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1、2022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23项目五项目五 电气一次设备电气一次设备v第一节第一节 开关电器中的电弧开关电器中的电弧v第二节第二节 高压断路器高压断路器 v第三节第三节 高压隔离开关高压隔离开关v第四节第四节 互感器互感器v第五节第五节 高压开关柜高压开关柜1 1 1 12022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23v一、电弧产生的物理过程一、电弧产生的物理过程v二、交流二、交流电弧的熄灭与重燃电弧的熄灭与重燃v三、开关电器熄灭电弧基本方法三、开关电器熄灭电弧基本方法第一节：开关电器中的电弧第一节：开关电器中的
2、电弧 2 2 2 22022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23一、一、电弧产生的物理过程电弧产生的物理过程 1.1.电弧的危害电弧的危害v电弧的存在使电路不能断开，电弧的存在使电路不能断开，电弧的存在使电路不能断开，电弧的存在使电路不能断开，开关电器失去了开关电器失去了开关电器失去了开关电器失去了开断电路的作用开断电路的作用开断电路的作用开断电路的作用，影响电力系统的安全运行；，影响电力系统的安全运行；，影响电力系统的安全运行；，影响电力系统的安全运行；v电弧的高温电弧的高温电弧的高温电弧的高温可能会烧坏触头或触头周围的其它可能会烧坏触头或触头周围的其它可
3、能会烧坏触头或触头周围的其它可能会烧坏触头或触头周围的其它部件。如果电弧长时间不能熄灭，引起开关电器部件。如果电弧长时间不能熄灭，引起开关电器部件。如果电弧长时间不能熄灭，引起开关电器部件。如果电弧长时间不能熄灭，引起开关电器并爆炸，危及电力系统的安全运行。并爆炸，危及电力系统的安全运行。并爆炸，危及电力系统的安全运行。并爆炸，危及电力系统的安全运行。3 3 3 32022/11/232022/11/232022/11/232022/11/232.2.电弧的形成电弧的形成v电弧是一种气体放电现象，电弧的产生是触头间电弧是一种气体放电现象，电弧的产生是触头间电弧是一种气体放电现象，电弧的产生是触
4、头间电弧是一种气体放电现象，电弧的产生是触头间中性质点被游离中性质点被游离中性质点被游离中性质点被游离的过程。的过程。的过程。的过程。v电弧中带电质点的产生游离电弧中带电质点的产生游离电弧中带电质点的产生游离电弧中带电质点的产生游离 游离游离游离游离强电场发射强电场发射强电场发射强电场发射热电子发射热电子发射热电子发射热电子发射碰撞游离碰撞游离碰撞游离碰撞游离热游离热游离热游离热游离4 4 4 42022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23v强电场发射强电场发射在动、静触头刚分离的瞬间，触头间隙距离在动、静触头刚分离的瞬间，触头间隙距离在动、静触头刚分离的瞬
5、间，触头间隙距离在动、静触头刚分离的瞬间，触头间隙距离很小，触头间隙的电场强度很高很小，触头间隙的电场强度很高很小，触头间隙的电场强度很高很小，触头间隙的电场强度很高,阴极触头表面自阴极触头表面自阴极触头表面自阴极触头表面自动逸出电子。动逸出电子。动逸出电子。动逸出电子。2.2.电弧的形成电弧的形成v热电子发射热电子发射在弧光放电过程中，一方面电极表面少数点上在弧光放电过程中，一方面电极表面少数点上在弧光放电过程中，一方面电极表面少数点上在弧光放电过程中，一方面电极表面少数点上有局部集中的电流，另一方面触头分离后，触头接有局部集中的电流，另一方面触头分离后，触头接有局部集中的电流，另一方面触头
6、分离后，触头接有局部集中的电流，另一方面触头分离后，触头接触压力及接触面积逐渐减小，接触电阻逐渐增加，触压力及接触面积逐渐减小，接触电阻逐渐增加，触压力及接触面积逐渐减小，接触电阻逐渐增加，触压力及接触面积逐渐减小，接触电阻逐渐增加，会使电极表面产生高温，从而造成其中的电子获得会使电极表面产生高温，从而造成其中的电子获得会使电极表面产生高温，从而造成其中的电子获得会使电极表面产生高温，从而造成其中的电子获得很大的动能后逸出到周围空间。很大的动能后逸出到周围空间。很大的动能后逸出到周围空间。很大的动能后逸出到周围空间。5 5 5 52022/11/232022/11/232022/11/2320
