第四章电气设备选择.pptx
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散就越强烈。
三、交流电弧的开断
交流电弧电流每周自然过零两次。在电流 过零时，电弧暂时熄灭。因此熄灭交流电 弧，就是让交流电弧过零后电弧不重燃。
交流电弧的熄灭条件是，交流电弧过后， 弧隙介质强度恢复过程永远大于弧隙电压 恢复过程。
四、灭弧的基本方法
1．利用介质灭弧 2．利用气体或油吹动电弧 3．采用特殊的金属材料作灭弧触头 4．电磁吹弧 5．使电弧在固体介质的狭缝中运动 6．将长弧分隔成短弧 7．采用多断口灭弧 8．提高断路器触头的分离速度
一、电弧的形成
电弧的产生和维持是触头间隙的绝缘介质 的中性质点(分子和原子)被游离的结果
电弧是一种游离气体的放电现象。 触头分离→E↑→电场发射→碰撞游离→发
弧→温度↑→热游离→电弧维持 热游离维持电弧的燃烧
二、电弧的熄灭
在中性质点发生游离的同时，还存在着使带电质 点不断减少的去游离。去游离的主要形式是复合与扩 散。 1．复合
第二节 开关电弧
断路器切断通有电流的回路时，只要电源电 压大于10～20V，电流大于80～100mA，在 动、静触头分开瞬间，在电源电压的作用下， 间隙中的空气介质被击穿导电，形成光亮很强、 温度很高的气体电流这种电流就叫做电弧。此 时，触头虽然已分开，但是电路中的电流还在 继续流通，只有熄灭电弧，电路才真正断开。 本节介绍开关电弧的基本知识与各种灭弧方法 的原理。
2．电气设备的额定电压不得低于所接电网的额定电 压。
3. 电气设备的额定电流不小于该回路的最大持续工 作电流或计算电流。
我国的电气设备,铭牌上的额定电流是以环境温度为 40℃。的条件下，经过试验和理论计算而确定的，当周围环 境温度在一定范围内偏离40℃ 时，，所选电气设备的实际 额定电流必有一定变化，实际值可按下式修正
复合是异性带电质点彼此的中和。复合速率与下 列因素有关： 1) 带电质点浓度越大，复合机率越高。 2) 电弧温度越低，带电质点运动速度越慢，复合就
容易。 3）弧隙电场强度小，带电质点运动速度慢，复合的
可能性就增大。
2．扩散 扩散是指带电质点从弧隙逸出进入周围介
质中的现象。扩散速度与下列因素有关：
l) 弧隙与其周围介质的温差越大，扩散越强。 2) 电弧与周围介质离子的浓度相差越大，扩
第三节 高压开关电器的选择
高压断路器、负荷开关、隔离开关和熔断器的 选择条件基本相同，除了按电压、电流、装置类型 选择，校验热、动稳定性外，对高压断路器、负荷 开关和熔断器还应校验其开断能力。
一、高压断路器的选择
具有完善的灭弧能力 1. 功能 通断正常负荷电流 接通和承受一定的短路电流 在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故
式中
ish、Ⅰsh—短路冲击电流幅值及其有效值； ies 、Ⅰes—电气设备允许通过的动稳定电流
的幅值及其有效值。
3．开关设备断流能力校验
对要求能开断短路电流的开关设备，如断路器、熔断器， 其断流容量不小于安装处的最大三相短路容量，即：
Soc Sk·max
或
I Oc
I（3Βιβλιοθήκη Baidu k ·max
式中： ， I（3） k ·max
障。
2. 原理
开断元件
支持瓷 瓶
操动 机构
SW2-63型少油断路器
绝缘子支持型结构示意图
3. 类型
① 油断路器
多油断路器：
开关触头在绝缘油中闭合和断开。油兼有灭弧和绝缘功 能，油量多，有易燃易爆危险。体积大，维护麻烦。可 频繁通断负荷。趋于淘汰。
少油断路器：
开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧功能，油 量少，易燃易爆危险性较小。体积小，价廉，维护方便。 不能频繁操作。 6～10kv多用。
热效应)应不超过允许值。满足热稳定的条件为
Its 2tts I 2ti
式中 Ⅰts —电气设备的热稳定电流。 Ⅰ∞—短路稳态电流值。 tts—设备的热稳定时间 ti—假想时间
2、电动力稳定校验
电动力稳定是电气设备承受短路电流机械效应
的能力，也称动稳定。满足动稳定的条件为
