高壓電氣及成套配電裝置幻燈教材培訓(xùn)(已修改)
2025-01-25 15:40 本頁面
【正文】 電工進網(wǎng)作業(yè)許可考試參考教材高壓類理論部分 高壓電器及成套配電裝置 高壓電器及成套配電裝置 ? 包括斷路器、隔離開關(guān)、負荷開關(guān)、熔斷器、電容器等 ? 作用：在高壓電路中起著控制或保護等作用。 第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識 一、電力系統(tǒng)短路的基本概念 短路：電力系統(tǒng)中相與相之間或相對地之間（中性點直接接地系統(tǒng)而言）通過金屬導(dǎo)體、電弧或較小阻抗連接而形成的非正常狀態(tài)。 高壓電器及成套配電裝置 短路的類型：三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相短路。 短路電流的電動力效應(yīng)和熱效應(yīng) 短路電流通過平行導(dǎo)體產(chǎn)生的電磁效應(yīng) ,當兩根平行導(dǎo)體中分別有電流對過時 ,導(dǎo)體間將產(chǎn)生作用力。 同時短路電流在導(dǎo)體和電器中引起的熱效應(yīng)。 第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識 短路電流的危害 1）短路電流通過電器設(shè)備時，將引起導(dǎo)體嚴重發(fā)熱，造成導(dǎo)體溫度升高甚至溶化，并且回損壞絕緣。 2）短路電流通過電器設(shè)備時，在相間產(chǎn)生很大的電動力作用于導(dǎo)體之上，可能造成設(shè)備的變形或損壞。 3）短路處往往有電弧產(chǎn)生，高溫電弧會燒毀故障設(shè)備或燒傷周圍人員，甚至引起火災(zāi)。 4）短路電流通過變壓器、線路等阻抗元件時，將產(chǎn)生很大的電壓降，還會引起發(fā)電機端電壓的降低，因此影響電力系統(tǒng)的正常供電。 第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識 二、高壓電器中的電弧 什么是電弧？電弧是電氣設(shè)備運行中產(chǎn)生的一種物理現(xiàn)象 ,其特點是光亮很強溫度很高。 高壓電路中開關(guān)電器切斷具有電流的電路時，斷開的觸頭之間將會產(chǎn)生電弧。電弧溫度極高，可達 5000℃ 以上 ,對電器設(shè)備有很大危害。研究電弧的目的 ,是要迅速熄滅電弧 ,以保證電器設(shè)備運行安全。 第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識 電弧產(chǎn)生的原因？ 在拉開刀閘時，動、靜觸頭之間的空氣原來是絕緣體為什么會形成導(dǎo)電的弧道呢？這是由于此時的空氣已被游離，游離狀態(tài)下的空氣和導(dǎo)體一樣具有導(dǎo)電性能。在切斷電路時介質(zhì)（如空氣）由絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)，可分為如下幾個過程： ： 在開關(guān)觸頭剛剛分離的瞬間，觸頭間距離 s很小，雖然觸頭間電壓 U不一定很高，則可能產(chǎn)生很強的電場強度 E（ E=U/s）。如果電場強度超過 3 106V/M以上，金屬觸頭陰極表面的電子就會被電場力拉出而形成觸頭空間的自由電子。這種游離方式稱為強電場發(fā)射，也是在弧隙間最初產(chǎn)生電子的原因。 : 在觸頭即將分開的瞬間，觸頭壓力以及接觸面積減小，接觸電阻 (Rc）增大，電能損耗（ I2Rc）增大，在觸頭表面出現(xiàn)熾熱點；特別是電弧形成后，弧隙間的高溫亦使觸頭表面受熱出現(xiàn)強烈的熾熱點。高溫使得自由電子能量增加，運動加劇，陰極表面就會有電子跑出，形成熱電子發(fā)射。 ： 強電場的作用下，自由電子向陽極加速運動，具有很高的速度和巨大的動能，不斷地與其他中性質(zhì)點（介質(zhì)原子或分子）發(fā)生碰撞，使束縛在原子核周圍的電子釋放出來，形成自由電子和正離子，這種現(xiàn)象就稱為碰撞游離。新產(chǎn)生的電子也向陽極加速運動，同樣也會使它所碰撞的中性質(zhì)點游離。碰撞游離連續(xù)進行就可能導(dǎo)致觸頭間充滿了電子和離子，它具有很大的電導(dǎo)，在外加電壓作用下，觸頭間介質(zhì)可能被擊穿而形成電弧。 ： 電弧的溫度很高，介質(zhì)在分子高溫作用下，產(chǎn)生迅速的不規(guī)則運動，具有很大的動能，相互碰撞游離出自由電子和正離子，形成熱游離，維持電弧燃燒，增加了開關(guān)電器滅弧困難。 第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識 ? 觸頭斷開后，觸頭之間如果有電弧存在，則電路實際上沒有被斷開，直到觸頭間電弧熄滅后電路才真正斷開。 第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識 ? 交流電弧的熄滅條件 交流電弧中電流每半個周期要經(jīng)過一次零值，這時電弧暫時自然熄滅，電流停止向弧隙輸入電能，弧隙介質(zhì)因高溫而產(chǎn)生的熱游離迅速減弱，此時，設(shè)法加強去游離，使弧隙介質(zhì)的絕緣能力達到不會被弧隙外施電壓擊穿的程度，則在下半周電弧就不會重燃而最終熄滅。因此交流電弧的熄滅條件就是電弧不發(fā)生重燃的條件。 第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識 ? 觸頭間介質(zhì)擊穿電壓是指觸頭間產(chǎn)生電弧的最小電壓 ? 觸頭間恢復(fù)電壓是指觸頭間電弧暫時熄滅后外電路施加在觸頭之間的電壓。 第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識 ? 因此在電弧電流過零時，電弧自然熄滅。此時，弧隙中同時存在著兩個恢復(fù)過程，即介質(zhì)強度恢復(fù)過程和電源電壓恢復(fù)過程。如果 觸頭間的擊穿電壓高于觸頭間的恢復(fù)電壓，弧隙就被擊穿，電弧重燃 。反之，如果 觸頭間的擊穿電壓低于觸頭間的恢復(fù)電壓時，電弧便熄滅 。因此，交流電弧熄滅的條件是：電弧電流過零，電弧自然熄滅時，觸頭間的恢復(fù)電壓始終高于觸頭間的擊穿電壓。 第二節(jié) 高壓斷路器 真空斷路器 一、真空斷路器的特點 ? 具有體積小、重量輕、噪音小、無可燃物、維護工作量少等突出的優(yōu)點。尤其適用于頻繁操作及故障較多的場合。 真空斷路器的組成結(jié)構(gòu) 真空滅弧室 傳動部分 框
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