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,它既为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供必不可少的动力,又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。电力是工业的先行。电力工业的发展必须优先于其他的工业部门,整个国民经济才能不断前进。据记载,世界上第一个发电厂是于1882年在美国纽约市建立的,机组容量只有30千瓦。此后,随着生产和科学技术的进步,电力工业有了迅速的发展,特别是近二、三十年发展得更快。我国具有极其丰富的能源资源。据最新调查,全国水能资源的蕴藏量为68000万千瓦(其中可开发利用的约为37000万千瓦),居世界首位。此外,煤、石油、天然气等资源也很丰富。这些优越的自然条件为我国电力工业的发展提供了良好的物质基础。但是,我国的电力工业与世界上一些发达国家相比仍有相当大的差距,按每人平均的用电量来说还是相当落后的,即使从国内经济建设来看,也未能很好地起到先行工业的作用,不能满足国民经济发展和人民生活的需要。所以,必须充分开发利用我国丰富的能源资源、大力加速电力工业的建设,为实现我国现代化而做出应有的贡献。在电力工业发展的初期,发电厂都建设在用户附近,规模很小,而且是孤立运行的。随着生产的发展和科学技术的进步,用户的用电量和发电厂的容量都在不断增大。由于电能生产是一种能量形态的转换。发电厂必须建设在动力资源所在地,而蕴藏动力资源的地区与电能用户之间又往往具有一定距离。例如,水能资源集中在河流落差较大的偏僻地区,热能资源则集中在盛产煤、石油、天然气的矿区;而大城市、大工业中心等用电部门则由于原材料供应、产品协作配套、运输、销售、农副产品供应等原因以及各种地理、历史条件的限制,往往与动力资源所在地相距较远为此就必须架设输电线路将电能送往负荷中心。同时,要实现大容量、远距离输送电能,还必须建设升压变电所和架设超高压输电线路。而当电能输送到负荷中心后。则必须经过降压变电所降压,再经过配电线路。才能向各类用户供电。随着生产的发展和用电量的增加,发电厂、输电线路、配电线路、升压变电所、降压变电所等的数目都将不断增加。当把一个个地理上分散在各处、孤立运行的发电厂通过输电线路、变电所等而相互连接形成一个“电”的整体以供给用户用电时。就形成了现代的电力系统。换句话说,电力系统就是指由发电厂、变电所、输配电线路直到用户等在电气上相互连接的这种整体。它包括了从发电输电、配电直到用电这样一个全过程。另外,还把由输配电线路以及由它所联系起来的各类变电所总称为电力网络(简称电网)。所以,电力系统也可以看作是由各类发电厂和电力网以及用户所组成的。精品文档精品文档2精品文档图1-1是高压电力系统的一个例子,它具有较大容量的水力发电厂、火力发电厂和热电厂。图中的水力发电厂由于容量较大、输电距离较远,所以把电压升高到220千伏后经线路送出。火力发电厂的电压经升压至110千伏后由线路把电能送到变电所3,并通过线路与110千伏电网相联。所谓热电厂是指装有供热式汽轮发电机组的发电厂,它除了发电外,还兼向附近的工厂供热,这样做可以提高热能利用效率。由于它要兼供热,所以总是把热电厂建在用户附近,它除了用10千伏电压供给附近地区用电外,还通过升压变压器与110千伏电网相联以进行功率交换。