电器电弧理论.pptVIP

§5.5.4 交流电弧的的电压恢复过程 * * 开断感性负载时的工频恢复电压 Kx与线路的关系 开断一相单弧隙电路 弧隙上施加相电压 Kx = 1 开断两相两弧隙电路 2弧隙上施加线电压 理论上： 实际上： （2弧隙工作情况不同） §5.5.4 交流电弧的的电压恢复过程 * * 开断感性负载时的工频恢复电压 Kx与线路的关系 开断电源和负载中性点不接地的三相三弧隙电路 三相电流相差120° 首开相（电流先过零） Kx = 1.5 §5.5.4 交流电弧的的电压恢复过程 * * 开断感性负载时的工频恢复电压 Kx与线路的关系 三相电流相差120° 首开相（电流先过零） 开断电源和负载中性点都接地的三相三弧隙电路 电源和负载的接地阻抗不为无穷大 1 Kx 1.5 §5.5.4 交流电弧的的电压恢复过程 * * 开断感性负载时的工频恢复电压 Kx与线路的关系 小结 一相单弧隙：Kx = 1 两相两弧隙： 电源和负载中性点不接地的三相三弧隙： Kx = 1.5 电源和负载中性点都接地的三相三弧隙：1 Kx 1.5 三相开关电器中，每相弧隙都应按Kx = 1.5 考虑 在超高压电网中，取 Kx = 1.3 §5.5.4 交流电弧的的电压恢复过程 * * 理想弧隙的电压恢复过程 电流过零后极短的时间内，弧隙上恢复电压的幅值和波形与两方面参数有关 电路参数 接线方式 集中或分布的电感、电容、电阻的数值 电弧参数 电弧电压 剩余电阻 理想弧隙 过零前：Rh＝0 过零后：Rh→∞ §5.5.4 交流电弧的的电压恢复过程 * * 理想弧隙的电压恢复过程 两点简化 电路为纯感性：电流落后于电源电压90o 电压恢复过程极短（几百微秒），电源电压变化很小，忽略不计 u = Ugm = 常数 §5.5.4 交流电弧的的电压恢复过程 * * 理想弧隙的电压恢复过程 开断单频电路时弧隙上的电压恢复过程 等效电路 L： 整个回路的等效电感（电源自身和线路电感） C： 折算到弧隙两端的等效电容（电源绕组和线路对地、线间） R : 折算到弧隙两端的等效电阻（电源、线路等各种电、磁损耗折算） §5.5.4 交流电弧的的电压恢复过程 * * 理想弧隙的电压恢复过程 开断单频电路时弧隙上的电压恢复过程 电流过零前 Rh = 0 uhf = uc= Rhih= 0 电流过零后 Rh = ∞ ih = 0 il = ic + iR uc= uhf §5.5.3 交流电弧的的介质恢复过程 * * 介质恢复过程的概念 近阴极区的介质恢复过程 阴极附近电场强度的计算 + － 过零后 E x l 0 电位分布 边界条件： 解 §5.5.3 交流电弧的的介质恢复过程 * * 介质恢复过程的概念 近阴极区的介质恢复过程 + － 过零后 E x l 0 电位分布 注意：仅适用于正空间电荷层（x≤l） 假定： 弧隙中其他部分为等离子体，电导率很大，认为空间电荷层电压即加在电极两端的电压 x = l： U 0 Uj §5.5.3 交流电弧的的介质恢复过程 * * 介质恢复过程的概念 近阴极区的介质恢复过程 阴极表面（x＝0）的电场强度 电极间的电压 电流过零瞬间阴极表面电场强度与电极间施加电压的关系 随着电极间施加电压的增大，阴极表面电场强度提高 + － 过零后 E x l 0 U 0 Uj §5.5.3 交流电弧的的介质恢复过程 * * 介质恢复过程的概念 近阴极区的介质恢复过程 电流过零瞬间阴极表面电场强度与电极间施加电压的关系 产生电弧，需要阴极发射电子 若电流过零时阴极较冷，只能依靠场致发射，即 E0 要大于一定值，否则电弧不会重燃 这种弧隙在电流过零后立即获得一定耐压强度的现象，称为近阴极效应 电流过零后弧隙立即能承受的电压数值称为介质初始恢复强度Ujf0 + － 过零后 E x l 0 U 0 Uj §5.5.3 交流电弧的的介质恢复过程 * * 介质恢复过程的概念 近阴极区的介质恢复过程 + － 过零后 E x l 0 U 0 Uj 介质初始恢复强度与电弧电流、电流过零瞬间阴极（原阳极）的温度有很大的关系 原因： 阴极温度升高→热发射作用很强时，阴极前不再缺电子，近阴极效应将不存在 阴极温度升高→场致热发射增强→若需要一定的电流密度才可导致击穿，则阴极温度上升时需要的击穿电压减小 §5.5.3 交流电弧的的介质恢复过程 * * 介质恢复过程的概念 近阴极区的介质恢复过程 + － 过零后 E x l 0 U 0 Uj 研究近阴极区的介质恢复过程，对熄灭交流短弧有很大意义（参 p. 127） 近阳极区 阳极只是一个被动、“消极” 的电子收集器，近阳极