第四章高低压电器及成套装置(4-1)

第四章高压电器及成套配电装置＊高压开关：是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的电器产品。＊3-35kv常用的高压电器有断路器（俗称开关）、隔离开关（俗称刀闸）、负荷开关、熔断器和电容器等多种设备。1、电弧现象及特点:一、开关电器中电弧的产生与熄灭电弧属于气体放电的一种形式。当在大气中开断或闭合电压超过10V、电流超过0.5A的电路时，在触头间隙(或称弧隙)中会产生一团温度极高、亮度极强并能导电的气体，称为电弧。第一节开关电器中的电弧1、电弧现象及特点:电弧电流的本质是离子导电。即触头之间的正离子在触头间电场力的作用下向负极运动，负离子和自由电子在触头间电场力的作用下向正极运动而形成的电流。一、开关电器中电弧的产生与熄灭1、电弧现象及特点:当触头断开后，在触头之间如果有电弧存在，则电路实际上没有被切断，直到触头间电弧熄灭之后电路才真正断开。一、开关电器中电弧的产生与熄灭1、电弧现象及特点电弧的应用：焊接、熔炼、化学合成、强光源及空间技术等方面。对于有触点电器而言，由于电弧主要产生于触头断开电路时，高温将烧损触头及绝缘，严重情况下甚至引起相间短路、电器爆炸，酿成火灾，危及人员及设备的安全。一、开关电器中电弧的产生与熄灭2、交流电弧及其熄灭交流电弧与直流电弧有所不同，交流电流的瞬时值随时间变化，每周期内有两次过零点。电流经过零点时，断开的触头之间无电流通过，触头间的电弧将暂时熄灭，在下半个周期内触头间能否再次产生电弧，则由触头间介质击穿电压与触头间恢复电压互相比较来决定。一、开关电器中电弧的产生与熄灭2、交流电弧及其熄灭触头间介质击穿电压：是指触头间产生电弧的最小电压。触头间恢复电压：是指触头间电弧暂时熄灭后外电路施加在触头之间的电压。一、开关电器中电弧的产生与熄灭2、交流电弧及其熄灭交流电弧熄灭条件为：交流电弧电流过零后，如果触头间的介质击穿电压大于触头间的恢复电压，则电弧熄灭。反之，电弧重燃。一、开关电器中电弧的产生与熄灭2、交流电弧及其熄灭影响触头间的介质击穿电压大小的因素：温度、离子浓度、距离（电弧长度）。温度低、离子浓度低、触头之间距离长（电弧长度长）时，触头之间的介质击穿电压高；反之，触头之间的介质击穿电压低。一、开关电器中电弧的产生与熄灭2、交流电弧及其熄灭影响触头间的恢复电压大小的因素：电弧暂时熄灭后，外电路施加在触头之间的电压等于电源电压与负载电压的相量和。对于负载为电阻性的情况，电弧暂时熄灭后，由于电路中电流为0，则负载上电压为0，因此，触头间恢复电压等于电源电压。一、开关电器中电弧的产生与熄灭恢复电压=电源电压+负载电压电阻性负载恢复电压=电源电压电感性负载恢复电压=电源电压+电感感应电压电容性负载恢复电压=电源电压+电容电压2、交流电弧及其熄灭影响触头间的恢复电压大小的因素：对于负载为感性的情况，电弧暂时熄灭瞬间，电路中电流为0，而电感上的感应电压超前电流900，且数值很大，触头间恢复电压等于电源电压与电感感应电压的相量和，因此，有可能达到很高。一、开关电器中电弧的产生与熄灭2、交流电弧及其熄灭影响触头间的恢复电压大小的因素：对于负载为容性的情况，电弧暂时熄灭瞬间，电路中电流为0，而电容上的感应电压滞后电流900，触头间恢复电压等于电源电压与电容电压的相量和，因此，有可能达到很高。一、开关电器中电弧的产生与熄灭2、交流电弧及其熄灭影响触头间的恢复电压大小的因素：相比之下，负载为阻性时，电弧暂时熄灭后，外电路施加在触头之间的电压很小，有利于灭弧。触头间恢复电压的大小与电源电压、负载性质、电弧电流的变化速率有关。一、开关电器中电弧的产生与熄灭2、交流电弧及其熄灭影响触头间的恢复电压大小的因素：电源电压越高，恢复电压峰值也愈高，熄弧困难。电弧暂时熄灭前电弧电流的变化速率越大，熄弧困难。电路中电感比例越大，熄弧越困难。一、开关电器中电弧的产生与熄灭1、气体吹动电弧利用温度较低的气体吹动电弧，吹动电弧的气流会使电弧温度降低，并带走大量带电的质点，从而提高了弧隙的介质击穿电压，使电弧加速熄灭。按照吹动电弧气体的流动方向，它可以分为横吹和纵吹两类。二、开关电弧熄灭方法2、拉长电弧采用加快触头之间的分离速度等措施，使电弧的长度迅速增长，电弧表面积迅速增大，从而提高了弧隙的介质击穿电压，使电弧加速熄灭。二、开关电弧熄灭方法3、电弧与固体介质接触当电弧与优质固体灭弧介质（如石英砂）相接触时，固体介质能使电弧迅速冷却，并由于金属蒸汽大量在介质表面凝结减少了弧隙的金属蒸汽，使触头间的带电质点急剧减少，迅速提高介质击穿电压，从而达到加速电弧熄灭的目的。

二、开关电弧熄灭方法◆

单选题：1、交流电路中，电弧电流瞬时过零时电弧将消失，此后若触头间（），电弧将彻底熄灭。A、恢复电压＞介质击穿电压

B、恢复电压＝介质击穿电压C、恢复电压＜介质击穿电压

D、以上答案皆不对◆

判断题：

1、电弧电流的本质是分子导电。（）2、触头间介质击穿电压的大小与触头之间的温度、离子浓度和距离无关。（）◆

判断题：

3、电路中负荷为电感性负载时，恢复电压不等于电源电压，不利于电弧熄灭。（）4