图中由变电所1、变电所2、变电所3、变电所4、火力发电厂1、火力发电厂2、水力发电厂、热电厂以及高压线路所构成的110千伏环形电力网是本系统的主要电力网,它是联系发电厂和用户的核心部分。图1-,广义而言,是指额定电压在3000V及以上的高压电网中用来实现切合、保护、控制、调节和测量功能的各种电器设备的统称。—l分述主要高压电器设备的各自的功能如下:1 断路器——缩写为 CB。能开断、关合、承载运行线路的正常电流, 也能在规定时间内承载、关合开断规定的异常电流(如短路电流)的开关,称断路器。利用CB的操作能改变电网运行方式、给某条线路送电或停电;利用CB的快速切除故障电流的功能来保护电网的运行稳定电网中的发电机、变压器等电器设备免遭短路电流的损害。负荷开关——缩写为LS。能关合、开断及承载运行线路的正常电流(包括规定的过载电流),踬红鲱赢矾縫績嵐窺点榄睑綜饪嶁。精品文档精品文档3精品文档也能在规定时间内承载规定的异常电流(如额定短路电流)的开关,叫负荷开关。LS不具备切短路精品文档精品文档15精品文档电流的能力。精品文档精品文档15精品文档3 熔断器——缩写为F。能承载运行线路正常电流(包括规定的过载电流)。也能快速断开收精品文档精品文档15精品文档障线路的电器,称熔断器。它常与负荷开关配合使用,在故障电流较小的线路中替代价格较贵的断路器使用。隔离开关——缩写为DS。在分闸位置时,触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开断口;在合闸位置时,能承载正常线路条件下的电流及在规定时间内异常条件(例如短路)下的电鹉戧势燜鸦静濫餳紆顺黉貴弒輞罚。精品文档精品文档15精品文档流的开关,叫隔离开关。它的首要功能是隔离,通过断开的DS(并将两端或一端接地开关接地)使CB与电源隔离、确保CB检修区处于安全的地电位。正常情况下DS不要求开断电流,但在一些特殊情况下如倒母线操作时,要求这类DS具有切母线环流的功能;当电压互感器需从电网上脱离检修时,通常要求操作的DS具有可靠的切、合小电容电流或小电感电流的功能。杩骥阉诈偬呖賄痨鈾現發峴鲻犖茲。,精品文档精品文档15精品文档接地开关-----缩写为ES。用以检修设备时把被检修设备可靠接地,保证检修人员和设备绝对安全;在合闸位置时,能承载在规定时间内异常条件(例如短路)下的电流的开关,叫接地开关。边动陇撟釗价钲雞償谪鈷谣劝诹錮。精品文档精品文档15精品文档6 电流互感器——缩写为CT。用以传递电流信息供给测量仪器、仪表、保护或控制装置的电精品文档精品文档15精品文档器。称为电流互感器。通过它将高压大电流变换成低压小电流,进行线路工作电流测试并已当电网发生短路故障时由它传递给二次保护系统,再由二次保护系统向CB发出分闸命令。劝僂骖别約澤棧鹗细儿獨頦贅销铒。精品文档精品文档15精品文档7 电压互感器——缩写为PT。它是一种传递电压信息供给测量仪器、仪表、保护或控制装置精品文档精品文档15精品文档的电器。称为电压互感器。通过它将电网高电压转换成低电压,供电网测量电压与电网保护用。8 避雷器——缩写为 LA。它是一种过电压限制器。 当电网因受雷击或开关操作而出现过电压时,避雷器两端子问的电压不超过规定值。使电气设备免受过电压损坏;还不影响系统的正常运行。9电抗器——缩写为L。它是一种纯电感性的电器,由于它的电感被电力系统使用。这种电器叫电抗器。串联于回路中的电抗器用来限制系统故障时的电流或对并联线路进行负载分配。