开关电器中的灭弧原理共24页文档
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引用各类断路器的灭弧原理电机设备2010-10-27 15:24:38 阅读30 评论0 字号:大中小订阅本文引用自缘分的天空《各类断路器的灭弧原理》引用缘分的天空的各类断路器的灭弧原理真空断路器灭弧原理?在真空断路器分断瞬间,由于两触头间的电容存在,使触头间绝缘击穿,产生真空电弧。
由于触头形状和结构的原因,使得真空电弧柱迅速向弧柱体外的真空区域扩散。
当被分断的电流接近零时,触头间电弧的温度和压力急剧下降,使电弧不能继续维持而熄灭。
电弧熄灭后的几μs内,两触头间的真空间隙耐压水平迅速恢复。
同时,触头间也达到了一定距离,能承受很高的恢复电压。
所以,一般电流在过零后,不会发生电弧重燃而被分断。
这就是其灭弧的原理。
SF6开关的灭弧原理10kV SF6断路器灭派性能优良,不仅在于SF6气体本身,而且采用旋弧式灭弧室。
目前,国内外在10kV电压级的SF6断路器研制上,广泛采用了具有良好灭弧性能的旋弧式灭抓室,它利用短路电流来建立磁场,使电弧在电磁力的作用下高速旋转,以达到自动灭弧的作用。
其灭弧原理从图1可见:当短路开始,电信号反馈到脱扣器,使开关分闸。
在分闸的瞬间,动触头和静触头之间就产生了电弧。
动触头继续向下运动,电弧很快转移到引弧电极上。
此时,绕在圆筒电极外而串联在静触头与圆筒电极之间的磁吹线圈通过短路电流,因而产生了磁场,于是电磁力驱使电弧高速旋转,在SF6气体中,电弧的高速旋转使得其离子体不断地与新鲜的SF6气体接触,以充分发挥六氟化硫的负电性,从而迅速地熄灭电弧。
油断路器的灭弧原理当油断路器开断电路时,只要电路中的电流超过0.1A,电压超过几十伏,在断路器的动触头和静触头之间就会出现电弧,而且电流可以通过电弧继续流通,只有当触头之间分开足够的距离时,电弧熄灭后电路才断开。
1OkV少油断路器开断20KA时的电弧功率,可达一万千瓦以上,断路器触头之间产生的电弧弧柱温度可达六七千度,甚至超过1万度。
油断路器的电弧熄灭过程是,当断路器的动触头和静触头互相分离的时候产生电弧,电弧高温使其附近的绝缘油蒸发气化和发生热分解,形成灭弧能力很强的气体(主要是氢气)和压力较高的气泡,使电弧很快熄灭。
第02章导体的发热、电动⼒及开关电器的灭弧原理第⼆章导体的发热、电动⼒及开关电器的灭弧原理2-1 导体的发热和散热⼀、概述1.导体和电器的三种运⾏状态(1)正常运⾏状态,即电压和电流都不超过额定值的允许偏移范围。
正常运⾏状态是⼀种长期⼯作状态。
(2)故障运⾏状态,即系统发⽣故障⾄故障切除的短时间内的⼯作状态。
短路故障将引起电流突然增加,短路电流要⽐额定电流⼤⼏倍甚⾄⼏⼗倍。
(3)不正常运⾏状态,即介于上述两种运⾏状态之间的⼀种运⾏状态。
它不能够长期运⾏,但也不需⽴即切除,即可以继续运⾏⼀定的时间。
——设备选择中常⽤“正常”和“短路”两种运⾏状态。
2.发热的形成电流通过导体和电器时,由于有功功率损耗引起发热。
这些损耗包括:1)电阻损耗2)介质损耗3)磁滞和涡流损耗3.发热将对导体和电器产⽣不良的影响。
1)机械强度下降2)接触电阻增加3)绝缘性能下降4.最⾼发热允许温度为了保证导体可靠地⼯作,规定了导体长期⼯作发热和短路时发热的温度限值,称为最⾼允许温度。
1)裸导体长期⼯作发热的最⾼允许温度⼀般为70℃;裸导体通过短路电流时的短时最⾼允许温度,对硬铝及铝锰合⾦为200℃,对硬铜为300℃。
2)电⼒电缆的最⾼允许温度与其导体材料、绝缘材料及电压等级等因素有关。
3)有关规程还规定了交流⾼压电器各部分长期⼯作发热的最⾼允许温度。
——导体发热过程不可避免,则影响不可避免,所以应规定最⾼温度,以减少影响程度,保证设备的正常预期寿命(正常使⽤年限)。
——进⾏发热计算的⽬的,是为了校验导体或电器各部分发热温度是否超过允许值。
⼆、导体的发热1.导体电阻损耗的热量⽆论通过正常⼯作电流或短路电流,导体都要发热,即由其电阻损耗引起的发热。
单位长度(1m )的导体通过电流(A )时,由电阻损耗产⽣的热量为:Q R =I W 2R W m (2?1) R =K s R dc =K s ρ 1+αt θw ?20 Ωm 2.太阳照射的热量太阳照射的热量会造成导体温度升⾼,故凡装于屋外的⽆遮阳措施的导体应考虑⽇照的影响。
开关电器中电弧产生原因及灭弧方法集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-开关电器中电弧产生原因及灭弧方法开关电器中电弧是如何产生的电孤是一种气体放电现象,它有两个特点:一是电弧中有大量的电子、离子,因而是导电的,电孤不熄灭电路继续导通,要电弧熄灭后电路才正式断开;二是电弧的温度很高,弧心温度达4000~5000摄氏度以上,高温电弧会烧坏设备造成严重事故,所以必须采取措施,迅速熄灭电弧。
电弧产生和熄灭的物理过程简述如下:在开关断开过程中,由于动触头的运动,使动、静触头间的接触面不断减小,电流密度就不断增大,接触电阻随接触面的减小就越来越大,因而触头温度升高,产生热电子发射。
当触头刚分离时,由于动、静触头间的间隙极小,出现的电场强度很高,在电场作用下金属表面电子不断从金属表面飞逸出来,成为自由电子在触头间运动,这种现象称为场致发射。
热电子发射、场致发射产生的自由电子在电场力作用下加速飞向阳极,途中不断碰撞中性质点,将中性质点中的电子又碰撞出来,这种现象称作碰撞游离。
由于碰撞游离的连锁反应,自由电子成倍地增加(正离子亦随之增加),大量的电子奔向阳极,大量的正离子向负极运动,开关触头间隙便成了电流的通道,触头间隙间介质被击穿就形成电弧。
由于电弧温度很高,在高温的作用下,处在高温下的中性质点由于高温而产生强烈不规则的热运动,在中性质点互相碰撞时,又将被游离而形成电子和离子,这种因热运动而引起的游离称为热游离。
热游离产生大量电子和离子维持触头间隙间电弧。
产生电弧主要由碰撞游离,维持电弧主要依靠热游离。
开关电器中电弧熄灭常用哪些方法开关电器中电弧熄灭常用的方法如下:(1)利用气体或油熄灭电弧。
在开关电器中利用各种形式的灭弧室使气体或油产生巨大的压力并有力地吹向弧隙,电弧在气流或油流中被强烈地冷却和去游离,并且其中的游离物质被未游离物质所代替,电弧便迅速熄灭。