电弧及电气触头基本知识共41页

3.怎样保证电气触头接触良好？
第三节 电气触头的基本知识 《发电厂变电站电气设备》
第三章 电弧及电气触头的基本知识
第三节 电气触头的基本知识 《发电厂变电站电气设备》
第三章 电弧及电气触头的基本知识
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一、电气触头的概念
第三章 电弧及电气触头的基本知识
电气触头：两个或几个导体之间接触的部分。
电气触头直接影响到设备和装置的工作可靠性，它 的性能好坏直接决定了开关电器的品质。
基本要求 ： （1）结构可靠； （2）接触电阻小且稳定，即有良好导电性能和接触性能； （3）通过规定电流时，发热稳定而且温度不超过允许值； （4）通过短路电流时，具有足够的动稳定性和热稳定性； （5）开断规定的短路电流时，触头不被灼伤，磨损尽可能 小，不发生熔焊现象。
《发电厂变电站电气设备》
第三章 电弧及电气触头的基本知识
第三节 电气触头的基本知识
第三节 电气触头的基本知识 《发电厂变电站电气设备》
教学内容
第三章 电弧及电气触头的基本知识
本节教学内容
一、电气触头的概念 二、触头的接触电阻 三、触头的分类及其结构
首页
第三节 电气触头的基本知识 《发电厂变电站电气设备》
防腐的方法一般是在触头连接后，在外面涂以绝缘漆、瓷釉或凡士林油等。
刀形豆触形头触头

（4）通过短路电流时，具有足够的动稳定性和热稳定性； （5）开断规定的短路电流时，触头不被灼伤，磨损尽可能 小，不发生熔焊现象。
第三节 电气触头的基本知识 二、触头的接触电阻
《发电厂变电站电气设备》 第三章 电弧及电气触头的基本知识
主要因素：触头的表面加工状况、表面氧化程度、 触头间的压力及接触情况等。 1.触头间压力的影响
《发电厂变电站电气设备》
第三章 电弧及电气触头的基本知识
第三节 电气触头的基本知识
第三节 电气触头的基本知识 教学内容
《发电厂变电站电气设备》 第三章 电弧及电气触头的基本知识
本节教学内容
一、电气触头的概念
二、触头的接触电阻
三、触头的分类及其结构
首页
第三节 电气触头的基本知识 一、电气触头的概念
第三节 电气触头的基本知识 三、触头的分类及其结构
《发电厂变电站电气设备》 第三章 电弧及电气触头的基本知识
1.按接触面的形式分类
(1)点触头
简单、自净作用较强。 缺点：接触面积小、不宜通过较大电流、热稳定性差。 特点：压力强度较大，在同样压力下，线触头比面接触触头的 (3) 面触头 实际接触点要多，接触面积比较稳定。触头间的运动形式是一个触 特点：触头容量较大，接触点数和实际接触面积仍比较小，为保 用途：只用在工作电流和短路电流较小的情况，如继电器和开 头沿另一个触头的表面滑动，从而可减小接触电阻，铜制线触头的 证触头的动稳定，减小接触电阻，就必须对触头施加更大的压力。 关电器辅助触点等。 接触电阻是平面触头的1/2－1/3，广泛应用于高、低压开关电器中。 优点：压强较大、接触点较固定、接触电阻稳定、触头结构 (2) 线触头
防腐的方法一般是在触头连接后，在外面涂以绝缘漆、瓷釉或凡士林油等。

第3章 电弧及电气触头的基本理论
高压电奇观
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教学要求：掌握电弧的特征 了解电弧形成的原因及电弧熄灭的基本方法 影响触头电阻的因素。
重 点：电弧熄灭的基本方法。影响触头电阻的因素。 难 点：电弧形成的原因
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第一节 电弧的形成与熄灭
一、电弧放电的特征和危害 二、电弧的形成
■ 弧柱中自由电子的主要来源 ■ 电弧形成的过程
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▉ 采用多断口
每一相有两个或多个断口相串联。在熄弧时，多断口把电 弧分割成多个相串联的小电弧段。多断口使电弧的总长度加 长，导致弧隙的电阻增加；在触头行程、分闸速度相同的情况 下，电弧被拉长的速度成倍增加，使弧隙电阻加速增大，提高 了介质强度的恢复速度，缩短了灭弧时间。
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▉ 电弧放电的ห้องสมุดไป่ตู้征和危害
4. 电弧的危害 （1）电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间， 加重了电力系统短路故障的危害。 （2）电弧产生的高温，将使触头表面熔化和蒸化，烧坏 绝缘材料。对充油电气设备还可能引起着火、爆炸等危险。 （3）由于电弧在电动力、热力作用下能移动，很容易造 成飞弧短路和伤人，或引起事故的扩大。
间的电弧熄灭后，电流才真正切断。 ➢ 电弧的温度很高、能量大：容易烧坏触头，或
使触头周围的绝缘材料遭受破坏。 ➢ 电弧燃烧时间过长，压力过高，有可能使电器
发生爆炸事故。 ➢ 质量轻，在外力的作用下易变形
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3.1.2 电弧的熄灭
带电质点不断消失
➢关键是加强去游离作用 介质的游离作用→电弧产生 介质的去游离作用→电弧熄灭
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3.3.1 特 性
➢电弧在自然过零时将自动熄灭，但下半周期随着 电压的升高，电弧会重燃。 ➢若电流过零时，电弧不再重燃，电弧就此熄灭。 2.热惯性：电弧温度的变化滞后于电流的变化

