导体和电气设备的原理与选择

(1)用熔断器保护的电气设备，其热稳定由熔断时间保 证，故可不验算热稳定。
(2)采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定。
(3)装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设备可不校验 动、热稳定。
3.短路电流计算条件
短路电流应按下列条件确定：
(1)容量和接线。按本工程设计最终容量计算，并考虑电力 系统远景发展规划（一般为本工程建成后5-10年）；其接线 应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在 切换过程中可能短时并列的接线方式（如切换厂用变压器时 的并）。
碰撞游离: 阴极表面发射出的电子和弧隙中原有的少数电子在强电场能的作用下，
向阳极方向运动，并不断地与其他粒子（如气体原子、分子）发生碰撞， 将中性粒子中的电子击出，游离成正离子和新的自由电子，新产生的电子 也向阳极加速运动，同样也会使它所碰撞的中性质点游离。碰撞游离连续 进行就可能导致在触头间充满了电子和离子，从而介质被击穿，电流急剧 增大出现光效应和热效应而形成电弧。
2．额定电流 IN应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流 Imax
I N I NS
1)发电机、调相机和变压器在电压降低5％时，出力保持 不变，故其相应回路的Imax=1.05IN ；
2)若变压器有可能过负荷运行时， Imax=(1.3~2) IN；
3)母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机Imax；
高压隔离开关的主要功能： 保证高压电器及装置在检修工作时的安全，不能
用于切断、投入负荷电流或开断短路电流，仅可允许 用于不产生强大电弧的某些切换操作。
一、电弧的形成与熄灭 电弧：用开关电器切断通有电流的线路时，只要电源电压大于10-20V， 电流大于80-100mA,在开关电器的动、静触头分离瞬间，触头间就会出 现电弧电弧。
二、按短路状态校验
1.短路热稳定校验 短路电流通过电器时，电气设备各部件温度（或发热效应）应不超
过允许值。满足热稳定的条件为
I
2 t
Qk
2．电动力稳定校验 电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳 定的条件为
ies ish
或
Ies I sh
下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：
4.短路计算时间 验算热稳定的短路计算时间tk为继电保护动作时间tpr和相应断 路器的全开断时间tbr之和，即
tk t pr tbr
tpr取保护装置的后备保护动作时间，而tbr是指对断路器的分闸脉冲传 送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各相触头分离后的电弧完全 熄灭为止的时间段。包括两个部分，即
发电厂电气部分
第六章 导体和电气设备的原理与选择
主要设备的原理 导体及电气设备的选择 选择条件 校验条件
第一节电气设备选择的一般条件 按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动 稳定。
一、按正常工作条件选择电气设备 1.额定电压 电气设备的额定电压不低于装置地点电网额定电压
U N U NS
热电子发射：触头分离瞬间，接触电阻突然加大而产生的高温及电弧燃 烧，使阴极表面出现强烈的炽热点，将阴极金属材料内的大量电子不断 逸出金属 表面； 强电场电子发射：当触头刚分开时，触头间距离很小，则产生很强的电 场强 度（3x106V/m以上），阴极表面的电子就会被电场力拉出而形成触头空 间的自由电子。这种强电场发射是在弧隙间最初产生电子的主要原因。
特点：电弧是导电的。电弧电弧弧柱中出现了大量自由电子。
1．电弧的形成和弧隙介质的游离与去游离 产生：及维持是触头绝缘介质的中性质点（分子和原子）被游离的结果。 游离：中性质点转化为带电质点。电弧的形成过程就是气态介质或固态、 液态介质高温气化后向等离子体态的转化过程。因而，电弧是一种游离 的气体放电现象。
(2)短路种类。一般按三相短路验算，若其他种类短路较三 相短路严重时，则应按最严重的情ห้องสมุดไป่ตู้验算。
(3)计算短路点。在计算电路图中，同电位的各短路点的短 路电流值均相等，但通过各支路的短路电流将随着短路点的 位置不同而不同。在校验电器和载流导体时，必须确定电气 设备和载流导体处于最严重情况的短路点，使通过的短路电 流校验值为最大。
2)当海拔在1000-3500m范围内，若海拔制造厂家规定值每升高 100m，则电气设备允许最高工作电压要下降1%。当最高工作电压 不能满足要求时，应采用高原型电气设备，或采用外绝缘提高一级 的产品。
3)对于110kV及以下电气设备，由于外绝缘裕度较大，可在海拔 2000m以下使用。
4)一般使用的额定环境温度θ0 = + 40℃，如周围环境温度高于＋ 40 ℃ （但小于+ 60 ℃ ）时，其允许电流一般可按每增高1 ℃ ， 额定电流减少1.8％进行修正；当环境温度低于＋40℃时，环境温 度每降低1 ℃ ，额定电流可增加0.5%，但其最大电流不得超过额 定电流的20%
热游离: 由于在电弧燃烧过程中，弧柱中的电导很大，则电位梯度很小，电子
不能获得必需的位能，于是碰撞游离已不可能。然而电弧产生之后，弧隙 的温度很高，中性质点不规则热运动速度增加，具有足够动能的互相碰撞 游离出电子和正离子，这种现象称为热游离。一般气体开始发生热游离的 温度为9000-10000℃；金属蒸气的热游离温度约为4000-5000 ℃ 。因为 开关电器的电弧中总有一些金属蒸气，而弧心温度总大于4000-5000℃ ， 所以，热游离的强度足可维持电弧的燃烧。
4)母线分段电抗器Imax 应为母线上最大一台发电机跳闸时， 保证该段母线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电 流的50％-80%；
5)出线回路的Imax 除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故 时由其他回路转移过来的负荷。
3．环境条件对设备选择的影响
1)非高原型的电气设备使用环境的海拔高度不超过1000m。
tbr tin ta
tin为断路器固有分闸时间
ta为断路器开断时电弧持续时间
第二节高压断路器和隔离开关的原理与选择
高压断路器主要功能： 正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网
或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障 时，能快速切除故障回路，保证无故障部分正常运行， 起着保护作用。
特点：是能断开电器中负荷电流和短路电流。