发电厂和变电站设备及主接线
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保护作用
高压断路器还可以在电力线路或设备发生故障 时将故障部分从电网快速切除，保证电网中的无故 障部分正常运行。
对高压断路器的要求
具有完善的灭弧装置（足够的开断能力） 具有快速的传动机构（尽可能短的动作时间） 一般都设有专门的灭弧室
高度的工作可靠性
高压断路器的种类
按电流性质可分为交流、直流两大类 按安装地点可分为户内、户外两大类 按安装方式可分为落地式、支持式及悬臂式 较常用的按灭弧介质来划分
交流电弧的熄灭
强迫熄弧 截流开断 过零熄弧
增强交流电弧熄灭常用的方法
用液体或气体吹弧 采用多断口灭弧 快速拉长电弧 将长电弧分成几段短电弧 用特殊金属材料作触头
高压断路器
高压断路器的作用
控制作用
根据电网运行需要，用高压断路器把一部分电 力设备或线路投入或退出运行。
SF6气体的管理
气体的电气绝缘特性取决于气体的
纯净程度 含水量 压力 密度等
SF6气体本身是无毒的，但在电晕、火花、电 弧的作用下，会产生有毒、腐蚀性气体及固 体分解物
单压式灭弧
只有一个气压系统 依靠分闸时气缸与活
塞的相对运动 结构简单，造价低，
性能亦能满足要求， 故获得迅速发展
在交流电路中，当 开断短路故障电流或正 常负荷电流时，都会产 生电弧 。
交流电弧电流的波 形基本是正弦波，弧隙 电压为电弧电流与弧隙 电阻的乘积，呈马鞍形。
交流电弧的熄灭
交流电弧电流每半周 期会自然过零一次。
在电弧电流过零瞬间， 弧隙立即呈现约为 150 ~ 250V的起始 介质强度 ，这种现 象称为近阴极效应。
区三部分组成，各部分
的电位有很大的差别 。
电弧形成后的主要特征
电弧温度高。弧柱中心区温度可达 10000℃ 左 右 ， 电 弧 表 面 温 度 也 会 达 到3000～4000℃。
电弧弧柱区电场强度低。一般仅为 10～200V/cm。
电弧电流密度大，电流密度可达 10000A/m2。
交流电弧的熄灭
性能稳定、开断能力大、动作迅速、燃弧时间短、 几乎不受开断电流的影响、触头燃损轻、检修周期 长、无火灾危险、体积和重量较小。
结构比较复杂，工艺要求高，有色金属消耗量较大， 需要一套压缩空气装置(包括空气压缩机、贮气简、 管道等)作为气源，增加了投资、运行和维护工作量。
SF6断路器
SF6断路器应 用SF6气体作为绝 缘介质和灭弧介质。 使用低压力的SF6 气体作为绝缘介质， 在进行分闸操作时， 利用高压力的SF6 气体吹拂电弧使之 熄灭。
灭弧室内气体或液体的自然或强制流动 电弧本身产生的电磁力都极易使电弧改变形状
电弧的产生与熄灭
自由电子的产生 自由电子的消失 交流电弧及其熄灭 增强交流电弧熄灭
常用的方法
自由电子的产生
自由电子从触头金属表面逸出
表面游离 热发射
触头中间的气体分离出自由电子
碰撞游离 热游离
自由电子的消失
去游离过程
带电粒子的扩散
带电粒子由浓度高的区域向浓度低的区域移动
带电粒子的复合
正离子和负离子或电子相遇，发生电荷的传递而互 相中和 ，还原为分子
电弧的稳定燃烧
当游离与去游离
-
+
达到平衡时，电弧即进
入稳定燃烧状态 。 电弧可看成是由
阴极区
弧柱
阳极区
阴极区、弧柱区及阳极
油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、 六氟化硫断路器
油断路器
多油断路器
油既作灭弧介质和动、静触头的绝缘介质，又 作带电导体对地(外壳)的绝缘介质
用油量很多，钢材耗量大，体积庞大
少油断路器
油只用来作为熄灭电弧和触头断口间的绝缘介 质，不用做对地绝缘。
压缩空气断路器
以压缩空气作为灭弧介质和触头断开后 弧隙绝缘介质，并兼作操动机构的能源。
