电气设备选择的一般条件
合集下载
第六章 导体和电气设备选择
流电弧的伏安特性为动态特性。 ）交流电弧的伏安特性为动态特性。 1）动态特性 ） 由于交流电为周期函数，电弧的温度、 由于交流电为周期函数，电弧的温度、 电阻和电压都随位时间变化，故交流电弧的伏 电阻和电压都随位时间变化， 安特性为动态特性。 A燃弧电压 安特性为动态特性。 燃弧电压 2）电弧的热惯性 ） B熄弧电压 熄弧电压 因弧柱的升温和散 u 热要有一个过程，电弧 热要有一个过程， i 的温度总是滞后于周期 电流的变化， 电流的变化，这种现象 称为电弧的热惯性。 称为电弧的热惯性。
（3）弧隙介质强度的恢复过程 ） 电弧电流过零时， 电弧电流过零时，弧隙介质的绝缘能力 由起始介质强度逐渐增强的过程， 由起始介质强度逐渐增强的过程，称为弧隙 介质强度的恢复过程。 介质强度的恢复过程。 1）近阴极效应使弧隙出现起始介质强度 ） 电弧电流过零前后弧隙中的电荷分布 － ＋ － ＋
T=0-过零前 过零前
IN≥Imax
3）自然环境条件 • 选择导体和电器时，应按当地环境条件校 选择导体和电器时， 核它们的基本使用条件。 核它们的基本使用条件。 • 当气温、风速、湿度、污秽等级、海拔高 当气温、风速、湿度、污秽等级、 地震烈度、 度、地震烈度、覆冰厚度等环境条件超出 一般电器的规定使用条件时， 一般电器的规定使用条件时，应向制造部 门提出补充要求或采取相应的防护措施。 门提出补充要求或采取相应的防护措施。
(3)带电抗器的出线回 带电抗器的出线回 路在母线和母线隔离 开关隔板前的母线引 线及套管， 线及套管，应按电抗 器前如d7点短路选择 点短路选择。 器前如 点短路选择。 而对隔板后的导体和 电器一般可按电抗器 为短路计算点， 后d8为短路计算点， 为短路计算点 以便出线选用轻型断 路器，节约投资。 路器，节约投资。
（3）弧隙介质强度的恢复过程 ） 电弧电流过零时， 电弧电流过零时，弧隙介质的绝缘能力 由起始介质强度逐渐增强的过程， 由起始介质强度逐渐增强的过程，称为弧隙 介质强度的恢复过程。 介质强度的恢复过程。 1）近阴极效应使弧隙出现起始介质强度 ） 电弧电流过零前后弧隙中的电荷分布 － ＋ － ＋
T=0-过零前 过零前
IN≥Imax
3）自然环境条件 • 选择导体和电器时，应按当地环境条件校 选择导体和电器时， 核它们的基本使用条件。 核它们的基本使用条件。 • 当气温、风速、湿度、污秽等级、海拔高 当气温、风速、湿度、污秽等级、 地震烈度、 度、地震烈度、覆冰厚度等环境条件超出 一般电器的规定使用条件时， 一般电器的规定使用条件时，应向制造部 门提出补充要求或采取相应的防护措施。 门提出补充要求或采取相应的防护措施。
(3)带电抗器的出线回 带电抗器的出线回 路在母线和母线隔离 开关隔板前的母线引 线及套管， 线及套管，应按电抗 器前如d7点短路选择 点短路选择。 器前如 点短路选择。 而对隔板后的导体和 电器一般可按电抗器 为短路计算点， 后d8为短路计算点， 为短路计算点 以便出线选用轻型断 路器，节约投资。 路器，节约投资。
电气设备选择的一般条件
⑤ 额定短时耐受电流It(kA)。在规定条件和时间下断路器在合闸 位置时所能经受电流的峰值。它反映设备经受短路电流引起 的热效应能力。
⑥ 额定短时关合电流iNcl(kA)。在规定条件下断路器保证正常关 合的最大预期峰值电流。
三、高压断路器的选择
•(一) 高压断路器型号和技术参数
•3．技术参数
⑦ 开断时间(ms)。从断路器分闸线圈通电起至三相电弧完全熄灭 为止的时间。开断时间由分闸时间和电弧燃烧时间或燃弧时 间组成。
按安装地点分
户内式 户外式
三、高压断路器的选择
•(一) 高压断路器型号和技术参数
•2．型号
由字母和数字两部分组成的：
•额定开断能力，kA或MVA
•1 •2 •3 •4 •5 •6 •7 •8
•特殊环境代号
•额定电流，A •派生代号：C—手车式；G—改进式等。 •额定电压，kV
•设计序号
•使用环境：N—户内式；W—户外式。
③ 计算短路点：
同一电压等级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。
在校验电气设备和载流导体时，必须确定电气设 备和载流导体处于最严重的短路点，使通过的短 路电流校验值为最大。
二、按短路状态校验
•4. 短路计算时间
① 短路电流热效应计算时间：
•燃弧时
终熄灭。 在交流电弧自动熄灭后，弧隙中存在着两个恢复过
