第06章——高压电气及成套装置
时间:2025-04-23
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第六章
高压电器及成套装置
§6.1一、高压电器的分类
高压电器的定义及分类
高压电器是再高压线路中用来实现关合、开断、保护、控制、调节、测量的设备。一般的高压电器包括开关电器、测量电器和限流、限压电器。国际上公认的高低压电器的分界线交流是1000V(直流是 1500V)。交流1000V以上为高压电器,1000V以下为低压电器。二、高压电器的分类
高压电器的种类很多,按照它在电力系统中的作用可以分为: 1.开关电器。如断路器、隔离开关、负荷开关、接地开关。
2.保护电器。如熔断器、避雷器。 3.测量电器。如电压、电流互感器。 4.限流电器。如电抗器、电阻器。 5.成套电器和组合电器。 6.其它,如电力电容器等。三、高压电器的要求 1.绝缘安全可靠。 2.短时过载能力。 3。短时短路效应不致损坏。能承受短路电流的热效应和电动力效应而不致损坏。 4.开关安全可靠。 5.负荷精度要求。 6.适应环境要求
四、高压电器的选用条件额定电压应符合工作的线电压。最高工作电压要满足可能出现的最高工作线电压。额定电流应满足工作场所长期通过的最大工作电流。额定短路开断电流。在规定条件下能开断运行出现的最大短路电流。短时耐受电流。在规定的条件和性能下,在规定时间内,设备在合闸位置所能承载的电流。峰值耐受电流。能耐受工作场合出现短路的最大峰值电流。关合电流。在规定条件下能关合而不造成出头熔焊的电流,应满足工作场合关合时电流最大峰值要求。
§6.2一、电弧理论及灭弧
高压电器基本理论
电弧是一个客观存在的物理现象。工程上的电弧焊接和电弧冶炼技术是直接利用电弧为生产服务。而开关电器中,当接通和断开电路时,触头间产生的电弧却是有害的,要求它尽快熄灭。 (一)气体放电现象气体中流通电流的各种形式统称为气体放电现象。在常温下,气体是不导电的;但在某种条件下,气体分子也可以分离为电子和正离子,这种现象称为游离。气体放电就是游离气体的导电质点(自由电子和正离子)在电场力作用下定向运动的现象。最常见的气体放电现象有电晕放电、火花放电、电弧放电三种形式。
(2)影响去游离的因素介质特性;冷却电弧;气体介质的压力;触头材料 (三)交流电弧的特性交流电弧的特点是,电弧电压和电弧电流的大小及相位都是随时间作周期性变化的,每一周期内有两次过零值。电流过零时,电弧自动熄灭,而后随着电流的增大,电弧又重新被点燃,故交流电弧的伏安特性为动特性。二、高压电器中熄灭电弧的基本方法 (一)迅速拉
长电弧拉长电弧有利于散热和带电质点的复合和扩散,具体方法如下:加快触头的分离速度;采用多断口。
(二)将长弧分成几个短弧 (三)使电弧在周围介质中移动 (四)吹弧:纵吹;横吹三、电器绝缘高压开关设备的绝缘,应能承受长期作用的最高工作电压和短时作用的过电压。绝缘结构承受电压的部位是:截流部分和接地部分之间;在分闸的位置下,同相的各分离触头之间。可以分为两大类:外绝缘以大气为绝缘介质。内绝缘不直接以大气为绝缘介质,而以油、压缩空气、真空、六氟化硫等为绝缘介质。
§6.3一、电器触头的定义和作用
高压电器触头
电器触头是指两个导体或几个导体之间相互接触的部分,用来接通或断开电路,是开关电器中的执行元件,它工作的可靠与否,直接影响到电器的质量。二、电器触头的要求结构可靠。导电良好。有良好的导电性能和接触性能,即触头必须有低的电阻值。不过热。通过规定的电流而不过热。性能稳定。能可靠滴地开断规定容量的电弧及有足够的抗熔焊和抗电弧烧伤的性能;通过短路电流时,具有足够的动稳定性和热稳定性。
§6.4一、高压断路器
高压电器开关设备
高压断路器是高压开关设备中最重要、最复杂的一种,既能切换正常负载,又可以排除短路故障,同时承担着控制和保护双重任务。大部分断路器既能进行快速自动重合闸操作,在排除线路临时性故障后,能及时地恢复正常运行。 (一)高压断路器的技术参数额定电压;最高工作电压;额定电流;额定断路电流;动稳定电流;热稳定电流;合闸时间;分闸时间。 (二)高压断路器的基本要求工作可靠;应具有足够的断路能力;具有尽量可能短的切断时间;结构简单,价格低廉。
二、高压负荷开关高压负荷开关分为户外型及户内型,其灭弧是利用合闸时主轴带动活塞压缩空气,使压缩空气从喷嘴中高速喷出以吹灭电弧。负荷开关在分闸状态时有明显的断口,可起隔离开关的作用,同时可切断和闭合额定电流以及规定的过载电流,与熔断器配合使用时,可以保护线路。三、隔离开关 (一)隔离开关的定义隔离开关又名隔离刀闸,是高压开关的一种。因为它没有专门的灭弧结构,所以不能用来切断负荷电流和短路电流,使用时应与断路器配合,只有在断路器断开后才能进行操作。
(二)隔离开关的用途将电气设备与带电的电网隔离,以保证被隔离的电气设备有明显的断开点,能安全进行检修;改变线路运行方式。接通和断开小电流电路。 (三)隔离开关的要求 (1)具有明显的
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