焊接电弧的基础知识
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 3❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非

热电子发射：触头刚分离时，触头间的接触压力和接触面积
不断减小，接触电阻迅速增大，使接触处剧烈发热，局部高温使此处 电子获得动能，就可能发射出来成为自由电子。
强电场发射：触头刚分离时，由于触头间的间隙很小，在电
压作用下间隙形成很高的电场强度，当电场强度超过3×106V／m时， 阴极触头表面的电子就可能在强电场力的作用下，被拉出金属表面 成为自由电子。
气体的压力越大，越不容易 产生电场游离。
三、电弧的产生 3.热游离维持电弧
热游离：发生雪崩式碰撞游离形成电弧后，产生高 温，气体中粒子运动速度增大，使原子外层轨道电子脱 离原子核内正电荷束缚力成为自由电子。 气体温度愈高，粒子运动速度愈大，原子热游离的 可能性也愈大，维持电弧稳定燃烧。
综上所述，由于热电子发射或强电场发射在触头间 隙中产生少量的自由电子，这些自由电子与中性分子发 生碰撞游离并产生大量的带电粒子，从而形成气体导电， 即产生电弧，一旦电弧产生后，将由热游离作用来维持 电弧燃烧。电弧的形成过程就是介质向等离子体态的转 化过程。
二、触头的接触电阻 主要因素：触头的表面加工状况、表面氧化程度、触 头间的压力及接触情况等。 1.触头间压力的影响
在开关电器中，一般在触头上附加钢性弹簧，以增大并保持触 头间的接触压力，使触头接触可靠，减小接触电阻并保持稳定。
2.触头材料及预防氧化的措施
材料：铜、黄铜和青铜等。 为了防止氧化，通常在触头表面镀上一层锡或铅锡合金。 镀锡铜触头：环境温度可在60℃以上，可用在户外装臵，也可用 3.不同材料的触头连接 在潮湿场所。 铝与铝： 直接连接 铜与铜 （干燥室内 ）： 镀银触头：用于户外装臵或潮湿场所使用的大电流触头。 直接连接 铜与铜 （室外、高温潮湿、腐蚀性气体室内 ）：搪锡 接触表面应镀锡，并涂上两层漆加以密封。 钢制触头： 钢与钢： 搪锡或镀锌 铜与铝（干燥室内 ）： 铜搪锡 表面涂中性凡士林油加以覆盖，以防氧化。 铝制触头： 铜与铝（室外、空气湿度接近l00%室内 ）： 过渡板，铜搪锡 钢与铝/钢与铜 ： 钢搪锡 不同压力作用时两触头表面的接触情况（F2＞F1）