程：
弧隙介质强度恢复过程 弧隙电压恢复过程
2. 交流电弧的熄灭
(1) 交流电弧的熄灭条件
•ud
1) 弧隙介质强度恢复过程
含义：弧隙中介质强度恢复 到绝缘的正常状态的过程。 以能耐受的电压ud(t)表示。
影响因素：主要是断路器灭 弧装置的结构和灭弧介质的 性质。
⑥ 额定短时关合电流iNcl(kA)。在规定条件下断路器保证正常关 合的最大预期峰值电流。
三、高压断路器的选择
•(一) 高压断路器型号和技术参数
•3．技术参数
⑦ 开断时间(ms)。从断路器分闸线圈通电起至三相电弧完全熄灭 为止的时间。开断时间由分闸时间和电弧燃烧时间或燃弧时 间组成。
按安装地点分
户内式 户外式
三、高压断路器的选择
•(一) 高压断路器型号和技术参数
•2．型号
由字母和数字两部分组成的：
•额定开断能力，kA或MVA
•1 •2 •3 •4 •5 •6 •7 •8
•特殊环境代号
•额定电流，A •派生代号：C—手车式；G—改进式等。 •额定电压，kV
•设计序号
•使用环境：N—户内式；W—户外式。
③ 计算短路点：
同一电压等级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。
在校验电气设备和载流导体时，必须确定电气设 备和载流导体处于最严重的短路点，使通过的短 路电流校验值为最大。
二、按短路状态校验
•4. 短路计算时间
① 短路电流热效应计算时间：
•燃弧时
终熄灭。 在交流电弧自动熄灭后，弧隙中存在着两个恢复过
程：
弧隙介质强度恢复过程 弧隙电压恢复过程
2. 交流电弧的熄灭
(1) 交流电弧的熄灭条件
•ud
1) 弧隙介质强度恢复过程
含义：弧隙中介质强度恢复 到绝缘的正常状态的过程。 以能耐受的电压ud(t)表示。
影响因素：主要是断路器灭 弧装置的结构和灭弧介质的 性质。
电气设备选择的一般条件
电气设备选择的一般条件1. 安全性能那可是超级重要的呀！就好比你买辆车，总不能三天两头出故障甚至有安全隐患吧。
选择电气设备也一样，你得选那种安全有保障的，不然出了问题可不得了！比如一些劣质的插座，很容易引发火灾呢。
2. 功能是不是符合你的需求，这可得好好琢磨琢磨！就像你找对象，总不能找个跟你完全不合拍的吧。
比如说你需要一个能精确控制温度的电气设备，那你就得挑个功能强大的呀，不然怎么满足你的要求呢！3. 质量可不能马虎呀！这就跟买衣服似的，质量好的能穿好久，质量差的洗几次就没法看了。
选择电气设备时，一定要选质量过硬的，用起来才放心呀！像那种容易坏的，修都修烦了。
4. 品牌有时候也很关键哦！大品牌就像是靠谱的朋友，让人更放心呢。
比如那些知名的电气品牌，一般在品质和售后方面都更有保障，你说是不是？就像买手机大家都倾向于知名品牌一样。
5. 性价比高不高可得好好掂量掂量！别花了冤枉钱呀。
就好比去超市买东西，你得对比对比价格和质量呀。
选择电气设备也是，要找到那个既实惠又好用的才行。
6. 操作简单不简单也很重要呢！要是太复杂，用起来多费劲呀。
就像玩游戏，太复杂的操作谁爱玩呀。
选个操作简便的电气设备，用起来才顺手嘛，比如那种一键启动的。
7. 尺寸大小合不合适也得考虑呀！不然买回来放不下多尴尬。
这就跟买家具一样，得量好尺寸。
电气设备也是，得根据你的空间来选择合适的尺寸，对吧？8. 外观好不好看也会影响你的心情呀！谁不想用个漂亮的电气设备呢。
就像你穿好看的衣服会开心一样。
选个外观时尚的，看着也舒心呀，你说呢？9. 售后服务可得重视起来！要是出了问题没人管，那不就傻眼了。
这就跟生病找医生一样，得有个靠谱的售后呀。
好的售后服务能让你在使用电气设备时没有后顾之忧。
10. 环保不环保也得考虑呀！我们得为地球做点贡献呀。
选择节能的电气设备，既能省钱又环保，多好呀！就像随手关灯一样，是我们应该做的呀。
我觉得呀，在选择电气设备时，这些一般条件都得考虑到，一个都不能少！这样才能选到真正适合自己的好电气设备。
第六发电厂电气(1、2)节
（4）短路电流的实用计算方法
在进行电气设备的热稳定验算时，需要用短路后不同时刻的 短路电流（I〞、Itk/2、Itk），即计及暂态过程，通常采用短 路电流的实用计算方法，即运算曲线法。 步骤： 1）网络化简为以各电源至短路点的辐射形网络，得各转移电 抗。 2）将各转移电抗归算至各电源下得各计算电抗。 3）用运算曲线计算各时刻的三相短路电流。
2
3 ----导体的截面系数（m ），与导体尺寸和布置 方式有关。
3）满足动稳定的条件为
