第六章 开关电器
教学要求 掌握电弧的形成及熄灭条件 熟悉电弧形成的物理过程、特性 。掌握直流电弧及交流电弧的特性及熄灭条件 ·掌握开关电器常用的熄弧方法 。掌握断路器及隔离开关的功能、类型及基本参数 2
2 掌握电弧的形成及熄灭条件 熟悉电弧形成的物理过程、特性 掌握直流电弧及交流电弧的特性及熄灭条件 掌握开关电器常用的熄弧方法 掌握断路器及隔离开关的功能、类型及基本参数
主要电气一次设备简介 (直接与发配电电路相连接的设备) 进行能量转换的设备： 电机G、变压器T、电动 连接电路的导体：，控制 机 电缆、小母线、连接线 接通和开断电路的开关设 ·限制电流和防止过电压 备：断路器OF、隔离开关 的设备：电抗器、避雷 QS、熔断器FU、负荷开关 。接地装置 3
3 进行能量转换的设备： 发电机G、变压器T、电动 机 接通和开断电路的开关设 备：断路器QF、隔离开关 QS、熔断器FU、负荷开关 连接电路的导体：控制 电缆、小母线、连接线 限制电流和防止过电压 的设备：电抗器、避雷 器 接地装置
主要电气二次设备简介 (对一次设备、其它设备的工作进行监测和控制保护 的设备) ·用于反映不正常工作状态：继电器、信号装置 测量电气参数的设备：仪表、示波器、录波器 。控制及自动装置：控制开关， 同期及自动装置 。交换电路电气量，隔离高压的设备：电压互感器 PT、电流互感器CT 4
4 用于反映不正常工作状态：继电器、信号装置 测量电气参数的设备：仪表、示波器、录波器 控制及自动装置：控制开关，同期及自动装置 交换电路电气量，隔离高压的设备：电压互感器 PT、电流互感器CT
主要内容 ·灭弧原理 ·高压断路器 ·隔离开关 ·高压负荷开关高压熔断器
灭弧原理 高压断路器 隔离开关 高压负荷开关高压熔断器
灭孤原理 。1、电弧中带电质点的产生 当切断路瞬间，动静触头间出现弧光放电 是由于其间的介质迅速游离，存在着一定浓度的 带电质点，即带正电荷的离子和带负电荷的电子。 触头间电弧燃烧的区域称为弧隙。弧隙中带电 质点不断增多的游离过程可以由各种不同途径发 生：(1)强电场发射；(2)碰撞游离；(3)热 游离；(4)热电子发射
1、电弧中带电质点的产生 当切断路瞬间，动静触头间出现弧光放电， 是由于其间的介质迅速游离，存在着一定浓度的 带电质点，即带正电荷的离子和带负电荷的电子。 触头间电弧燃烧的区域称为弧隙。弧隙中带电 质点不断增多的游离过程可以由各种不同途径发 生：（1）强电场发射；（2）碰撞游离；（3）热 游离；（4）热电子发射
灭孤原理 强电场发射 在断路器触头分开的最初瞬间，触头电极的表 面受到外加电压所形成的强电场的作用，金属电极 表面的电子就会在电场力的作用下被拉出，即发生 了所谓强电场发射。金属表面发射电子的数量决定 于极间电场强度的高低。当电场强度超过1oV/cm 时，即使金属表面温度不高，其电子发射量也会显 著增加
强电场发射 在断路器触头分开的最初瞬间，触头电极的表 面受到外加电压所形成的强电场的作用，金属电极 表面的电子就会在电场力的作用下被拉出，即发生 了所谓强电场发射。金属表面发射电子的数量决定 于极间电场强度的高低。当电场强度超过107V/cm 时，即使金属表面温度不高，其电子发射量也会显 著增加
灭孤原理 ·碰撞游离 当有一定强动能的电子撞击到某种气体的中性质点 时，可使其间电子被释放出来，游离成正离子和新的自 由电子。被撞击的电子和原来的电子又会在电场作用下 向阳极作加速运动，获得足够动能后，又将撞击其它中 性质点，产生更多的自由电子和正离子，使带电质点浓 度迅速增加。这一游离过程即称为碰撞游离
碰撞游离 当有一定强动能的电子撞击到某种气体的中性质点 时，可使其间电子被释放出来，游离成正离子和新的自 由电子。被撞击的电子和原来的电子又会在电场作用下 向阳极作加速运动，获得足够动能后，又将撞击其它中 性质点，产生更多的自由电子和正离子，使带电质点浓 度迅速增加。这一游离过程即称为碰撞游离
灭弧原理 ·热游离 在高温下，气体分子和原子热运动加快，它们互 相碰撞，在温度足够高时会撞击产生离子和自由电子， 这种现象称为热游离
热游离 在高温下，气体分子和原子热运动加快，它们互 相碰撞，在温度足够高时会撞击产生离子和自由电子， 这种现象称为热游离
灭弧原理 ·热电子发射 在弧光放电过程中，电极表面少数点上有局部较集 中的电流，同时因开关触头分离后，触头间接触压力 及接触面积逐渐减小，接触电阻也随之增加，会使电 极表面有相应高温，从而造成其中的电子获得很大的 动能后逸出到周围空间。这种现象称为热电子发射， 其强弱程度与阴极的材料及表面温度有关，是气体介 质中带电质点产生的主要原因之一
热电子发射 在弧光放电过程中，电极表面少数点上有局部较集 中的电流，同时因开关触头分离后，触头间接触压力 及接触面积逐渐减小，接触电阻也随之增加，会使电 极表面有相应高温，从而造成其中的电子获得很大的 动能后逸出到周围空间。这种现象称为热电子发射， 其强弱程度与阴极的材料及表面温度有关，是气体介 质中带电质点产生的主要原因之一