7、22/11/23v碰撞游离碰撞游离当电子的运动速度足够快，其动能大于中性质点当电子的运动速度足够快，其动能大于中性质点当电子的运动速度足够快，其动能大于中性质点当电子的运动速度足够快，其动能大于中性质点的游离能，当的游离能，当的游离能，当的游离能，当电子与中性质点相碰撞时就会使中性质电子与中性质点相碰撞时就会使中性质电子与中性质点相碰撞时就会使中性质电子与中性质点相碰撞时就会使中性质点分离为正离子和自由电子点分离为正离子和自由电子点分离为正离子和自由电子点分离为正离子和自由电子，这种游离称为碰撞游离。，这种游离称为碰撞游离。，这种游离称为碰撞游离。，这种游离称为碰撞游离。碰撞游离示意图碰撞游离
8、示意图碰撞游离示意图碰撞游离示意图自由电子自由电子自由电子自由电子中性质点中性质点中性质点中性质点2.2.电弧的形成电弧的形成6 6 6 62022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23v热游离热游离在高温的作用下，气体分子不规则热运动的在高温的作用下，气体分子不规则热运动的在高温的作用下，气体分子不规则热运动的在高温的作用下，气体分子不规则热运动的速度增加。具有足够动能的中性质点相互碰撞时，速度增加。具有足够动能的中性质点相互碰撞时，速度增加。具有足够动能的中性质点相互碰撞时，速度增加。具有足够动能的中性质点相互碰撞时，游离出正离子和自由电子，这种游离称为热
9、游离。游离出正离子和自由电子，这种游离称为热游离。游离出正离子和自由电子，这种游离称为热游离。游离出正离子和自由电子，这种游离称为热游离。电弧由碰撞游离产生电弧由碰撞游离产生 ，由热游离来，由热游离来维持电弧燃烧维持电弧燃烧 。2.2.电弧的形成电弧的形成7 7 7 72022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23v弧隙带电质点的去游离弧隙带电质点的去游离 在电弧形成的过程中，中性质点发生游离的在电弧形成的过程中，中性质点发生游离的在电弧形成的过程中，中性质点发生游离的在电弧形成的过程中，中性质点发生游离的同时，还存在与游离相反的过程，即去游离。去游同时，还存
10、在与游离相反的过程，即去游离。去游同时，还存在与游离相反的过程，即去游离。去游同时，还存在与游离相反的过程，即去游离。去游离的作用是减轻弧柱中的游离程度，使电弧熄灭。离的作用是减轻弧柱中的游离程度，使电弧熄灭。离的作用是减轻弧柱中的游离程度，使电弧熄灭。离的作用是减轻弧柱中的游离程度，使电弧熄灭。去游离去游离去游离去游离复合复合复合复合扩散扩散扩散扩散2.2.电弧的形成电弧的形成8 8 8 82022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23v复合复合复合是指两种带异性电荷的质点相接触而复合是指两种带异性电荷的质点相接触而复合是指两种带异性电荷的质点相接触而复合是
11、指两种带异性电荷的质点相接触而形成中性质点的过程。形成中性质点的过程。形成中性质点的过程。形成中性质点的过程。直接复合直接复合直接复合直接复合间接复合间接复合间接复合间接复合（主要形式主要形式主要形式主要形式）A+eA A+eA-A-+A+2A影响复合的主要因素是温度，温度下降时，影响复合的主要因素是温度，温度下降时，影响复合的主要因素是温度，温度下降时，影响复合的主要因素是温度，温度下降时，带电质点的运动速度降低，复合的速度迅速增加。带电质点的运动速度降低，复合的速度迅速增加。带电质点的运动速度降低，复合的速度迅速增加。带电质点的运动速度降低，复合的速度迅速增加。2.2.电弧的形成电弧的形成
12、9 9 9 92022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23v扩散扩散扩散是带电质点从电弧间隙逸出到周围介质扩散是带电质点从电弧间隙逸出到周围介质扩散是带电质点从电弧间隙逸出到周围介质扩散是带电质点从电弧间隙逸出到周围介质中的现象。中的现象。中的现象。中的现象。高浓度高浓度低浓度低浓度 影响扩散的主要因素是弧柱直径。将电弧拉长影响扩散的主要因素是弧柱直径。将电弧拉长影响扩散的主要因素是弧柱直径。将电弧拉长影响扩散的主要因素是弧柱直径。将电弧拉长或用气体、液体吹弧，能带走弧柱中的大量带电质点，或用气体、液体吹弧，能带走弧柱中的大量带电质点，或用气体、液体吹弧，能