max ph al
为了避免重复计算，常用绝缘子间最大允许跨距 max ph al （单位为m ）校验动稳定，令
Lmax
，得
Lmax
10 alW f ph
只要支柱绝缘子跨距 L Lmax ，即可满足动稳定要求。 注：为了避免导体因自重而过分弯曲，所选支柱绝缘子跨 距L 不得超过1.5~2m。
第六章
电气设备的选择
第一节 电气设备选择的一般条件
大多数电气设备具有必须满足的共同选择校验项目，即 按正常工作条件选择额定电压和额定电流，按短路条件校验 热稳定和动稳定。
一、按正常工作条件选择额定电压和额定电流 按环境条件修正
1、额定电压选择 正常电压：电气设备所在回路的最高运行电压不得高
于电气设备的允许最高电压。
2. 短路动稳定校验 ① 定义：动稳定是指电气设备承受短路电流产生的电动力效应而不 损坏的能力。 ② 电器满足动稳定的条件：
ies ish或I es I sh
式中 sh ish 2K sh I， sh ----短路冲击电流的幅值和有效值， 其中， I 为0s钟短路电流周期分量有效值； K sh 为冲击系数，发电机端取1.9，发电厂高压母线及发电机电压电抗器 后取 1.85，远离发电机时取1.8；
电气设备选择的一般条件
第一节 电气设备选择的一般条件
第一节 电气设备选择的一般条件
选择条件有
｛ 特殊条件：个别电气设备具有的选择校验项目。
一般条件：多数电气设备共有的选择校验项目。
一、按正常工作条件选择额定电压和额定电流 1. 额定电压选择 1)正常电压要求是：电气设备所在回路的最高运行电压不 得高于电气设备的允许最高工作电压。 2) 由于电气设备的允许最高工作电压为其额定电压的UN 的1.1~1.15倍，而电网电压正常波动引起的最高运行电压不超 过电网额定电压UNs的1.1倍。 3) 一般可以按电气设备的额定电压UN不得低于其所在电 网的额定电压UNs的条件来选择电气设备，即: UN ≥ UNs
t ab t in t a
验算裸导体的短路热稳定时，tpr宜采用主保护动作时间，如主 保护有死区时，则采用能对该死区起保护作用的后备保护动作 时间； 验算电器的短路热稳定时，tpr宜采用后备保护动作时间。 少油断路器的燃弧时间ta为0.04~0.06s，SF6断路器的燃弧时间ta 为0.02~0.04s。
IN（或Ial）≥Imax
第一节 电气设备选择的一般条件
一、按正常工作条件选择电气设备
《发电厂电气主系统》 第六章 导体和电气设备的原理与选择
3) 当实际环境温度θ不同于导体的额定环境温度θ0时，其长期允 许电流应该用下式进行修正。 Ialθ = KIal ≥Imax 不计日照时，裸导体和电缆的综合修正系数K为
第一节 电气设备选择的一般条件
一、按正常工作条件选择电气设备
《发电厂电气主系统》 第六章 导体和电气设备的原理与选择
注意： 1) 海拔影响电气设备的绝缘性能，随装设地点海拔的增 加，空气密度和湿度相应减小，使得电气设备外部空气间隙 和固体绝缘外表面的放电特性降低，电气设备允许的最高工 作电压减小。 对海拔超过1000m的地区，一般应选用高原型产品或外绝 缘提高一级的产品。 对于现有110kV及以下大多数电器的外绝缘有一定裕度， 可在海拔2000m以下地区使用。 2) 在空气污秽(腐蚀减低绝缘强度)或有冰雪的地区，某 些电气设备应选用绝缘加强型或高一级电压的产品。
《电气设备选择的一般条件》
确定是选户内型还是户外型；选用普通型还是防污型；选用装 配式还是成套式；选用适合有人值班的还是满足无人值班要求 等。
一般非高原型的电气设备使用环境海波高度不超过1000m。当海拔在 1000~3500m范围内，如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%。对于110kV及以下电气设备，由于外绝缘裕度大， 可在海拔2000m以下使用。
（2）二次绕组匝数多、阻抗很大。二次负载阻抗很小， 串联接入二次绕组。
（3）一、二次电流之比近似为绕组匝数比，此即测量 依据。即
I1＝KiI2 因此，电流互感器相当于一台接近于短路运行的 变流器。
电流互感器二次绕组严禁开路！
测量误差
1）误差的一般介绍。
测量误差＝测量值－真实值（准确值）
误差计算的逻辑悖论与解决办法（举例）
5）动稳定校验
高压断路器的额定峰值耐受电流idw 应不小于三相短路时通 过断路器的短路冲击电流幅值ishm，即
idw≥ishm
6）热稳定校验
高压断路器的额定短时耐受热量Ir2tr应不小于短路期内短 路电流热效应Qk ，即
