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1、第六章开关电器1第1页，共43页，编辑于2022年，星期三1、开关电弧的产生和熄灭 第一节 灭弧原理 电弧导电电弧弧柱中出现了大量自由电子第2页，共43页，编辑于2022年，星期三 开关电弧的产生和维持是开关电弧的产生和维持是触头间中性质点被触头间中性质点被游离游离的结果的结果 碰撞游离示意图游离强电场发射热电子发射碰撞游离热游离第3页，共43页，编辑于2022年，星期三 电弧形成后，维持电弧放电的所需电场强度很低，不需要基于高电场强度的电场游离。简单通过拉长触头间的距离降低断口电场达到熄灭电弧的方法不可取。实践：交流100kV电压，在大气中断开5A电流时，电弧长度可以超过7m。开关电弧熄灭的
2、有效措施：快速减少处于游离状态的自由电子和正离子。第4页，共43页，编辑于2022年，星期三 复合直接复合间接复合（主要形式）A+eA e+AA-A-+A+2A电弧间隙的去游离电弧间隙的去游离加快复合的方法：1、拉长电弧2、加快对电弧的冷却3、加大气体介质的压力电子自由行程变小E减小电子速度降低减小电子热运动速度 提高气体介质浓度第5页，共43页，编辑于2022年，星期三 扩散高浓度低浓度 高温度低温度 用高速冷气吹弧 吹弧方式纵横吹纵吹横吹纵横吹动画第6页，共43页，编辑于2022年，星期三2、交流电弧的特性 交流电弧存在自然暂时熄弧点 交流电弧的热惯性 交流电弧有动态伏安特性 介质强度恢复
3、过程 恢复电压的变化过程 3、交流电弧的熄灭条件第7页，共43页，编辑于2022年，星期三 开关电弧的熄灭开关电弧的熄灭介质强度和恢复电压v 熄弧措施熄弧措施第8页，共43页，编辑于2022年，星期三2、高压断路器 高压断路器的组成和分类高压断路器的组成和分类压缩空气断路器 SF6断路器 真空断路器固体产气断路器油断路器少油断路器多油断路器分类书本35页第9页，共43页，编辑于2022年，星期三v 高压断路器的型号说明SN10-10 /3000 43.3产品名称代号安装场所代号设计序号额定电压（kV)其他标志代号额定电流(A)额定开断电流（kA）第10页，共43页，编辑于2022年，星期三第1
4、1页，共43页，编辑于2022年，星期三开 断 部 分：包含导电和触头系统以及灭弧室操动和传动部分：包括操作能源和把操作能源传动到触头系统的各种传动机构。断路器的分合闸操作靠操动机构实现。绝 缘 部 分：包括把处于高电位的导电和触头系统与低电位绝缘的绝缘元件；以及联系处于高电位的动触头系统与处于低电位的操作能源所用的绝缘连接件等。组 成第12页，共43页，编辑于2022年，星期三高压断路器的结构高压断路器的结构DW8-35型多油断路器接地金属箱型结构示意图断口金属箱绝缘套管操动机构接地金属箱型绝缘子支持型第13页，共43页，编辑于2022年，星期三多油断路器视频第14页，共43页，编辑于202
5、2年，星期三绝缘子支持型结构示意图SW2-63型少油断路器开断元件支持瓷瓶操动机构第15页，共43页，编辑于2022年，星期三（2 2）断路器的积木组合方式断路器的积木组合方式断路器的积木组合方式示意图SW2-110型少油断路器 每相单柱双断口第16页，共43页，编辑于2022年，星期三SW2-220型少油断路器每相双柱四断口第17页，共43页，编辑于2022年，星期三并联均压电容并联电容第18页，共43页，编辑于2022年，星期三(3)(3)多断口断路器的均压问题及措施多断口断路器的均压问题及措施 断路器加装并联电容第19页，共43页，编辑于2022年，星期三v 采用均压电容为什么电容C能起