并联于回路中的电抗器用来补偿系统的无功功率,以限制过电压。10电阻器——缩写为R。它是一种纯电阻性的电器,由于它的电阻被电力系统使用。这种电器叫电阻器。它与熔断器配合使用,用来限制短路电流。。变电所的母线 M可以由发电机 G供电,也可以在发电机停止工作时由电力系统供电。从此图可以粗略地看到高压电器在电力系统中所处的地位和作用。断路器CB1,CB2和CB4分别用来在正常工作时将发电机 G、变压器TR1和TR2接到母线 M上或从M上断开。同时 CB1用来当母线 M以及接到其上的设备发生故障时开断电路,以免发电机G遭到损坏。CB2用来当输电线 1或变压器TR1本身发生故障时开断电路; CB4用来当输电线 2或变压器TR2本身发生故障时开断电路,以免它们遭到损坏; CB3用来在正常工作时,关合和开断变压器TR1右侧电路以及当变压器 TR1本身发生故障时,使之和输电线 1断开。隔离开关DS1用来当检修发电机 G和断路器CB1时使之与母线 M隔离,或者当检修母线 M时,使之与发电机 G隔离。DS2和DS3用来当检修断路器 CB2,CB3或变压器 TR1时,使之与母线 M及电力系统隔离。 DS4用来当检修断路器 CB1或变压器TR2时,使之与母线 M隔离。DS4和DS5分别用来当检修电压互感器 TV或避雷器 LA时使之与母线 M隔离。负荷开关 LS和熔断器 F配合起来,用以代替断路器完成对变压器和输电线 3的各种操作和保护。前者担任在正常工作时的关合和开断电路,后者担任在发生过载或短路时开断电路。电抗器用来限制当变压器或输电线 2发生故障时产生的短路电流,以减轻断路器、变压器和输电线2的工作条件。它在高压线路中不是必需的,只有当短路电流过大使有关的设备不能承受时才觋冪紺远邁饶荩魉爺锉糝賓絕噦裊。精品文档精品文档15精品文档装设。避雷器用来限制由于雷电波沿输电线侵入时, 不使母线 M上的电压过分升高, 以免接到母线 M上的电气设备遭到损坏。电流互感器用来测量流过发电视 G出线端的电流,以供电给电流表进行计量;或供电给继电器,使之当线路发生过载或短路时发出信号,由二次继保系统发出命令令断路器开断电路。电压互感器用来测量加在母线 M上的电压,以供电给电压表 V进行计量;或供电给继电器, 使之当母线 M上电压降低到规定值以下时发出报警信号,或令接到母线 M上的所有断路器开断。电力系统对高压电器的主要要求电力系统的运行状态和负载性质是多种多样的,作为用来实现切合、保护、控制、调节和测量功能的高压电器设备,要保证电力系统的安全运行,对它的要求也是多方面的。另外,高压电器所处场所的自然环境变化也会对断路器的工作性能产生影响。因此应该全面考虑这些要求。归纳起来,对高压电器的要求,大致可以分为下述几个方面。,就应能够耐受各种电压、电流的作用而不致损坏。1)电压方面高压电器在规定的正常使用和性能条件下,能够连续运行的最高电压称为额定电压。根据我国国家标准的规定,,,12,,,126,252,363,550kV。绝大部分高压电器工作时还应耐受高于额定电压的各种过电压作用,而不会导致绝缘的损坏。标志这方面性能的参数有lmin工频耐受电压、雷电冲击耐受电压和操作冲击耐受电压。具体数值与高压电器的额定电压有关。2)电流方面高压电器的导电部分长期通过工作电流时,各部分的温度不得超过允许值,以保证高压电器的工作可靠。关于高压电器各种情况下的允许温度在有关标准中都有规定。