Ir2tr ≥Qk
4.2.2 隔离开关的选择与校验
(1)型式和种类；(2)额定电压；(3)额定电流；(4)动稳定；(5)热 稳定。
CT二次以5A为典型值。 为安全计，互感器二次绕组必须接地！
4.2.3 电流互感器
ห้องสมุดไป่ตู้
电流互感器用于测量一次系统电流，二次额定电流 一般为5A，也有1A的额定电流。
I1 铁芯
Wh I2 A
母线式CT
CT
UU
~ UV
N~ UW ~
绕 组 式
I1 铁芯
I2 A
一般非高原型的电气设备使用环境海波高度不超过1000m。当海拔在 1000~3500m范围内，如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%。对于110kV及以下电气设备，由于外绝缘裕度大， 可在海拔2000m以下使用。
（2）二次绕组匝数多、阻抗很大。二次负载阻抗很小， 串联接入二次绕组。
（3）一、二次电流之比近似为绕组匝数比，此即测量 依据。即
I1＝KiI2 因此，电流互感器相当于一台接近于短路运行的 变流器。
电流互感器二次绕组严禁开路！
测量误差
1）误差的一般介绍。
测量误差＝测量值－真实值（准确值）
误差计算的逻辑悖论与解决办法（举例）
5）动稳定校验
高压断路器的额定峰值耐受电流idw 应不小于三相短路时通 过断路器的短路冲击电流幅值ishm，即
idw≥ishm
6）热稳定校验
高压断路器的额定短时耐受热量Ir2tr应不小于短路期内短 路电流热效应Qk ，即
Ir2tr ≥Qk
4.2.2 隔离开关的选择与校验
(1)型式和种类；(2)额定电压；(3)额定电流；(4)动稳定；(5)热 稳定。
CT二次以5A为典型值。 为安全计，互感器二次绕组必须接地！
4.2.3 电流互感器
ห้องสมุดไป่ตู้
电流互感器用于测量一次系统电流，二次额定电流 一般为5A，也有1A的额定电流。
I1 铁芯
Wh I2 A
母线式CT
CT
UU
~ UV
N~ UW ~
绕 组 式
I1 铁芯
I2 A
第六章 导体和电气设备的原理与选择
tpr——继电保护动作时间。备在保验护算动电作器时的间短。路热效应时，宜采用后
tbr——相应断路器的全开断时间
tbr =tin+ta
tin ——断路器固有分闸时间，可在手册上查出。 ta ——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
回顾 : 高压断路器的主要功能 ①正常状况下，控制各电力线路的开断与闭合。 ②事故时在继电保护装置控制下能自动切除短路电流。
（3）计算短路点
②母联断路器 考虑当采用该母联断路器向备用路线充电时，备
用母线故障流过该备用母线的全部短路电流。 ③带电抗器的出线回路
由于干式电抗器工作可靠性较高，且断路器与电 抗器间的连线很短，故障几率小，一般可选电抗 器后为计算短路点，这样出线可选用轻型断路器， 以节约投资。
系统
k6
k5
It
(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：
做校验用的短路电流应按下列情况确定： （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列)。
（二）交流电弧特性
1、交流电弧的波形 交流电弧具有过零值自然熄灭 及动态的伏安特性两大特点。
i Ua
图中A点是电弧产生时的电压，称为燃弧电压。 B点是电弧熄灭时的电压，称为熄弧电压。
显然，由于介质的热惯性，燃弧电压必然大于熄弧电压。
2、交流电弧的熄灭
在电流过零时，采取有效 措施加强弧隙的冷却，使 弧隙介质的绝缘能力达到 不会被弧隙外施电压击穿 的程度，则在下半周电弧 就不会重燃而最终熄灭。
电气设备选择的条件
电气设备选择的基本要求
电气设备的选择，既要满足在正常工作时能安全可靠运行，同时还要满足在发生短路故障时不产生损坏，开关电器还必须具有足够的断流能力，并适应所处的位置(户内或户外)、环境温度、海拔高度，以及防尘、防火、防腐、防爆等环境条件。
电气设备选择的一般原则主要有以下几条：
一、按工作环境及正常工作条件选择电气设备。
（一）根据设备所在位置(户内或户外)、使用环境和工作条件，选择电气设备型号。
（二）按工作电压选择电气设备的额定电压。
（三）按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。