13、带走弧柱中的大量带电质点，或用气体、液体吹弧，能带走弧柱中的大量带电质点，加强扩散作用。加强扩散作用。加强扩散作用。加强扩散作用。2.2.电弧的形成电弧的形成101010102022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23v小结小结p电弧形成：阴极发射（起因）电弧形成：阴极发射（起因）电弧形成：阴极发射（起因）电弧形成：阴极发射（起因）碰撞游离（重碰撞游离（重碰撞游离（重碰撞游离（重要因素）要因素）要因素）要因素）击穿（量变到质变）击穿（量变到质变）击穿（量变到质变）击穿（量变到质变）热游离（主要热游离（主要热游离（主要热游离（主要因素）因素）因素）因素）维持发
14、展。维持发展。维持发展。维持发展。p游离和去游离是电弧形成时两个相反的过程，游离和去游离是电弧形成时两个相反的过程，游离和去游离是电弧形成时两个相反的过程，游离和去游离是电弧形成时两个相反的过程，游离使弧隙中带电质点数量增加，有助于电弧燃游离使弧隙中带电质点数量增加，有助于电弧燃游离使弧隙中带电质点数量增加，有助于电弧燃游离使弧隙中带电质点数量增加，有助于电弧燃烧；去游离使弧隙中带电质点数量减少，有利于烧；去游离使弧隙中带电质点数量减少，有利于烧；去游离使弧隙中带电质点数量减少，有利于烧；去游离使弧隙中带电质点数量减少，有利于电弧熄灭。由此可见，要熄灭电弧，就要减弱游电弧熄灭。由此可见，要熄灭
15、电弧，就要减弱游电弧熄灭。由此可见，要熄灭电弧，就要减弱游电弧熄灭。由此可见，要熄灭电弧，就要减弱游离，加强去游离。离，加强去游离。离，加强去游离。离，加强去游离。2.2.电弧的形成电弧的形成111111112022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23二、交流二、交流电弧的熄灭与重燃电弧的熄灭与重燃交流电弧电流每半周过零一次，给熄灭交流电交流电弧电流每半周过零一次，给熄灭交流电交流电弧电流每半周过零一次，给熄灭交流电交流电弧电流每半周过零一次，给熄灭交流电弧创造了有利条件。只要在电流过零后，电弧不发弧创造了有利条件。只要在电流过零后，电弧不发弧创造了有利条件
16、。只要在电流过零后，电弧不发弧创造了有利条件。只要在电流过零后，电弧不发生重燃，电弧就能最终熄灭，因此熄灭交流电弧要生重燃，电弧就能最终熄灭，因此熄灭交流电弧要生重燃，电弧就能最终熄灭，因此熄灭交流电弧要生重燃，电弧就能最终熄灭，因此熄灭交流电弧要比直流电弧容易比直流电弧容易比直流电弧容易比直流电弧容易.1.1.交流电弧的特点交流电弧的特点2.2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭 电弧过零后是否重燃，取决于电压恢复过程电弧过零后是否重燃，取决于电压恢复过程电弧过零后是否重燃，取决于电压恢复过程电弧过零后是否重燃，取决于电压恢复过程和介质强度的恢复过程的和介质强度的恢复过程的和介质强度的恢复过程的和
17、介质强度的恢复过程的“竞赛竞赛竞赛竞赛”，如果恢复电压，如果恢复电压，如果恢复电压，如果恢复电压在某一时刻高于介质强度，弧隙将被击穿，电弧再在某一时刻高于介质强度，弧隙将被击穿，电弧再在某一时刻高于介质强度，弧隙将被击穿，电弧再在某一时刻高于介质强度，弧隙将被击穿，电弧再次重燃；反之电弧熄灭，间隙恢复成绝缘介质。次重燃；反之电弧熄灭，间隙恢复成绝缘介质。次重燃；反之电弧熄灭，间隙恢复成绝缘介质。次重燃；反之电弧熄灭，间隙恢复成绝缘介质。121212122022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23u uj j(t(t)u uh h(t(t)v交流电弧熄灭条件交
18、流电弧熄灭条件u u u uj j j j(t(t(t(t)弧隙介质强度；弧隙介质强度；弧隙介质强度；弧隙介质强度；u u u uh h h h(t)(t)(t)(t)弧隙恢复电压弧隙恢复电压弧隙恢复电压弧隙恢复电压二、交流二、交流电弧的熄灭与重燃电弧的熄灭与重燃131313132022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23三、开关电器灭弧基本方法三、开关电器灭弧基本方法v用液体或气体吹弧用液体或气体吹弧1.1.高压断路器灭弧方法高压断路器灭弧方法p纵吹：吹弧方向与弧柱轴线纵吹：吹弧方向与弧柱轴线纵吹：吹弧方向与弧柱轴线纵吹：吹弧方向与弧柱轴线平行；主要使电弧
19、冷却变细最平行；主要使电弧冷却变细最平行；主要使电弧冷却变细最平行；主要使电弧冷却变细最后熄灭；后熄灭；后熄灭；后熄灭；p横吹：吹弧方向与弧柱轴线；横吹：吹弧方向与弧柱轴线；横吹：吹弧方向与弧柱轴线；横吹：吹弧方向与弧柱轴线；主要将电弧拉长，增大电弧的主要将电弧拉长，增大电弧的主要将电弧拉长，增大电弧的主要将电弧拉长，增大电弧的表面积，冷却效果好。表面积，冷却效果好。表面积，冷却效果好。表面积，冷却效果好。141414142022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23v采用多断口灭弧采用多断口灭弧 断路器的积木组合方式示意图断路器的积木组合方式示意图断路器的积