高压电器在通过短路电流时,能承受短路电动力的作用且不应因电动力受到损坏,各部分温度也不应超过短时工作的允许值,触头不应发生熔焊和损坏。标志这方面性能的参数是:额定电流,额定峰值耐受电流,额定短时耐受电流和额定短路持续时间。,电流互感器应能准确迅速地检测出来反馈给继电保护系统,由继电保护系统向断路器发出分闸命令。断路器应能可靠地开断短路故障电流。当断路器关合已存在绝缘故障的线路时,触头间在快要接通时因高压预击穿而流过很大的短路电流。开关应有足够的关合能力。以抗衡短路电动力的阻力,保证开关触头可靠地合到底。且不发生触头熔焊现象。电网短路故障大多数是雷击、鸟害等瞬时故障。因此,为了提高供电的可靠性并增加电力系统的稳定性,电网要求断路器具有重合闸功能。其操作循环为: “分——合分—180s—合分”。即输电线路发生短路故障时,根据继电保护发出的信号,断路器开断短路故障;然后,经很短时间又再自动关合。若故障是瞬时的,断路器第一次分闸切除了故障,经 ,线路正常供电。如果线路故障持续时间较长,自动重合失败,断路器再次分闸,经 I80s后进行人工强送电,对于一些短时故障,强送可能成功。线路可恢复供电;若是永久性故障,强送失败,断路器第三次分闸。断路器在这三次分闸中都应可靠地开断额定开断电流。,都应能可靠工作,这些条件大致叙述如下:1)周围空气温度温度过低,会使高压电器内部可能使用的变压器油、润滑油、液压油的粘度增加,影响高压开关的分合闸速度。温度过低还可能使某些密封材料的性能劣化,造成高压电器设备漏气、漏油。驢諾贰鲡誉鳆輛訓骜將陘順学榄辋。精品文档精品文档14精品文档反之,温度过高可能造成导电部分过热等。2)海拔海拔会对高压电器的外绝缘产生影响。海拔高的地区,大气压力低,空气稀薄,外绝缘强度将降低。同时由于高海拔地区空气稀薄,散热差,电器各部分的温升会随之升高。我国标准中规定,高压电器的正常运行条件是海拔不超过1000rn。对安装于海拔1000rn以上的高压电器,有关技术要求要与制造厂协商。3)湿度我国长江以南地区湿度很大,全年很长时间的湿度在 90%以上,甚至表面出现凝露。这样大的湿度,容易引起高压电器的金属件锈蚀,绝缘件受潮,油漆层脱落,甚至影响机构的可靠动作和出现绝缘件表面的闪络事故。4)地震我国幅源辽阔、处于太平洋和南亚两大地震区之间,是一个多地震国家。在选用高压和超高压电器时,应根据设备安装点是否在地震区灵活选用。5)污秽沿海地区和重工业集中地区,尤其是火电厂、炼油厂、水泥厂、化工厂和沿海的油田等地区,空气中污秽严重,经常发生高压电器外绝缘的污闪事故。特别是秋末冬初和冬末春初之际,以及天气久晴之后,绝缘件上积秽较多,碰到毛毛雨天气就更为严重。6)风力过大的风力有可能使结构细长的高压电器变形甚至断裂, 断路器结构设计中应考虑这种风力载荷。7)覆冰阔闶愤铎蘆馊襪洒補騸忧韉领澀鉭。精品文档精品文档15精品文档标准中规定了三种不同等级的覆冰厚度,它们对应的允许覆冰厚度分别为5mm,10mm,20mm。精品文档精品文档15精品文档考核较严的是隔离开关在覆冰情况下的破冰操作。)允许合分次数精品文档精品文档15精品文档断路器应有一定的允许合分次数,以保证足够长的工作年限。根据标准,一般断路器允许的空载合分次数(也称机械寿命)为2000次;控制电容器组、电动机等经常启动的电力设备的断路器,其允许的合分次数应当更多,如5000,10000次,甚至更高。2)电寿命一般来说,断路器应有尽可能多的开断额定短路开断电流的次数。