短路电流时的工作状况分析 不同短路形式对断路器开断能力的影响 二、开断短路电流时的工作状况分析 不同短路形式对断路器开断能力的影响 二、开断短路电流时的工作状况分析 不同短路形式对断路器开断能力的影响 二、开断短路电流时的工作状况分析 不同短路形式对断路器开断能力的影响 二、开断短路电流时的工作状况分析 不同短路形式对断路器开断能力的影响 二、开断短路电流时的工作状况分析 降低恢复电压上升速度和熄弧过电压的措施 二、开断短路电流时的工作状况分析 问题：多断口断路器，断口电压分配不均匀，影响断路器的灭弧能力。 三、高压断路器的选择 按灭弧介质和灭弧方式分 油断路器：包括多油断路器和少油断路器 (压缩)空气断路器 SF6断路器 真空断路器 按安装地点分 户内式 户外式 220kV少油断路器 500kVSF6断路器 220kVSF6断路器 三、高压断路器的选择 由字母和数字两部分组成的： 三、高压断路器的选择 额定电压UN(kV)。断路器正常工作时的额定(线)电压。 额定电流IN(A)。断路器可以长期通过的最大电流。当额定电流长期通过高压断路器时，其发热温度不应超过国家标准中规定的数值。 额定开断电流INbr(kA)。在规定条件下能保证正常开断的电流。 三、高压断路器的选择 额定峰值耐受电流ies(kA)。 在规定条件下，断路器在合闸位置时所能经受电流的峰值。它反映设备经受短路电流引起的电动效应能力。 三、高压断路器的选择 开断时间(ms)。从断路器分闸线圈通电起至三相电弧完全熄灭为止的时间。开断时间由分闸时间和电弧燃烧时间或燃弧时间组成。 三、高压断路器的选择 金属短接时