20、木组合方式示意图断路器的积木组合方式示意图p采用多个断口串联，使电弧采用多个断口串联，使电弧采用多个断口串联，使电弧采用多个断口串联，使电弧被分割成多个小电弧段。在被分割成多个小电弧段。在被分割成多个小电弧段。在被分割成多个小电弧段。在相同的行程下，多断口的电相同的行程下，多断口的电相同的行程下，多断口的电相同的行程下，多断口的电弧比单断口拉得更长，并且弧比单断口拉得更长，并且弧比单断口拉得更长，并且弧比单断口拉得更长，并且电弧拉长的速度加快，有利电弧拉长的速度加快，有利电弧拉长的速度加快，有利电弧拉长的速度加快，有利于弧隙介质强度的恢复。于弧隙介质强度的恢复。于弧隙介质强度的恢复。于弧隙介质
21、强度的恢复。p由于加在每个断口的电压降由于加在每个断口的电压降由于加在每个断口的电压降由于加在每个断口的电压降低，使弧隙恢复电压降低，低，使弧隙恢复电压降低，低，使弧隙恢复电压降低，低，使弧隙恢复电压降低，有利于电弧熄灭。有利于电弧熄灭。有利于电弧熄灭。有利于电弧熄灭。1.1.高压断路器灭弧方法高压断路器灭弧方法151515152022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23SW2-110型少油断路器 每相单柱双断口p高压断路器采用多断口高压断路器采用多断口高压断路器采用多断口高压断路器采用多断口结构后，由于断口之间导结构后，由于断口之间导结构后，由于断口之间导
22、结构后，由于断口之间导电部分对地电容的影响，电部分对地电容的影响，电部分对地电容的影响，电部分对地电容的影响，会造成每个断口的电压分会造成每个断口的电压分会造成每个断口的电压分会造成每个断口的电压分布不均匀，使承受较高电布不均匀，使承受较高电布不均匀，使承受较高电布不均匀，使承受较高电压的断口首先被击穿。为压的断口首先被击穿。为压的断口首先被击穿。为压的断口首先被击穿。为了改善断口的电压分布，了改善断口的电压分布，了改善断口的电压分布，了改善断口的电压分布，通常在每个断口上并联电通常在每个断口上并联电通常在每个断口上并联电通常在每个断口上并联电容。容。容。容。并联电容1.1.高压断路器灭弧方法
23、高压断路器灭弧方法161616162022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23v采用性能优良的灭弧介质采用性能优良的灭弧介质电弧中的去游离作用，在很大程度上取决于电电弧中的去游离作用，在很大程度上取决于电电弧中的去游离作用，在很大程度上取决于电电弧中的去游离作用，在很大程度上取决于电弧周围介质的特性。介质的灭弧性能越好，则去游离弧周围介质的特性。介质的灭弧性能越好，则去游离弧周围介质的特性。介质的灭弧性能越好，则去游离弧周围介质的特性。介质的灭弧性能越好，则去游离作用越强，电弧越容易熄灭。作用越强，电弧越容易熄灭。作用越强，电弧越容易熄灭。作用越强，电弧越容
24、易熄灭。SF6SF6SF6SF6气体和真空是理想气体和真空是理想气体和真空是理想气体和真空是理想的灭弧和绝缘介质。的灭弧和绝缘介质。的灭弧和绝缘介质。的灭弧和绝缘介质。v采用特殊金属材料作为灭弧触头采用特殊金属材料作为灭弧触头采用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金采用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金采用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金采用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属作触头材料，可以减少热电子发射和电弧中的金属作触头材料，可以减少热电子发射和电弧中的金属作触头材料，可以减少热电子发射和电弧中的金属作触头材料，可以减少热电子发射和电弧中的金属蒸汽，抑制游离作用，有利于电弧的熄灭
25、。常用属蒸汽，抑制游离作用，有利于电弧的熄灭。常用属蒸汽，抑制游离作用，有利于电弧的熄灭。常用属蒸汽，抑制游离作用，有利于电弧的熄灭。常用的触头材料有：铜的触头材料有：铜的触头材料有：铜的触头材料有：铜钨合金、银钨合金、银钨合金、银钨合金、银钨合金等。钨合金等。钨合金等。钨合金等。1.1.高压断路器灭弧方法高压断路器灭弧方法171717172022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度降低，电弧的长度和表面积增大，有利于电降低，电弧的