件的影响，减少了维护的工作量； 适用的温度和压力范围大； 无噪声和无线电干扰； 绝缘、灭弧及冷却特性好； 有利于减小电气设备的体积和重量。
SF6气体具有以下缺点
SF6气体在电弧作用下的分解物是有害的； SF6气体的纯度和杂质是影响气体绝缘和灭弧性能的
重要指标 ； SF6气体的绝缘性能受电场强度均匀程度的影响较大 ； SF6气体属于温室气体 ； 某些杂质对设备有不良影响 。
发电厂和变电站设备及主接线
May 22，2009
电气&电器
电气是以电能、电气设备和电气技术为手段 来创造、维持与改善限定空间和环境的一门 科学
电器是实物词,指有型器物 按工作电压高低分高压电器和低压电器； 按动作方式分自动切换电器和非自动切换电 器； 按执行功能分触点电器和无触点电器。
电的产生
真空断路器
真空断路器
以真空作为灭弧和绝缘介质 真空的绝缘强度比变压器油及三大气压下的SF6或
SF6气体的性能
具有优良的绝缘性能
无色、无味、无毒、非燃烧性、亦不助燃的非金属化 合物
极易与电子结合形成负离子 分子中不含碳
化学性质非常稳定 具有非常优良的灭弧特性
SF6气体具有以下优点
使用安全可靠，无火灾危险，不必担心绝缘材料的老 化和击穿性损坏；
便于在工厂中装配、运输和安装方便； 设力备或的密操度作，、检维 修护 周和 期检 长修 ，方 载便 流， 部只 分需 及监 绝视缘不SF受6气大体气的条压
电的产生
火电厂生产过程
坝式水力发电厂生产过程
电的产生
电的产生
电力系统的组成
动力系统 电力系统 电力网
电气设备
一次设备：直接参与电能的生产及输送
生产及转换电能的设备
发电机、电动机、变压器……
接通、开断电路的开关设备
断路器、隔离开关、熔断器……
……
二次设备：对一次设备的运行状况进行检测、 保护及控制
电弧现象
电弧是一种自持气体放电现象 高压电路触头分断后，往往会
产生电弧 能量最终以热量的形式散发出
去 弧隙温度可高达上万摄氏度 电力开关必须具有熄灭电弧的
装置
Байду номын сангаас弧现象
电弧是一种等离子体，质量极小 很小的力就会使电弧的形状发生改变 可利用电弧的这个特点快速熄弧，
预防电弧的不利影响及破坏
高压断路器还可以在电力线路或设备发生故障 时将故障部分从电网快速切除，保证电网中的无故 障部分正常运行。
对高压断路器的要求
具有完善的灭弧装置（足够的开断能力） 具有快速的传动机构（尽可能短的动作时间） 一般都设有专门的灭弧室
高度的工作可靠性
高压断路器的种类
按电流性质可分为交流、直流两大类 按安装地点可分为户内、户外两大类 按安装方式可分为落地式、支持式及悬臂式 较常用的按灭弧介质来划分
交流电弧的熄灭
强迫熄弧 截流开断 过零熄弧
增强交流电弧熄灭常用的方法
用液体或气体吹弧 采用多断口灭弧 快速拉长电弧 将长电弧分成几段短电弧 用特殊金属材料作触头
高压断路器
高压断路器的作用
控制作用
根据电网运行需要，用高压断路器把一部分电 力设备或线路投入或退出运行。
SF6气体的管理
气体的电气绝缘特性取决于气体的
纯净程度 含水量 压力 密度等
SF6气体本身是无毒的，但在电晕、火花、电 弧的作用下，会产生有毒、腐蚀性气体及固 体分解物
单压式灭弧
只有一个气压系统 依靠分闸时气缸与活
塞的相对运动 结构简单，造价低，
性能亦能满足要求， 故获得迅速发展
在交流电路中，当 开断短路故障电流或正 常负荷电流时，都会产 生电弧 。
交流电弧电流的波 形基本是正弦波，弧隙 电压为电弧电流与弧隙 电阻的乘积，呈马鞍形。
交流电弧的熄灭
交流电弧电流每半周 期会自然过零一次。
在电弧电流过零瞬间， 弧隙立即呈现约为 150 ~ 250V的起始 介质强度 ，这种现 象称为近阴极效应。
区三部分组成，各部分
的电位有很大的差别 。
电弧形成后的主要特征