ies ish
或
Ies Ish
INθ IN
al al
0 0
INKθ
式中 al——设备允许最高工作温度，℃； 0′——实际环境年最高空气温度，℃； 0——额定环境空气温度，电器设备为40℃；导体为25℃；
K——环境温度修正系数 IN——实际环境温度下电气设备允许通过的额定电流。
二、 按短路条件校验
1、短路热稳定校验 短路电流通过电气设备时，电气设备各部件温度(或发
第四章 高压电气设备的选择
第一节 电气设备选择的一般原则 第二节 开关电弧 第三节 高压开关电器的选择 第四节 母线和绝缘子的选择 第五节 限流电抗器的选择 第六节 互感器的选择
第一节 电气设备选择一般原则
电气设备选择是发电厂和变电所设计的主要内容之 一，在选择时应根据实际工作特点，按照有关设计规范的 规定，在保证供配电安全可靠的前提下，力争做到技术先 进，经济合理。
为了保障高压电气设备的可靠运行，高压电气设备选 择与校验的一般条件有：按正常工作条件下选择额定电流、 额定电压及型号等，按短路情况下校验开关的开断能力、 短路热稳定和动稳定。
一、 按正常工作条件选择电气设备
1．选择电气设备时还应考虑设备的安装地点、环境 及工作条件，合理地选择设备的类型，如户内户 外、海拔高度、环境温度及防尘、防腐、防爆等。
S k ·max
—
三相最大短路电流与最大短路容量；
Ioc ，Soc — 断路器的开断电流与开断容量。
三、校验的选用
1. 凡有自动断电功能者，必须校验断流容量（或 开断电流）如高压断路器、熔断器和高压开关 柜等。
2. 凡可能通过短路电流者，必须校验动、热稳定 电压互感器？开关、电流互感器、母线等
3. 几个特例 （1）熔断器不作动、热稳定校验 （2）支柱绝缘子应作动稳定校验 （3）电缆只作热稳定校验
② 六氟化硫断路器
开关触头在SF6气体中闭合和断开。SF6气体兼 有灭弧和绝缘功能。灭弧能力强，属高速断路 器。断流容量大，电绝缘性能好，检修周期长。 可频繁操作。无燃烧爆炸危险，体积小，维护 要求严格，价贵。在全封闭组合电器中多采用。 不适于高寒地区。
本身无毒，但电弧在高温作用下会生成氟化氢 等强烈腐蚀性的剧毒物，检修时，应注意防毒。
三、交流电弧的开断
交流电弧电流每周自然过零两次。在电流 过零时，电弧暂时熄灭。因此熄灭交流电 弧，就是让交流电弧过零后电弧不重燃。
交流电弧的熄灭条件是，交流电弧过后， 弧隙介质强度恢复过程永远大于弧隙电压 恢复过程。
四、灭弧的基本方法
1．利用介质灭弧 2．利用气体或油吹动电弧 3．采用特殊的金属材料作灭弧触头 4．电磁吹弧 5．使电弧在固体介质的狭缝中运动 6．将长弧分隔成短弧 7．采用多断口灭弧 8．提高断路器触头的分离速度
一、电弧的形成
电弧的产生和维持是触头间隙的绝缘介质 的中性质点(分子和原子)被游离的结果
电弧是一种游离气体的放电现象。 触头分离→E↑→电场发射→碰撞游离→发
弧→温度↑→热游离→电弧维持 热游离维持电弧的燃烧
二、电弧的熄灭
在中性质点发生游离的同时，还存在着使带电质 点不断减少的去游离。去游离的主要形式是复合与扩 散。 1．复合
第二节 开关电弧
断路器切断通有电流的回路时，只要电源电 压大于10～20V，电流大于80～100mA，在 动、静触头分开瞬间，在电源电压的作用下， 间隙中的空气介质被击穿导电，形成光亮很强、 温度很高的气体电流这种电流就叫做电弧。此 时，触头虽然已分开，但是电路中的电流还在 继续流通，只有熄灭电弧，电路才真正断开。 本节介绍开关电弧的基本知识与各种灭弧方法 的原理。
2．电气设备的额定电压不得低于所接电网的额定电 压。
3. 电气设备的额定电流不小于该回路的最大持续工 作电流或计算电流。
我国的电气设备,铭牌上的额定电流是以环境温度为 40℃。的条件下，经过试验和理论计算而确定的，当周围环 境温度在一定范围内偏离40℃ 时，，所选电气设备的实际 额定电流必有一定变化，实际值可按下式修正
复合是异性带电质点彼此的中和。复合速率与下 列因素有关： 1) 带电质点浓度越大，复合机率越高。 2) 电弧温度越低，带电质点运动速度越慢，复合就
容易。 3）弧隙电场强度小，带电质点运动速度慢，复合的
可能性就增大。