对于保护、控制经常启动的电气设备的断路器更应有连续几千次以上开合负荷电流的能力。衡量断路器这方面性能可用允许的开断额定短路开断电流的次数或是累计开断电流值( kA)表示。3)密封性能对于六***化硫和真空断路器,其密封性能应有所要求。例如六***化硫断路器气体的年泄漏率应低于l%或0、5%。4)对周围环境的影响有些断路器在动作时往往会出现排气、喷烟或喷高温气体等现象,这些现象都不应过分强烈,以免影响周围设备的正常工作,更不应出现喷油、喷火的现象。对断路器的噪音水平也应规定。另较魚欽僅橢举泺鏡绎聶浇叢俁铵拣。外对额定电压126kV及以上的断路器还规定了无线电干扰电压不得超过500V。,在高压电器中采用了各种各样的绝缘介质、材料和由这些绝缘材料制成的元件。在这些绝缘介质和材料中,有些只用作电的绝缘,有些则既可用作电的绝缘,又可用于灭弧。最常用的一些绝缘介质和材料如表所示。歲罌横蛳树該邇梟賊箦獄权駛躪絷。精品文档精品文档15精品文档高压电器常用的绝缘介质和材料表可用作灭弧和绝缘的材料仅可用作绝缘材料气体液体固体固体空气、变压器油、钢纸板、瓷、纸、木材、玻璃丝、布、塑料、高度真空、蒸馏水有机玻璃、树脂SF6气体石英砂、陶土关于表中绝缘材料的性能可参看有关电工材料的书籍。由于瓷具有很多优点,如介质损耗小、击穿强度高、耐高温、被电弧烧灼后不会炭化、价格便宜、容易加工成各种形状等,因而在高压电器中获得最广泛的应用。近几十年来,由于树脂工业的发展以及树脂在加工方面的优越性,在高压电器中,不少绝缘元件皆改用树脂制造,从而使电器的体积大为缩小,重量大为减轻。绝缘分类在高压电器中,按内外来分:处于大气中的绝缘称为外绝缘;处于密封容器或其他介质中的绝缘称为内绝缘。这两部分绝缘的破坏对电气设备所引起的后果是不相同的。外绝缘——即以大气为绝缘介质的绝缘结构。譬如:载流导体与接地外壳之间的绝缘联结支持件(瓷套或环氧浇注绝缘子),开关灭弧室断口间暴露在大气中的绝缘件(瓷套或环氧玻璃布棒等)。内绝缘——高压电器容器内部以油、压缩空气、SF6气体、真空等为绝缘介质的绝缘结构,带电部位对外壳间、触头断口间等部位。在高压电器中,按照工作情况,可以分为三类绝缘:相对地绝缘——带电导体对地(对接地金属外壳或底座)的绝缘,简称相对地绝缘。相间绝缘——各相带电导体之间的绝缘,简称相间绝缘。断口间绝缘——开关电器在开断位置时,同相触头之间的绝缘,简称断口间的绝缘。影响绝缘强度的主要因素外绝缘其电气强度由大气间隙的击穿强度或大气中沿固体表面的闪络强度所决定。影响外绝缘的主要因素是:间隙长度,在3m以内击穿强度随间隙长度呈线性增长,3m以上随间隙增长,击穿电压的增加有饱和趋势;海拔增高时,空气密度下降,外绝缘强度下降;大气污染将导致绝缘体沿面闪络电压下降;电场分布对外绝缘也有影响;带有尖棱的电极外表面会导致局部电场增大使耐受电压能力下降和电晕放电增大,因此这类超高压产品常带有均压环。内绝缘其电气强度由内部绝缘介质中间隙的击穿强度或沿介质中固体绝缘表面闪络强度所决定,与大气条件无关。在内部绝缘介质如油、SF6、压缩空气和真空,随间隙增大,电场不均匀性增大而使击穿电压的增加呈饱和趋势。盗铴邇蠶礡錛慳湾諷幃长蟬铗荞趲。精品文档精品文档19精品文档SF6SF6及压缩空气压力的增长将使间隙击穿电压增大,但有饱和趋势。 SF6电器最低运行环温和气压值受 SF6气体液化压力与温度的限制, SF6液化将导致气态压力下降、其绝缘强度随之下晋縱摜滟诳嘖鸸槟蜗疮黉荭谡慪缔。