（四）电气设备的额定电流IN应不小于实际通过它的最大负荷电流Imax(或计算电流Ij)，即IN≥Imax或IN≥Ij
二、按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定。
为保证电气设备在短路故障时不至损坏，按最大可能的短路电流校验电气设备的动稳定和热稳定。
动稳定：电气设备在冲击短路屯流所产生的电动力作用下，电气设备不至损坏。
热稳定：电气设备载流导体在最大隐态短路屯流作用下，其发热温度不超过载流导体短时的允许发热温度。
三、开关电器断流能力校验。
断路器和熔断器等电气设备担负着可靠切断短路电流的任务，所以开关电器还必须校验断流能力，开关设备的断流容量不小于安装地
点最大三相短路容量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
当地区海拔超过制造厂家的规定值时，由于大气 压力、空气密度和湿度相应减少，使空气间隙和 外绝缘的放电特性下降，则电气设备的最高允许 工作电压应修正。
当最高允许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。
一、按正常工作条件选择电气设备
3. 环境条件对设备选择的影响
U
CQ
C0
三、高压断路器的选择
(一) 高压断路器型号和技术参数
1．种类
按灭弧介质和灭弧方式分
油断路器：包括多油断路器和少油断路器 (压缩)空气断路器 SF6断路器 真空断路器 户内式 户外式
按安装地点分
三、高压断路器的选择
(一) 高压断路器型号和技术参数
2．型号
由字母和数字两部分组成的： 额定开断能力，kA或MVA
不同灭弧介质具有不同的传热能力、介电能力、热游离温度 和热容量。这些参数的数值越大，则去游离作用越强，电弧 就越容易熄灭。 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。 采用铜、钨合金和银、钨合金等。 吹弧利于冷却而使复合加强、带电离子的扩散。 电弧被拉长，触头分离速度加快，断口电压降低。
3. 环境条件对设备选择的影响
当电气设备安装地点的环境条件如温度、 风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和 覆冰厚度等超过一般电气设备规定的使用 条件时，应采取措施。
一、按正常工作条件选择电气设备
3. 环境条件对设备选择的影响
(1) 海拔高度的影响
一般非高原型的电气设备使用环境的海拔高度不 超过1000 m。
发电机、调相机和变压器回路， Imax =1.05IGN； 母联断路器回路的 Imax 一般可取母线上最大一台 发电机或变压器的Imax ； 母线分段电抗器的 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%。
一、按正常工作条件选择电气设备
燃弧时间
继电保护动作时间 （后备保护）
t pr1 tin tk
断路器固有分闸时间 断路器全开断时间
② 开断电流计算时间：
断路器固有分闸时间
继电保护动作时间 （主保护）
§6.2 高压断路器和隔离开关的原理 与选择
引言
1. 开关电器的类型
① ② ③ 仅用来在正常情况下，断开或闭合正常工作电流的开关电器， 如高压负荷开关、低压闸刀开关、接触器、磁力启动器等。 仅用来断开故障情况下的过负荷电流或短路电流的开关电器， 如高、低压熔断器。 既用来断开或闭合正常工作电流，也用来断开或闭合过负荷 电流或短路电流的开关电器，如高压断路器、低压自动空气 断路器等。 不要求断开或闭合电流，只用来在检修时隔离电压的开关电 器，如隔离开关等。
+ + + + + + + + + + -
ud
(+)
(-)
(-)
+ + + +
+ + + +
-
-
+ + -
0
t
油 空气 SF6 真空
(+)
2. 交流电弧的熄灭
(1) 交流电弧的熄灭条件 2) 弧隙电压恢复过程
ur
utr usr
含义：弧隙电压由熄弧电压 逐渐恢复到电源电压的过程。 以ur(t)表示。 影响因素：线路参数、负荷 性质等。 0
③ 计算短路点：
同一电压等级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。
在校验电气设备和载流导体时，必须确定电气设 备和载流导体处于最严重的短路点，使通过的短 路电流校验值为最大。
二、按短路状态校验
4. 短路计算时间
① 短路电流热效应计算时间：
t k t pr t br t pr tin ta