26、长度和表面积增大，有利于电降低，电弧的长度和表面积增大，有利于电降低，电弧的长度和表面积增大，有利于电弧的冷却和带电质点向周围介质的扩散，从弧的冷却和带电质点向周围介质的扩散，从弧的冷却和带电质点向周围介质的扩散，从弧的冷却和带电质点向周围介质的扩散，从而加速电弧的熄灭。高压断路器常采用强力而加速电弧的熄灭。高压断路器常采用强力而加速电弧的熄灭。高压断路器常采用强力而加速电弧的熄灭。高压断路器常采用强力的分闸弹簧，以加快触头的分断速度。的分闸弹簧，以加快触头的分断速度。的分闸弹簧，以加快触头的分断速度。的分闸弹簧，以加快触头的分断速度。v迅速拉长电弧迅速拉长电弧1.1.高压断路器灭弧方法高压断
27、路器灭弧方法181818182022/11/232022/11/232022/11/232022/11/232.2.中、低压断路器灭弧方法中、低压断路器灭弧方法v利用短弧的近阴极效应灭弧利用短弧的近阴极效应灭弧p近阴极效应：近阴极效应：近阴极效应：近阴极效应：实验表明，开关实验表明，开关实验表明，开关实验表明，开关开断过程中，当电流过零后，触开断过程中，当电流过零后，触开断过程中，当电流过零后，触开断过程中，当电流过零后，触头电极极性发生了变化，在新的头电极极性发生了变化，在新的头电极极性发生了变化，在新的头电极极性发生了变化，在新的阴极附近会出现介质强度升高的阴极附近会出现介质强度升高的阴极
28、附近会出现介质强度升高的阴极附近会出现介质强度升高的现象，称为近阴极效应。这个突现象，称为近阴极效应。这个突现象，称为近阴极效应。这个突现象，称为近阴极效应。这个突然升高的介质强度可达然升高的介质强度可达然升高的介质强度可达然升高的介质强度可达150150150150250V250V250V250V，又叫起始介质强度。又叫起始介质强度。又叫起始介质强度。又叫起始介质强度。191919192022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23p灭弧栅灭弧灭弧栅灭弧灭弧栅灭弧灭弧栅灭弧:由于近阴由于近阴由于近阴由于近阴 极极极极效应的存在，在低压开关电器效应的存在，在低压
29、开关电器效应的存在，在低压开关电器效应的存在，在低压开关电器中，将电弧引入用钢片制成的中，将电弧引入用钢片制成的中，将电弧引入用钢片制成的中，将电弧引入用钢片制成的灭弧栅中，整个电弧被分割成灭弧栅中，整个电弧被分割成灭弧栅中，整个电弧被分割成灭弧栅中，整个电弧被分割成若干短弧，每个短弧在阴极附若干短弧，每个短弧在阴极附若干短弧，每个短弧在阴极附若干短弧，每个短弧在阴极附近形成近形成近形成近形成150150150150250V250V250V250V的起始介质强的起始介质强的起始介质强的起始介质强度，如果起始介质强度之和大度，如果起始介质强度之和大度，如果起始介质强度之和大度，如果起始介质强度之
30、和大于加在触头两端的电压，即可于加在触头两端的电压，即可于加在触头两端的电压，即可于加在触头两端的电压，即可将电弧熄灭将电弧熄灭将电弧熄灭将电弧熄灭.2.2.中、低压断路器灭弧方法中、低压断路器灭弧方法202020202022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23v利用固体介质的狭缝灭弧利用固体介质的狭缝灭弧pp利用固体介质壁的冷却作用使电弧熄灭利用固体介质壁的冷却作用使电弧熄灭利用固体介质壁的冷却作用使电弧熄灭利用固体介质壁的冷却作用使电弧熄灭 。在低压电在低压电在低压电在低压电器中，接触器、磁力起动器的灭弧都是采用这种方式器中，接触器、磁力起动器的灭弧都是
31、采用这种方式器中，接触器、磁力起动器的灭弧都是采用这种方式器中，接触器、磁力起动器的灭弧都是采用这种方式。pp低压开关中广泛采用的低压开关中广泛采用的低压开关中广泛采用的低压开关中广泛采用的狭缝灭弧装置。狭缝灭弧装置。狭缝灭弧装置。狭缝灭弧装置。灭弧片是由石棉灭弧片是由石棉灭弧片是由石棉灭弧片是由石棉水泥或陶土材料制成的。当触头间产生电弧后，在磁场线水泥或陶土材料制成的。当触头间产生电弧后，在磁场线水泥或陶土材料制成的。当触头间产生电弧后，在磁场线水泥或陶土材料制成的。当触头间产生电弧后，在磁场线圈产生的磁场作用下，对电弧产生电动力，将电弧拉入灭圈产生的磁场作用下，对电弧产生电动力，将电弧拉入