6、到均压的作用？第20页，共43页，编辑于2022年，星期三油断路器油断路器优点:结构简单，价格便宜缺点：检修周期短 维护工作量大 潜在火灾危险被SF6断路器取代的趋势（110kV及以上系统）被真空断路器取代的趋势（10kV电力系统）第21页，共43页，编辑于2022年，星期三 SF6气体是电负性气体，即其分子和原子有很强的吸附自由电子的能力。可以大量吸附弧隙中参与导电的自由电子，生成负离子。负离子运动比电子慢，很容易和正离子复合成中性分子和原子，大大加快电流过零时弧隙介质轻度的恢复。SF SF6 6断路器断路器 第22页，共43页，编辑于2022年，星期三SF6SF6断路器优点断路器优点绝缘性
7、能和灭弧性能优良单柱双断口的结构 检修周期长，无火灾的危险 在110kV及以上系统取代油断路器第23页，共43页，编辑于2022年，星期三 真空断路器真空断路器第24页，共43页，编辑于2022年，星期三(2)(2)真空断路器结构真空断路器结构 ZN12-12系列真空断路器真空断路器结构外型图 绝缘子操动机构真空灭弧室绝缘拉杆传动机构第25页，共43页，编辑于2022年，星期三(3)(3)真空灭弧室真空灭弧室真空灭弧室触头密封外壳第26页，共43页，编辑于2022年，星期三真空断路器优点真空断路器优点绝缘性能好，触头的开距可以做得很小只需配置操作功小的操动机构灭弧能力强，适用于频繁操作的场合结
8、构简单，维修工作量小，无火灾危险 和无环境污染在10kV电力系统中逐步取代少油断路器 第27页，共43页，编辑于2022年，星期三3.隔离开关安装位置户内户外剪刀型双柱型三柱型1.1.隔离开关的分类隔离开关的分类V型刀闸隔离开关第28页，共43页，编辑于2022年，星期三 隔离开关的型号说明 GN2-10G /3150 G产品名称代号安装场所代号设计序号额定电压（kV)其他标志代号额定电流(A)极限通过峰值电流（kA）高原型第29页，共43页，编辑于2022年，星期三GN19-12(C)系列高压隔离开关2.2.隔离开关的典型结构隔离开关的典型结构支柱绝缘子静触头操作绝缘子转轴第30页，共43页
9、，编辑于2022年，星期三10kV室内隔离开关视频演示第31页，共43页，编辑于2022年，星期三剪刀型隔离开关第32页，共43页，编辑于2022年，星期三户外型剪刀型第33页，共43页，编辑于2022年，星期三户外型双柱式GW4-220型隔离开关第34页，共43页，编辑于2022年，星期三35kV二柱式隔离开关视频第35页，共43页，编辑于2022年，星期三户外型三柱式GW7-500型隔离开关（开断状态）GW7A220型三柱式隔离开关（关合状态）第36页，共43页，编辑于2022年，星期三GW5A-35、66、110系列隔离开关户外型V形第37页，共43页，编辑于2022年，星期三35千伏V
10、型隔离开关视频第38页，共43页，编辑于2022年，星期三4.高压负荷开关油浸式负荷开关 固体式负荷开关 压气式负荷开关 SF6负荷开关 真空负荷开关 1.1.负荷开关的类型负荷开关的类型第39页，共43页，编辑于2022年，星期三2.2.负荷开关举例负荷开关举例FKRN12-12D压气式负荷开关FZW30-12户外交流高压真空负荷开关第40页，共43页，编辑于2022年，星期三FN5-10系列户内高压真空负荷开关及熔断器组合电器 为能在电力系统发生短路故障时及时切除故障，负荷开关必须和熔断器联合应用，由熔断器来判断故障和切除故障。第41页，共43页，编辑于2022年，星期三RW11-10跌落式熔断器PRW10-12F200A(W)型跌落式熔断器（带切负荷灭弧装置）熔断器管下触头灭弧装置5.高压熔断器 第42页，共43页，编辑于2022年，星期三限流式熔断器剖面图限流式熔断器外形熔丝石英砂第43页，共43页，编辑于2022年，星期三