2．扩散 扩散是指带电质点从弧隙逸出进入周围介
质中的现象。扩散速度与下列因素有关：
l) 弧隙与其周围介质的温差越大，扩散越强。 2) 电弧与周围介质离子的浓度相差越大，扩
第三节 高压开关电器的选择
高压断路器、负荷开关、隔离开关和熔断器的 选择条件基本相同，除了按电压、电流、装置类型 选择，校验热、动稳定性外，对高压断路器、负荷 开关和熔断器还应校验其开断能力。
一、高压断路器的选择
具有完善的灭弧能力 1. 功能 通断正常负荷电流 接通和承受一定的短路电流 在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故
式中
ish、Ⅰsh—短路冲击电流幅值及其有效值； ies 、Ⅰes—电气设备允许通过的动稳定电流
的幅值及其有效值。
3．开关设备断流能力校验
对要求能开断短路电流的开关设备，如断路器、熔断器， 其断流容量不小于安装处的最大三相短路容量，即：
Soc Sk·max
或
I Oc
I（3Βιβλιοθήκη Baidu k ·max
式中： ， I（3） k ·max
障。
2. 原理
开断元件
支持瓷 瓶
操动 机构
SW2-63型少油断路器
绝缘子支持型结构示意图
3. 类型
① 油断路器
多油断路器：
开关触头在绝缘油中闭合和断开。油兼有灭弧和绝缘功 能，油量多，有易燃易爆危险。体积大，维护麻烦。可 频繁通断负荷。趋于淘汰。
少油断路器：
开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧功能，油 量少，易燃易爆危险性较小。体积小，价廉，维护方便。 不能频繁操作。 6～10kv多用。
热效应)应不超过允许值。满足热稳定的条件为
Its 2tts I 2ti
式中 Ⅰts —电气设备的热稳定电流。 Ⅰ∞—短路稳态电流值。 tts—设备的热稳定时间 ti—假想时间
2、电动力稳定校验
电动力稳定是电气设备承受短路电流机械效应
的能力，也称动稳定。满足动稳定的条件为
ies ish
或
Ies Ish
INθ IN
al al
0 0
INKθ
式中 al——设备允许最高工作温度，℃； 0′——实际环境年最高空气温度，℃； 0——额定环境空气温度，电器设备为40℃；导体为25℃；
K——环境温度修正系数 IN——实际环境温度下电气设备允许通过的额定电流。
二、 按短路条件校验
1、短路热稳定校验 短路电流通过电气设备时，电气设备各部件温度(或发
第四章 高压电气设备的选择
第一节 电气设备选择的一般原则 第二节 开关电弧 第三节 高压开关电器的选择 第四节 母线和绝缘子的选择 第五节 限流电抗器的选择 第六节 互感器的选择
第一节 电气设备选择一般原则
电气设备选择是发电厂和变电所设计的主要内容之 一，在选择时应根据实际工作特点，按照有关设计规范的 规定，在保证供配电安全可靠的前提下，力争做到技术先 进，经济合理。
为了保障高压电气设备的可靠运行，高压电气设备选 择与校验的一般条件有：按正常工作条件下选择额定电流、 额定电压及型号等，按短路情况下校验开关的开断能力、 短路热稳定和动稳定。
一、 按正常工作条件选择电气设备
1．选择电气设备时还应考虑设备的安装地点、环境 及工作条件，合理地选择设备的类型，如户内户 外、海拔高度、环境温度及防尘、防腐、防爆等。
S k ·max
—
三相最大短路电流与最大短路容量；
Ioc ，Soc — 断路器的开断电流与开断容量。
三、校验的选用
1. 凡有自动断电功能者，必须校验断流容量（或 开断电流）如高压断路器、熔断器和高压开关 柜等。
2. 凡可能通过短路电流者，必须校验动、热稳定 电压互感器？开关、电流互感器、母线等
3. 几个特例 （1）熔断器不作动、热稳定校验 （2）支柱绝缘子应作动稳定校验 （3）电缆只作热稳定校验
② 六氟化硫断路器
开关触头在SF6气体中闭合和断开。SF6气体兼 有灭弧和绝缘功能。灭弧能力强，属高速断路 器。断流容量大，电绝缘性能好，检修周期长。 可频繁操作。无燃烧爆炸危险，体积小，维护 要求严格，价贵。在全封闭组合电器中多采用。 不适于高寒地区。
本身无毒，但电弧在高温作用下会生成氟化氢 等强烈腐蚀性的剧毒物，检修时，应注意防毒。