32、灭圈产生的磁场作用下，对电弧产生电动力，将电弧拉入灭圈产生的磁场作用下，对电弧产生电动力，将电弧拉入灭弧片的狭缝中。在把电弧拉长的同时将电弧直接与灭弧片弧片的狭缝中。在把电弧拉长的同时将电弧直接与灭弧片弧片的狭缝中。在把电弧拉长的同时将电弧直接与灭弧片弧片的狭缝中。在把电弧拉长的同时将电弧直接与灭弧片冷壁紧密接触，加强冷却作用，促使电弧熄灭。冷壁紧密接触，加强冷却作用，促使电弧熄灭。冷壁紧密接触，加强冷却作用，促使电弧熄灭。冷壁紧密接触，加强冷却作用，促使电弧熄灭。pp磁吹力的产生靠外加磁场，使磁吹力的产生靠外加磁场，使磁吹力的产生靠外加磁场，使磁吹力的产生靠外加磁场，使电弧在磁场中受力向灭弧
33、电弧在磁场中受力向灭弧电弧在磁场中受力向灭弧电弧在磁场中受力向灭弧室狭缝中移动室狭缝中移动室狭缝中移动室狭缝中移动。产生磁场的方法一般有三种：磁吹线圈与。产生磁场的方法一般有三种：磁吹线圈与。产生磁场的方法一般有三种：磁吹线圈与。产生磁场的方法一般有三种：磁吹线圈与电气回路串联；磁吹线圈与电气回路并联；采用永久磁铁。电气回路串联；磁吹线圈与电气回路并联；采用永久磁铁。电气回路串联；磁吹线圈与电气回路并联；采用永久磁铁。电气回路串联；磁吹线圈与电气回路并联；采用永久磁铁。2.2.中、低压断路器灭弧方法中、低压断路器灭弧方法212121212022/11/232022/11/232022/11/2
34、32022/11/23第二节第二节 高压断路器高压断路器一、高压断路器基本知识一、高压断路器基本知识二、二、SF6SF6断路器断路器三、真空断路器三、真空断路器四、断路器操动机构四、断路器操动机构222222222022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23一、高压断路器基本知识一、高压断路器基本知识1.1.高压断路器分类及作用高压断路器分类及作用2.2.高压断路器基本结构高压断路器基本结构3.3.高压断路器型号高压断路器型号4.4.高压断路器发展高压断路器发展232323232022/11/232022/11/232022/11/232022/11/231.
35、1.高压断路器作用及分类高压断路器作用及分类v作用：作用：控制和保护作用控制和保护作用油断路器油断路器油断路器油断路器压缩空气断路器压缩空气断路器压缩空气断路器压缩空气断路器SF6SF6SF6SF6断路器断路器断路器断路器 真空断路器真空断路器真空断路器真空断路器固体产气断路器固体产气断路器固体产气断路器固体产气断路器少油断路器少油断路器少油断路器少油断路器多油断路器多油断路器多油断路器多油断路器v分类分类242424242022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23结构开开 断断 部部 分分操动和传动部分操动和传动部分绝绝 缘缘 部部 分分 2.2.高压断路
36、器结构高压断路器结构SW2-110SW2-110型少油断路器型少油断路器252525252022/11/232022/11/232022/11/232022/11/233.3.高压断路器的型号高压断路器的型号 LW6-126G /3150 LW6-126G /3150 40 40产品名产品名称代号称代号安装场安装场所代号所代号其他标志其他标志代号代号额定电压额定电压（k kV)V)额定电流额定电流(A)(A)额定短路开断电流额定短路开断电流（k kA A）设计序号设计序号262626262022/11/232022/11/232022/11/232022/11/234.4.高压断路器发展高压断
37、路器发展 多油多油少油少油压缩空气压缩空气SF6SF6、真、真空的发展历程，前空的发展历程，前三种高压断路器现三种高压断路器现已淘汰。已淘汰。（1 1）从灭弧介质看高压断路器发展）从灭弧介质看高压断路器发展SW2-110SW2-110SW2-110SW2-110型少油断路器型少油断路器型少油断路器型少油断路器272727272022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23（2 2）从绝缘看高压断路器发展）从绝缘看高压断路器发展v空气绝缘开关设备（空气绝缘开关设备（AISAIS）4.4.高压断路器发展高压断路器发展 282828282022/11/232022/1
