《开关电器典型灭弧装置的工作原理》课件.ppt

* 六、固体产气灭弧装置 某些固体绝缘材料如钢纸(亦称反白)、有机玻璃等，在电弧的高温作用下能迅速气化，产生大量主要成分为氢及其化合物的气体。 利用这些材料的产气性质进行灭弧的灭弧装置称为固体产气灭弧装置。 图5-13是利用串联短弧和高气压两种方式灭弧。其中，钢纸管在电弧的高温作用下分解，产生气体，使压力提高。 §5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理 * 如图5-14所示，灭弧期间管内的压力可达4.8MPa。 §5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理 * 图5-15是利用产气原理提高气压，再利用气压进行灭弧的高压跌落式熔断器熔管的原理结构图。 §5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理 * 当短路电流通过时，熔丝3被熔断产生电弧，于是弹簧6长度缩短，电弧被迅速拉长。同时，电弧的高温使钢纸分解产生大量的气体，管内压力迅速升高，这一压力推动软线5加速向右运动，从而也加速电弧的拉长和压力的升高。 当软线5被推出钢纸管8以后，管内的高压气体向外冲出，进行纵向吹弧，使电弧熄灭。 §5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理 * 七、石英砂灭弧装置： 利用石英砂限制弧柱的扩展并冷却电弧使之熄灭的装置，叫做石英砂灭弧装置。 图中 熔管1用瓷制成，2和3分别为端盖和接线板。 §5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理 * 七、石英砂灭弧装置： 利用石英砂限制弧柱的扩展并冷却电弧使之熄灭的装置，叫做石英砂灭弧装置。 图中 熔管1用瓷制成，2和3分别为端盖和接线板。 §5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理 * 石英砂熔断器釆用了多断口串联、提高弧隙中气压以加强电离气体的扩散作用，以及利用狭缝冷却电弧共三种灭弧原理，所以它的灭弧能力强，限流作用非常显著。 §5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理 * 八、变压器油灭弧装置 1、分类： （1）自能式：利用电弧自身的能量将油蒸发分解而成油气，提高灭弧室中的压力以驱动油或油气进行吹弧。 （2）外能式：用外界能量(通常是储存在弹簧中的能量)推动活塞，提高灭弧室中的压力以驱动油或油气进行灭弧。 （3）混合式：兼用上述两种能量，提高灭弧室中的压力以驱动油或油气进行吹弧。 §5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理 * 2、即使在油中简单地位长电弧，其灭弧能力也比在大气中拉长电弧高得多。这是因为： (1) 油气的主要成分是氢，它在所有气体中具有最高的导热系数和最小的粘度，这就使弧柱的热量容易散发。 (2) 在电弧的高温作用下，油的气化和分解过程非常剧烈。油气形成后由于受到周围冷油的阻碍，体积不能迅速膨胀，因而气泡中压力很高，通常可达（0.5~1）MP。 §5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理 * (3) 在熄灭交流电弧过程中，当电流增大时，电弧的功率增大，油气的形成加剧，气泡中油气温度增高和压力上升。在压力较高的情况下，气泡壁处油的沸点升高，处于过热状态。当电流减小到过零附近时，由于电弧功率减小，油气产生的速度下降，但气泡在压力作用下仍继续膨胀，结果引起气泡中油气的温度和压力迅速降低。此时气泡壁处油的沸点下降，处于过热状态的油猛烈气化。由于气泡壁各处油的气化速度不一致，在气泡内就形成了压力差。此压力差促使油气产生混乱的运动，使刚刚形成的温度较低的油气进入弧柱中，加强了弧柱的冷却。 §5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理 * (4) 在某些情况下，还可利用被开断电流产生的电动力使电弧弯曲和靠近气泡壁，加强对弧柱的冷却作用。 按照油或油气与电弧作用的方式，自能吹弧灭弧装置又可分为横吹、纵吹、纵横吹和环吹四种。 §5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理 * 开断电流越大，则单位时间内产生的气体越多，灭弧室内压力越高，吹弧力量越强，于是燃弧时间越短； 当开断较小电流时，灭弧室内压力越低，吹弧力量减弱，燃弧时间增长，实际上没有吹弧作用，即相当于在油中简单开断。 §5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理 * 由图可见，燃弧时间有一最大值，相应于最大燃弧时间的电流称为临界电流Ilj。其数值视灭弧装置的具体结构而异，一般为几十安到上千安。 自能吹弧灭弧装置的极限开断电流Ilx主要决定于灭弧室的机械强度。 §5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理 * 九、压缩空气灭弧方式。 在开断电路对，将预先储备好的压缩空气用管道引向燃弧区，利用压缩空气猛烈吹弧和提高燃弧区的压力，使电弧熄灭的装置叫