电弧有热惯性
交流电弧每半周自动熄灭一次
2. 交流电弧的熄灭
(1) 交流电弧的熄灭条件
在交流电流过零时，电弧将自动熄灭，但不等于最 终熄灭。 在交流电弧自动熄灭后，弧隙中存在着两个恢复过 程：
弧隙介质强度恢复过程
弧隙电压ห้องสมุดไป่ตู้复过程
2. 交流电弧的熄灭
(1) 交流电弧的熄灭条件 1) 弧隙介质强度恢复过程
1. 额定电压
设计时：UN≥UNs。
电网的最高运行电压：
220kV及以下为1.15 UN ； 330kV及以上为1.1 UN 。
电气设备的最高允许电压为设备额定 电压的1.1~1.15倍。
一、按正常工作条件选择电气设备
2. 额定电流
设计时：IN≥Imax。 IN是指在额定环境温度下，电气设备的长期 允许电流。 Imax 为电气设备所在回路的最大持续工作电 流。不同回路的计算方法不同，如：
(CQ C )
CQ C0
U
C
U1
并联电容C后：
U1 U
C
U2
CQ
1 U 2(CQ C ) C0 2(CQ C ) 2 (CQ C ) (CQ C ) 1 U2 U U U 2(CQ C ) C0 2(CQ C ) 2
U
(CQ C ) C0
短路电流产生的热效应
It、t —电气设备允许通过的热稳定电流和时间
二、按短路状态校验
2. 电动力稳定校验——动稳定校验
含义：电气设备承受短路电流机械效应的 能力。
条件：ies≥ish 或 Ies≥Ish 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幅值及 其有效值。
②
电弧的维持
(-)
E 3 106 V / m
动触头
③
电弧的熄灭
复合去游离 扩散去游离
若游离过程大于去游离过程，则电弧继续燃烧； 若去游离过程大于游离过程，则电弧逐渐熄灭。
2. 交流电弧的熄灭
(0) 交流电弧的特性
电弧温度随时间变化
电弧电流数值随时间变动，电弧的功率也随电弧电流变动。电 弧功率增大时，电弧的温度增加；反过来，当电弧功率减小时， 电弧的温度降低。 电弧的温度跟不上电流的变化，存在一个滞后过程。 随着交流电流的周期性变化，电弧电流也将每隔半周过零一次。 在电弧电流自然过零前后，电源向弧隙输送的能量较少，电弧 温度和热游离下降，而去游离作用继续进行，电弧将自然熄灭。
问题：电弧熄灭后还有短路电流流通。
措施：加辅助触头。
Q1
Q1 Q2
主触头 辅助触头
Q2
r
二、开断短路电流时的工作状况分析
☆ 断路器加装并联电容 问题：对多断口断路器，每一个断口在开断位置的电 压分配和开断过程中的恢复电压分配将出现不均匀现 象，影响到断路器的灭弧能力。
U1 U
2 U 2CQ C0 3 CQ 1 U2 U U 2CQ C0 3
如果弧隙电压高于介质强度耐 受电压，则弧隙就被击穿，电 弧重燃。 如果弧隙电压低于介质强度耐 受电压，则电弧不再重燃，即 最终熄灭。
utr
usr
可见，断路器开断交流电路 时，熄灭电弧的条件应为
0
t
ud (t ) u r (t )
2. 交流电弧的熄灭
(2) 高压断路器熄灭交流电弧的基本方法 1) 利用灭弧介质
对不同的线路参数，弧隙 电压恢复过程可能是周期 性的变化过程或非周期性 的变化过程。
t
utr usr
瞬态恢复电压 工频恢复电压
2. 交流电弧的熄灭
(1) 交流电弧的熄灭条件
综上所述，在电弧自然熄灭后，弧隙中同时存在着两 个恢复过程，即弧隙电压恢复过程 ur(t)和介质强度恢复 过程 ud(t) 。 ur
第六章 导体和电气设备的原理 与选择
§6.1 电气设备选择的一般条件
引言
尽管电力系统中各种设备的作用和工作条件 并不一样，具体选择方法也不完全相同，但 对它们的基本要求却是一致的。 电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作 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
2) 采用特殊金属材料作灭弧触头
3) 利用气体或油吹动电弧
4) 采用多断口熄弧 5) 拉长电弧并增大断路器触头的分离速度
二、开断短路电流时的工作状况分析
☆ 断路器加装并联电阻 作用：
①
②
Q1
Q2
并联电阻起分流作用；
改变恢复电压的恢复特性：
r
当并联电阻r<rcr时，电压恢复过程为非周期性； 当并联电阻r>rcr时，电压恢复过程为周期性。
1
2
3
4
5
6
7
8
特殊环境代号