38、1/232022/11/232022/11/23v气体绝缘金属封闭开关设备（气体绝缘金属封闭开关设备（GISGIS）4.4.高压断路器发展高压断路器发展 292929292022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23v混合技术开关设备（混合技术开关设备（MTSMTS）介于介于介于介于GISGISGISGIS和敞开式开关设备之间的一种的组和敞开式开关设备之间的一种的组和敞开式开关设备之间的一种的组和敞开式开关设备之间的一种的组合电器，是空气绝缘和气体绝缘组合的紧凑型开合电器，是空气绝缘和气体绝缘组合的紧凑型开合电器，是空气绝缘和气体绝缘组合的紧凑型开合电器，是空
39、气绝缘和气体绝缘组合的紧凑型开关设备。关设备。关设备。关设备。MTSMTSMTSMTS可分两类可分两类可分两类可分两类:一类为敞开式组合电器一类为敞开式组合电器一类为敞开式组合电器一类为敞开式组合电器;另一类为另一类为另一类为另一类为H-GISH-GISH-GISH-GIS即复合式即复合式即复合式即复合式GISGISGISGIS。4.4.高压断路器发展高压断路器发展 303030302022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23ZCW10-126/T2000-31.5ZCW10-126/T2000-31.5敞开式组合电器敞开式组合电器 4.4.高压断路器发展高
40、压断路器发展 313131312022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23 荆门特高压变电站荆门特高压变电站 HGISHGIS4.4.高压断路器发展高压断路器发展 323232322022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23（3 3）智能型高压开关设备）智能型高压开关设备 4.4.高压断路器发展高压断路器发展 333333332022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23二、二、SF6SF6断路器断路器v1.SF61.SF6气体性能气体性能v2.2.SF6SF6断路器外形结构断路器外形结构
41、v3.3.运行维护中应注意问题运行维护中应注意问题343434342022/11/232022/11/232022/11/232022/11/231.SF61.SF6气体的性能气体的性能SF6SF6SF6SF6气体是一种气体是一种气体是一种气体是一种无色、无味、无毒无色、无味、无毒无色、无味、无毒无色、无味、无毒的惰性气体，在常温的惰性气体，在常温的惰性气体，在常温的惰性气体，在常温常压下，密度约为空气的常压下，密度约为空气的常压下，密度约为空气的常压下，密度约为空气的5 5 5 5倍。在空气中不燃烧，不助燃倍。在空气中不燃烧，不助燃倍。在空气中不燃烧，不助燃倍。在空气中不燃烧，不助燃。SF6
42、SF6SF6SF6呈强烈的呈强烈的呈强烈的呈强烈的电负性，电负性，电负性，电负性，容易吸附电子而形成负离子迁容易吸附电子而形成负离子迁容易吸附电子而形成负离子迁容易吸附电子而形成负离子迁移率低的负离子容易与正离子结合形成中性质点。移率低的负离子容易与正离子结合形成中性质点。移率低的负离子容易与正离子结合形成中性质点。移率低的负离子容易与正离子结合形成中性质点。SF6SF6SF6SF6气体电弧中弧心部分导热率低，温度高，电导率大，气体电弧中弧心部分导热率低，温度高，电导率大，气体电弧中弧心部分导热率低，温度高，电导率大，气体电弧中弧心部分导热率低，温度高，电导率大，其外焰部分导热率高，温度低，电
43、导率小，所以其外焰部分导热率高，温度低，电导率小，所以其外焰部分导热率高，温度低，电导率小，所以其外焰部分导热率高，温度低，电导率小，所以电弧电电弧电电弧电电弧电流几乎集中在弧心部分。流几乎集中在弧心部分。流几乎集中在弧心部分。流几乎集中在弧心部分。当电弧电流减小趋近于零时，当电弧电流减小趋近于零时，当电弧电流减小趋近于零时，当电弧电流减小趋近于零时，细小的弧心一直存在到极小的电流。开断小电流时，不细小的弧心一直存在到极小的电流。开断小电流时，不细小的弧心一直存在到极小的电流。开断小电流时，不细小的弧心一直存在到极小的电流。开断小电流时，不会由于截流作用而产生操作过电压。会由于截流作用而产生操
44、作过电压。会由于截流作用而产生操作过电压。会由于截流作用而产生操作过电压。353535352022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23瓷柱式结构示意图瓷柱式结构示意图瓷柱式结构示意图瓷柱式结构示意图开断开断开断开断元件元件元件元件支持瓷瓶支持瓷瓶支持瓷瓶支持瓷瓶操动操动操动操动机构机构机构机构LW6-252LW6-252LW6-252LW6-252型型型型SF6SF6SF6SF6断路器断路器断路器断路器2.SF62.SF6断路器外形结构断路器外形结构瓷柱式（瓷柱式（GCBPGCBP）SF6SF6断路器结构断路器结构363636362022/11/232022