精品文档精品文档15精品文档降。真空电器中,真空度低于 10-2Pa时,其绝缘能力会明显下降。压缩空气中的湿度和尘埃对间隙击穿也有一定的影响。SF6中导电微粒和水份较大量的侵入会导致击穿电压下降。油中水份、炭粒子和纤维含量的增大以及温度的升高会使电器内绝缘能力下降。 真空中金属蒸汽的增多, 会使真空间隙击穿电压下降;在SF6和压缩空气中,电极表面粗糙和导电微粒的存在都会使间隙耐受电压下降,而在 SF6介质中这种现象更为明显,但是在油中这种影响不太明显;在真空电器中,电极材料、表面粗糙度与清洁度、导电微粒等对击穿电压有显著影响。錯獺秽剮釧澇员購獫儉醞潆勱喽燜。,其中,两个零件通过机械连接方式互相接触而实现导电的现象称为电接触现象。电接触按工作方式,一般可分为三大类:1)固定接触:用紧固件如螺钉、螺纹、铆钉等压紧的电接触称为固定接触,固定接触在工作过程中没有相对运动。2)可动接触(触头):在工作过程中可以分离的电接触称为可分接触,又称触头。开关电器触头中,一个是静触头,一个是动触头。触头关合时,一般靠弹簧力压紧。3)滑动及滚动接触触头:在工作过程中,触头间可以互相滑动或滚动,但不能分离的电接触称为滑动及滚动接触。开关电器的中间触头就是采用这种电接触。对电接触的主要要求高压电器导电回路电接触的可靠性对产品的运行可靠性是十分重要的。特别是可分触头的工作可靠性尤其重要的。如果触头的材料、结构或制造质量不好,触头在工作过程中就会发生严重损坏或因电弧而熔焊,电器工作的可靠性就无法保证。对高压电器电接触在工作中的主要要求是:繾呛终橥跻颗鵠屦癱輾繃矫话员读。精品文档精品文档23精品文档l在长期工作中,要求电接触在长期通过额定电流时, 温升不超过国标规定数值。 接触电阻要求精品文档精品文档15精品文档稳定。精品文档精品文档15精品文档在短时通过短路电流时,要求电接触不发生熔焊或触头材料的喷溅等。在开关关合短路电流时,要求触头能关合短路电流,触头不发生熔焊或严重损坏。在开断电路时,要求触头在开断电路时电磨损尽可能小对于固定接触、滑动或滚动接触,它们的工作性质决定了只有前两项要求。辙锔儈濰轸缟瞒颠騭綴伞妇笺简勛。接触电阻电接触的衡量标准就是接触电阻,接触电阻由收缩电阻及表面电阻组成。收缩电阻 在导电件的接触面因表面不平,电流通过的实际接触面积变小,电流线在接触面附近发生剧烈收缩,使电流通道在这接触表面附近区域变小、电流流动阻力增大,这种电流收缩现象呈现的电阻叫收缩电阻。表面电阻在接触表面因金属氧化物、灰尘、污物、油膜的存在而呈现电阻增大的现象叫表面电阻。影响接触电阻的因素影响接触电阻的因素如下:触头材料银的电阻率小、硬度低、不易氧化。因此银是高压电器较好的触头材料。但因较贵而常采用接触面镀银或镶银的办法来获得良好而稳定的电接触。铜的导电性仅次于银,因较便宜而大量被采用。但铜易氧化,氧化铜电阻率较大,常用镀银或糖锡来消除氧化铜的影响以减小接触电阻。铝的导电性能也较好(但次于银铜),因轻而便宜被大量用作导电元件。由于其化学性质十分活泼,在大气中极易生成硬而厚、电阻较大的氧化膜,因此铝材一般只作固定接触元件用,在固定接触面可涂导电膏防止氧接触。在某些可动接触的铝材表面,应镀银以防铝材表面氧化。铜钨合金具有优良的耐电弧烧损和抗熔焊性能,因而被用作开关的弧触头。因其接触电阻大而不能被用作主导电触头。接触形式电接触按接触形式分为:点接触、线接触及面接触。