解决方案
针对故障原因，采取相应的维 修或更换措施，确保电气设备
恢复正常运行。
经验教训总结
加强电气设备日常维护和保养 ，及时发现并处理潜在故障，
避免类似问题再次发生。
某水电站电气设备优化改造案例分析
优化改造背景
随着技术进步和电力需求增长，某水 电站原有电气设备已无法满足生产需 要。
优化改造内容
对电气设备的结构、性能和控制系统 进行全面升级和改造。
了解触头的构造和其工作原理是理解 电气触头性能的基础。
详细描述
触头是开关设备中的关键元件，其构 造通常包括固定触点和活动触点。工 作原理主要涉及触头的闭合和断开过 程，以及产生的电弧和相关现象。
触头的材料与选择
总结词
选择合适的触头材料对于保证电气设备的性能和稳定性至关 重要。
详细描述
触头的材料通常包括金属、金属合金和其他复合材料。选择 时应考虑材料的导电性、耐腐蚀性、耐磨性和抗电弧侵蚀性 能等因素。
电弧的熄灭方法
详细描述
为了减小电弧对电气设备和人身安全的影响，需要采取有效的熄灭方法。目前常用的熄灭方法有机械 吹弧、高频振荡吹弧、磁吹灭弧和真空灭弧等。这些方法通过改变电弧周围的介质或增加电弧的长度 来降低电弧的温度和能量，从而达到熄灭电弧的目的。
03 电气触头基本理论
触头的构造与工作原理
总结词
安全事故原因
电气设备老化、维护不当以及操作人员失误所致 。
经验教训总结
加强电气设备安全管理，定期进行维护和检查， 提高操作人员的安全意识和技能水平。同时，建 立完善的安全管理制度和应急预案，确保水电站 安全稳定运行。
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交流电弧的熄灭
因此，交流电弧的熄灭条件为： Ud（t）> Ur（t）
Ud（t）—弧隙介质的介电强度；Ur（t）—弧隙恢复电压
图1 交流电弧的重燃与熄灭
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电气设备运行与维护
本节结束
THANK YOU FOR YOUR ATTENTION
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熄灭交流电弧的方法
一、提高触头的分闸速度 二、采用多断口 三、吹弧
电气设备运行与维护
电弧的熄灭—影响去游离的因素
(4)触头材料 触头材料也影响去游离的过程。当触头采用熔点高
、导热能力强和热容量大的耐高温金属时，减少了热电 子发射和电弧中的金属蒸汽，有利于电弧熄灭。
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电气设备运行与维护
本节结束
THANK YOU FOR YOUR ATTENTION
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交流电弧的熄灭
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电弧的形成
电气设备运行与维护
电弧产生总结：触头刚分离时突然解除接触压力， 阴极表面立即出现高温炙热点，产生热电子发射；同时 ，由于触头间间隙很小，使得电压强度很高，产生强电 场发射。从阴极表面逸出的电子在强电场作用下，加速 向阳极运动，发生碰撞游离，导致触头间隙中带电质点 急剧增加，温度骤然升高，产生热游离并且成为游离的 主要因素，此时，在外加电压作用下，间隙被击穿，形 成电弧。
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电气设备运行与维护
电弧的形成—弧柱中自由电子的主要来源 （3）碰撞游离
从阴极表面发射出的电子在电场力的作用下高速向阳极 运动，在运动过程中不断地与中性质点（原子或分子）发 生碰撞。当高速运动的电子积聚足够大的动能时，就会从 中性质点中打出一个或多个电子，使中性质点游离，这一 过程称为碰撞游离。连续不断的碰撞游离，是气体中带电 质点大量增加，在外电压作用下，气体被击穿，形成电弧 放电。

▉ 电弧的熄灭—
影响去游离的因素…（2）
3. 气体介质的压力 气体介质的压力对电弧去游离的影响很大。因为，气体的 压力越大，电弧中质点的浓度就越大，质点间的距离就越小， 复合作用越强，电弧就越容易熄灭。在高度的真空中，由于发 生碰撞的几率减小，抑制了碰撞游离，而扩散作用却很强。因 此，真空是很好的灭弧介质。 4. 触头材料 触头材料也影响去游离的过程。当触头采用熔点高、导热 能力强和热容量大的耐高温金属时，减少了热电子发射和电弧 中的金属蒸汽，有利于电弧熄灭。 除了上述因素以外，去游离还受电场电压等因素的影响。
头间的电场强度就非常大 ，使触头内部的电子在强电场作用 下被拉出来 ，就形成强电场发射。
▉ 电弧的形成—
（3）碰撞游离
弧柱中自由电子的主要来源（2）
从阴极表面发射出的电子在电场力的作用下高速向阳极 运动，在运动过程中不断地与中性质点（原子或分子）发生 碰撞。当高速运动的电子积聚足够大的动能时，就会从中性 质点中打出一个或多个电子，使中性质点游离，这一过程称 为碰撞游离。 （4）热游离 弧柱中气体分子在高温作用下产生剧烈热运动，动能很
大的中性质点互相碰撞时，将被游离而形成电子和正离子，
这种现象称为热游离。弧柱导电就是靠热游离来维持的。
▉ 电弧的形成—
电弧形成的过程
断路器断开过程中电弧是这样形成的。触头刚分离时突然
解除接触压力，阴极表面立即出现高温炽热点，产生热电子发
射；同时，由于触头的间隙很小，使得电压强度很高，产生强 电场发射。从阴极表面逸出的电子在强电场作用下，加速向阳 极运动，发生碰撞游离，导致触头间隙中带电质点急剧增加， 温度骤然升高，产生热游离并且成为游离的的主要因素，此时，
2.油中交流电弧的熄灭方法