45、/11/232022/11/232022/11/23落地罐式（落地罐式（GCBTGCBT）SF6SF6断路器结构断路器结构LW12-550LW12-550LW12-550LW12-550型落地罐式断路器型落地罐式断路器型落地罐式断路器型落地罐式断路器2.SF62.SF6断路器外形结构断路器外形结构373737372022/11/232022/11/232022/11/232022/11/233.SF63.SF6断路器运行维护注意事项断路器运行维护注意事项纯净的纯净的纯净的纯净的SF6SF6SF6SF6气体是无毒的，但含有杂质的气体是无毒的，但含有杂质的气体是无毒的，但含有杂质的气体是无毒的，但
46、含有杂质的SF6SF6SF6SF6气体在气体在气体在气体在电弧的作用下可能分解出不同程度的毒性气体，对电弧的作用下可能分解出不同程度的毒性气体，对电弧的作用下可能分解出不同程度的毒性气体，对电弧的作用下可能分解出不同程度的毒性气体，对人体造成伤害。人体造成伤害。人体造成伤害。人体造成伤害。SF6SF6SF6SF6断路器的断路器的断路器的断路器的微水含量超标和泄漏微水含量超标和泄漏微水含量超标和泄漏微水含量超标和泄漏是断路器运行中是断路器运行中是断路器运行中是断路器运行中最常见的故障。最常见的故障。最常见的故障。最常见的故障。为了防止泄漏的有害气体被人体吸收，必须在为了防止泄漏的有害气体被人体吸
47、收，必须在为了防止泄漏的有害气体被人体吸收，必须在为了防止泄漏的有害气体被人体吸收，必须在良良良良好的通风条件下进行操作好的通风条件下进行操作好的通风条件下进行操作好的通风条件下进行操作。383838382022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23运行中运行中SF6SF6气体的密度监视气体的密度监视SF6SF6SF6SF6断路器通常设有二级警告信号，即补气压力断路器通常设有二级警告信号，即补气压力断路器通常设有二级警告信号，即补气压力断路器通常设有二级警告信号，即补气压力信号和闭锁压力信号。补气压力信号和闭锁压力信号信号和闭锁压力信号。补气压力信号和闭锁压力
48、信号信号和闭锁压力信号。补气压力信号和闭锁压力信号信号和闭锁压力信号。补气压力信号和闭锁压力信号的动作值一般为额定密度值的的动作值一般为额定密度值的的动作值一般为额定密度值的的动作值一般为额定密度值的90909090和和和和85858585。考虑长年运行造成的密封件老化，气体绝考虑长年运行造成的密封件老化，气体绝缘设备的年漏气率应不大于缘设备的年漏气率应不大于1 1。3.SF63.SF6断路器运行维护注意事项断路器运行维护注意事项393939392022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23三、真空断路器三、真空断路器1.1.真空断路器特点真空断路器特点2.2
49、.真空断路器结构真空断路器结构404040402022/11/232022/11/232022/11/232022/11/23v真空灭弧室真空度：真空灭弧室真空度：真空灭弧室真空度：真空灭弧室真空度：1.331.331.331.33 10101010-2-2-2-2PaPaPaPa1.331.331.331.33 10101010-5-5-5-5Pa Pa Pa Pa，属于属于属于属于高真空范畴。高真空范畴。高真空范畴。高真空范畴。v真空一般是指真空一般是指真空一般是指真空一般是指气体稀薄的空间。气体稀薄的空间。气体稀薄的空间。气体稀薄的空间。绝对压力低于绝对压力低于绝对压力低于绝对压力低于正
50、常大气压力的状态都可称为真空状态。正常大气压力的状态都可称为真空状态。正常大气压力的状态都可称为真空状态。正常大气压力的状态都可称为真空状态。v真空的程度以气体的绝对压力值来表示，压力真空的程度以气体的绝对压力值来表示，压力真空的程度以气体的绝对压力值来表示，压力真空的程度以气体的绝对压力值来表示，压力越低称之越低称之越低称之越低称之真空度真空度真空度真空度越高。在国际单位制中，压力以越高。在国际单位制中，压力以越高。在国际单位制中，压力以越高。在国际单位制中，压力以帕帕帕帕(Pa)(Pa)(Pa)(Pa)为单位。一个工程大气压约为为单位。一个工程大气压约为为单位。一个工程大气压约为为单位。一