点、线、面三种接触形式对接触电阻的影响很复杂。点接触时,接触点少、收缩电阻大,但每个点的压强较大、表面电阻也可能较小;面接触时,接触点多,收缩电阻小,每个点的压强小,表面电阻也可能较大。线接触时,接触点介于点接触和面接触之间,表面电阻也可能介于两者之间。因此,在接触压力较小时,面接触的接触电阻反而大,只是在用螺栓固定连接的部位(接触压力大时),才用面接触。而可动接触或可动接触处多采用线接触或点接触。这两种接触形式在接触压栎鋮軛窶魴纬轵纏劳嘖駝椁肿褻膚。精品文档精品文档15精品文档力较大时其接触电阻较小。表面粗糙度精工研磨的接触表面,虽然接触点很多,但在接触压力不大时(),其接触电阻反而比一般机加工表面要大几倍,在接触压力较大时(6MPa左右),其接触电阻与一般机加工表面差不多。因此,高压电器的各种电接触的表面粗糙度一般都控制较高。接触压力必要的接触压力是保证电接触可靠的关键,尤其是在短路电流通过时,若接触压力不足,将导致接触面熔焊。,铁磁物质在交变电磁场作用下会有铁损耗,绝缘材料在突变电磁场作用下会产生介质损耗,所有这些损耗构成了高压电器通电工作时的发热热源,大部份热量散失到周围介质中、余下的使电器本身温度升高,最后达到平衡,温升不超过一个定值。高压电器发热的主要问题在于,零部件的温度过高可能使材料的物理、化学性能起变化,机械性能和电气性能下降,最后导致高压电器的工作故障,甚至造成严重事故。最大允许发热温度为了保证高压电器在工作年限内可靠工作,必须限制各种材料的发热温度,使其不超过一定数值,这个温度就是最高允许发热温度,简称最高允许温度。懶晓覡罌涼剥鐋箫摟谤轻纤銅儷顿。精品文档精品文档27精品文档高压电器在额定电流作用下长期工作的允许温度及温升应符合国标GB11022的规定。譬如在精品文档精品文档15精品文档SF6、油及空气中的开关触头允许温升(工作温度与环温之差) ,如果镀银为 65℃。GB11022还规定了短路电流通过电器时各部份的允许温度,譬如:与有机绝缘材料或油接触的铜导体为 250℃,不与这些材料接触的铜导体为 300℃、铝导体为 200℃。, 这是安培于 1820年发现的。通电导体的周围有磁场存在,而磁场对通电导体又有作用力。因此,两个或几个相互有电磁耦合的导体之间必有相互作用的力,我们把载流导体之间的作用力称为“电动力” 。铟鵑泪螢莶夢枣铍喽莅敛獄惡慪緗。精品文档精品文档15精品文档电气设备的导电部分总是由多个导体构成的,当导体中有电流流过时,各导体之间就有电动力的作用。电动力的大小与导体间的相互位置以及通过它们的电流的大小有关。正常工作时,断路器的长期工作电流不大,为几百至几千安,作用在导体上的电动力很小,对断路器的工作一般没有影响,可以忽略不计。但是当电路发生短路时,短路电流很大,可达几十乃至上百千安,就会产生很大的电动力。通常,当导体内电流超过万安以上时,就应当考虑电动力的问题。此时,电动力可能达几百牛顿,甚至几千牛顿以上,这样大的电动力可能使断路器的一些结构零件变形或断裂,使原未处于关合位置的触头被推开,产生电弧,导致触头熔焊;或者使断路器在关合过程中不能顺利关合,以至造成断路器爆炸等。研究电动力的目的,一方面是要掌握产生电动力的规律性,以便在设计断路器产品时,正确选择其结构和尺寸,使其机械强度能承受电动力的作用而不致损坏,使断路器不会因电动力的作用而发生误动作,也就是要克服电动力的危害性;另一方面,还可广泛利用电动力改善、提高断路器的性能。