额定电流，A 派生代号：C—手车式；G—改进式等。 额定电压，kV 设计序号 使用环境：N—户内式；W—户外式。 产品名称：D—多油断路器；S—少油断路器； K—空气断路器；L— SF6 断路器； Z—真空断路器；Q—产气断路器； 例如：SN10-10/3000-750型 C—磁吹断路器等。
一、按正常工作条件选择电气设备
4. 其它选择
根据电气设备的装置地点、使用条件、检 修和运行等要求，对电器进行种类（屋内 或屋外）和型式（防污型、防爆型、湿热 型等）的选择。
当最高允许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。
一、按正常工作条件选择电气设备
3. 环境条件对设备选择的影响
U
CQ
C0
三、高压断路器的选择
(一) 高压断路器型号和技术参数
1．种类
按灭弧介质和灭弧方式分
油断路器：包括多油断路器和少油断路器 (压缩)空气断路器 SF6断路器 真空断路器 户内式 户外式
按安装地点分
三、高压断路器的选择
(一) 高压断路器型号和技术参数
2．型号
由字母和数字两部分组成的： 额定开断能力，kA或MVA
不同灭弧介质具有不同的传热能力、介电能力、热游离温度 和热容量。这些参数的数值越大，则去游离作用越强，电弧 就越容易熄灭。 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。 采用铜、钨合金和银、钨合金等。 吹弧利于冷却而使复合加强、带电离子的扩散。 电弧被拉长，触头分离速度加快，断口电压降低。
3. 环境条件对设备选择的影响
当电气设备安装地点的环境条件如温度、 风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和 覆冰厚度等超过一般电气设备规定的使用 条件时，应采取措施。
一、按正常工作条件选择电气设备
3. 环境条件对设备选择的影响
(1) 海拔高度的影响
一般非高原型的电气设备使用环境的海拔高度不 超过1000 m。
发电机、调相机和变压器回路， Imax =1.05IGN； 母联断路器回路的 Imax 一般可取母线上最大一台 发电机或变压器的Imax ； 母线分段电抗器的 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%。
一、按正常工作条件选择电气设备
燃弧时间
继电保护动作时间 （后备保护）
t pr1 tin tk
断路器固有分闸时间 断路器全开断时间
② 开断电流计算时间：
断路器固有分闸时间
继电保护动作时间 （主保护）
§6.2 高压断路器和隔离开关的原理 与选择
引言
1. 开关电器的类型
① ② ③ 仅用来在正常情况下，断开或闭合正常工作电流的开关电器， 如高压负荷开关、低压闸刀开关、接触器、磁力启动器等。 仅用来断开故障情况下的过负荷电流或短路电流的开关电器， 如高、低压熔断器。 既用来断开或闭合正常工作电流，也用来断开或闭合过负荷 电流或短路电流的开关电器，如高压断路器、低压自动空气 断路器等。 不要求断开或闭合电流，只用来在检修时隔离电压的开关电 器，如隔离开关等。
+ + + + + + + + + + -
ud
(+)
(-)
(-)
+ + + +
+ + + +
-
-
+ + -
0
t
油 空气 SF6 真空
(+)
2. 交流电弧的熄灭
(1) 交流电弧的熄灭条件 2) 弧隙电压恢复过程
ur
utr usr
含义：弧隙电压由熄弧电压 逐渐恢复到电源电压的过程。 以ur(t)表示。 影响因素：线路参数、负荷 性质等。 0
③ 计算短路点：
同一电压等级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。
在校验电气设备和载流导体时，必须确定电气设 备和载流导体处于最严重的短路点，使通过的短 路电流校验值为最大。
二、按短路状态校验
4. 短路计算时间
① 短路电流热效应计算时间：
t k t pr t br t pr tin ta
电弧有热惯性
交流电弧每半周自动熄灭一次
2. 交流电弧的熄灭
(1) 交流电弧的熄灭条件
在交流电流过零时，电弧将自动熄灭，但不等于最 终熄灭。 在交流电弧自动熄灭后，弧隙中存在着两个恢复过 程：
弧隙介质强度恢复过程
弧隙电压ห้องสมุดไป่ตู้复过程
2. 交流电弧的熄灭
(1) 交流电弧的熄灭条件 1) 弧隙介质强度恢复过程
1. 额定电压
设计时：UN≥UNs。
电网的最高运行电压：