例如在断路器的灭弧结构中,利用电动力的作用来提高灭弧能力,利用电动力的作用增加短路时触头间的压力,利用电动力原理设计并制造出迅速推开的斥力式触头结构等。提高产品电动稳固性的措施为了避免短路电动力损坏产品结构,在设计上应注意:导体本身有足够的刚性;导体支持绝缘件有足够的机械强度;固定联接的导电接触面有足够的面积、表面平整、合适的表面粗糙度及紧固力、足够的联结螺鳃泪約諍传悭诛繹檁忧澮铁撫毙鹫。精品文档精品文档15精品文档栓;导电软联接的截面足够;短路电流大时,应采用插入式梅花触头、多点接触的表带式触头,触头的接触点数量与每个接点的接触压力设计应保证在短路电流冲击下不产生触点熔焊现象;触头及固定接触面上的镀银层不应有气泡、起皮等附着不良的情况;产品总体布置设计时,应选择正确的电流回路与导体支撑方式,使电动力的分布与支撑件受力合理。,只要电流达到几百毫安,电源电压有几十伏,在开关的触头间就会出现电弧。由于电弧是导电体,只有将电弧熄灭才能实现电路的开断。因此电弧现象,也即电弧燃烧和熄灭过程是开关电器最重要的内容。电弧是一种气体放电现象,也是一种等离子体。等离子体是与固体、液体、气体并列的物质四态。由温度为104K左右的电子、带正电荷或带负电荷的气体离子、金属离子等组成。电弧在开关断开电路的过程中产生。电弧通常可以分为三个区域:阴极区、弧柱和阳极区(见图3): 触头断开时,由于触头间高压电场的作用,在触头表面微观的突出部份因场强很高,电子从触头表面拉出,在触头表面形成阴极区的电流,这种现象为阴极电子发射。阴极发射出的电子经电场加速后碰撞电极间的气体分子使其游离成正离子及电子。电子奔向阳极,正离子受阴极吸引而撞击阴极使阴极加热,形成明亮的直径小于弧柱的阴极斑点,高温的阴极斑点中,又有大量的电子因激烈热运动而从触头表面脱出,形成阴极热电子发射。2弧柱 除真空开关之外一般开关电弧的孤柱都很长。弧柱中的气体因电子的高速碰撞而释放电子和正离子——这称为电场游离;弧柱中温度很高,离子高速运动而且都具有较大的动能。相互间不断碰撞可能使原子游离而产生大量自由电子——这称为热游离。弧柱在不断游离的同时,正离子与负离子互相接近、吸引而复合成中性原子,弧往中高浓度的带电粒子还不断地因热运动而扩散到孤柱周围粒子浓度较低的区域。扩散与复合是一种去游离。稳定燃烧的电弧,单位时间游离与去游离是平衡的。从外观上看,电弧由温度(~10000k)及亮度极高的弧柱及温度(~4000k)及亮度较低的光圈组成。电弧直径da大致相当于电弧中间明亮的弧柱直径,电弧电流几乎全部从弧柱通过,四周的光圈基本上不导电。对于开关长电弧,弧柱特性起主要作用。。阳极不仅收集电子也产生金属蒸气、向孤柱提供带电粒子。交流电弧的熄灭熄弧机理:交流电弧在燃烧期游离与去游离同时并在。在交流电流过零期间,电网输入孤隙的能量逐渐减小至零。如游离作用渐弱;而处于开关灭弧室内的电弧,由于受到熄弧介质(压缩空气、SF6或变压器油及其分解气体)强烈的吹拂冷却,去游离作用逐步增强。从能量平衡观点分析;电流过零期间,只要去游离作用(亦电弧能量的排出) 大于游离作用(电弧能量的注入)。电弧就熄灭。电流过零后不再重燃;否则弧隙会重燃、电弧继续燃烧。第二节高压电器分类及型号编制高压电器分类按照用途,高压电器可以分成下列几类:一、开关电器——用来切合电路的电器。它包括:断路器(CB)——用来在电路正常工作和发生故障(例如发生短路)时关合和开断电路。