220kV及以下为1.15 UN ； 330kV及以上为1.1 UN 。
电气设备的最高允许电压为设备额定 电压的1.1~1.15倍。
一、按正常工作条件选择电气设备
2. 额定电流
设计时：IN≥Imax。 IN是指在额定环境温度下，电气设备的长期 允许电流。 Imax 为电气设备所在回路的最大持续工作电 流。不同回路的计算方法不同，如：
(CQ C )
CQ C0
U
C
U1
并联电容C后：
U1 U
C
U2
CQ
1 U 2(CQ C ) C0 2(CQ C ) 2 (CQ C ) (CQ C ) 1 U2 U U U 2(CQ C ) C0 2(CQ C ) 2
U
(CQ C ) C0
短路电流产生的热效应
It、t —电气设备允许通过的热稳定电流和时间
二、按短路状态校验
2. 电动力稳定校验——动稳定校验
含义：电气设备承受短路电流机械效应的 能力。
条件：ies≥ish 或 Ies≥Ish 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幅值及 其有效值。
②
电弧的维持
(-)
E 3 106 V / m
动触头
③
电弧的熄灭
复合去游离 扩散去游离
若游离过程大于去游离过程，则电弧继续燃烧； 若去游离过程大于游离过程，则电弧逐渐熄灭。
2. 交流电弧的熄灭
(0) 交流电弧的特性
电弧温度随时间变化
电弧电流数值随时间变动，电弧的功率也随电弧电流变动。电 弧功率增大时，电弧的温度增加；反过来，当电弧功率减小时， 电弧的温度降低。 电弧的温度跟不上电流的变化，存在一个滞后过程。 随着交流电流的周期性变化，电弧电流也将每隔半周过零一次。 在电弧电流自然过零前后，电源向弧隙输送的能量较少，电弧 温度和热游离下降，而去游离作用继续进行，电弧将自然熄灭。
问题：电弧熄灭后还有短路电流流通。
措施：加辅助触头。
Q1
Q1 Q2
主触头 辅助触头
Q2
r
二、开断短路电流时的工作状况分析
☆ 断路器加装并联电容 问题：对多断口断路器，每一个断口在开断位置的电 压分配和开断过程中的恢复电压分配将出现不均匀现 象，影响到断路器的灭弧能力。
U1 U
2 U 2CQ C0 3 CQ 1 U2 U U 2CQ C0 3
如果弧隙电压高于介质强度耐 受电压，则弧隙就被击穿，电 弧重燃。 如果弧隙电压低于介质强度耐 受电压，则电弧不再重燃，即 最终熄灭。
utr
usr
可见，断路器开断交流电路 时，熄灭电弧的条件应为
0
t
ud (t ) u r (t )
2. 交流电弧的熄灭
(2) 高压断路器熄灭交流电弧的基本方法 1) 利用灭弧介质
对不同的线路参数，弧隙 电压恢复过程可能是周期 性的变化过程或非周期性 的变化过程。
t
utr usr
瞬态恢复电压 工频恢复电压
2. 交流电弧的熄灭
(1) 交流电弧的熄灭条件
综上所述，在电弧自然熄灭后，弧隙中同时存在着两 个恢复过程，即弧隙电压恢复过程 ur(t)和介质强度恢复 过程 ud(t) 。 ur
第六章 导体和电气设备的原理 与选择
§6.1 电气设备选择的一般条件
引言
尽管电力系统中各种设备的作用和工作条件 并不一样，具体选择方法也不完全相同，但 对它们的基本要求却是一致的。 电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作 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
2) 采用特殊金属材料作灭弧触头
3) 利用气体或油吹动电弧
4) 采用多断口熄弧 5) 拉长电弧并增大断路器触头的分离速度
二、开断短路电流时的工作状况分析
☆ 断路器加装并联电阻 作用：
①
②
Q1
Q2
并联电阻起分流作用；
改变恢复电压的恢复特性：
r
当并联电阻r<rcr时，电压恢复过程为非周期性； 当并联电阻r>rcr时，电压恢复过程为周期性。
1
2
3
4
5
6
7
8
特殊环境代号
额定电流，A 派生代号：C—手车式；G—改进式等。 额定电压，kV 设计序号 使用环境：N—户内式；W—户外式。 产品名称：D—多油断路器；S—少油断路器； K—空气断路器；L— SF6 断路器； Z—真空断路器；Q—产气断路器； 例如：SN10-10/3000-750型 C—磁吹断路器等。
一、按正常工作条件选择电气设备
4. 其它选择
根据电气设备的装置地点、使用条件、检 修和运行等要求，对电器进行种类（屋内 或屋外）和型式（防污型、防爆型、湿热 型等）的选择。