电弧温度高。弧柱中心区温度可达 10000℃ 左 右 ， 电 弧 表 面 温 度 也 会 达 到3000～4000℃。
电弧弧柱区电场强度低。一般仅为 10～200V/cm。
电弧电流密度大，电流密度可达 10000A/m2。
交流电弧的熄灭
性能稳定、开断能力大、动作迅速、燃弧时间短、 几乎不受开断电流的影响、触头燃损轻、检修周期 长、无火灾危险、体积和重量较小。
结构比较复杂，工艺要求高，有色金属消耗量较大， 需要一套压缩空气装置(包括空气压缩机、贮气简、 管道等)作为气源，增加了投资、运行和维护工作量。
SF6断路器
SF6断路器应 用SF6气体作为绝 缘介质和灭弧介质。 使用低压力的SF6 气体作为绝缘介质， 在进行分闸操作时， 利用高压力的SF6 气体吹拂电弧使之 熄灭。
灭弧室内气体或液体的自然或强制流动 电弧本身产生的电磁力都极易使电弧改变形状
电弧的产生与熄灭
自由电子的产生 自由电子的消失 交流电弧及其熄灭 增强交流电弧熄灭
常用的方法
自由电子的产生
自由电子从触头金属表面逸出
表面游离 热发射
触头中间的气体分离出自由电子
碰撞游离 热游离
自由电子的消失
去游离过程
带电粒子的扩散
带电粒子由浓度高的区域向浓度低的区域移动
带电粒子的复合
正离子和负离子或电子相遇，发生电荷的传递而互 相中和 ，还原为分子
电弧的稳定燃烧
当游离与去游离
-
+
达到平衡时，电弧即进
入稳定燃烧状态 。 电弧可看成是由
阴极区
弧柱
阳极区
阴极区、弧柱区及阳极
油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、 六氟化硫断路器
油断路器
多油断路器
油既作灭弧介质和动、静触头的绝缘介质，又 作带电导体对地(外壳)的绝缘介质
用油量很多，钢材耗量大，体积庞大
少油断路器
油只用来作为熄灭电弧和触头断口间的绝缘介 质，不用做对地绝缘。
压缩空气断路器
以压缩空气作为灭弧介质和触头断开后 弧隙绝缘介质，并兼作操动机构的能源。
件的影响，减少了维护的工作量； 适用的温度和压力范围大； 无噪声和无线电干扰； 绝缘、灭弧及冷却特性好； 有利于减小电气设备的体积和重量。
SF6气体具有以下缺点
SF6气体在电弧作用下的分解物是有害的； SF6气体的纯度和杂质是影响气体绝缘和灭弧性能的
重要指标 ； SF6气体的绝缘性能受电场强度均匀程度的影响较大 ； SF6气体属于温室气体 ； 某些杂质对设备有不良影响 。
发电厂和变电站设备及主接线
May 22，2009
电气&电器
电气是以电能、电气设备和电气技术为手段 来创造、维持与改善限定空间和环境的一门 科学
电器是实物词,指有型器物 按工作电压高低分高压电器和低压电器； 按动作方式分自动切换电器和非自动切换电 器； 按执行功能分触点电器和无触点电器。
电的产生
真空断路器
真空断路器
以真空作为灭弧和绝缘介质 真空的绝缘强度比变压器油及三大气压下的SF6或
SF6气体的性能
具有优良的绝缘性能
无色、无味、无毒、非燃烧性、亦不助燃的非金属化 合物
极易与电子结合形成负离子 分子中不含碳
化学性质非常稳定 具有非常优良的灭弧特性
SF6气体具有以下优点
使用安全可靠，无火灾危险，不必担心绝缘材料的老 化和击穿性损坏；
便于在工厂中装配、运输和安装方便； 设力备或的密操度作，、检维 修护 周和 期检 长修 ，方 载便 流， 部只 分需 及监 绝视缘不SF受6气大体气的条压
电的产生
火电厂生产过程
坝式水力发电厂生产过程
电的产生
电的产生
电力系统的组成
动力系统 电力系统 电力网
电气设备
一次设备：直接参与电能的生产及输送
生产及转换电能的设备
发电机、电动机、变压器……
接通、开断电路的开关设备
断路器、隔离开关、熔断器……
……
二次设备：对一次设备的运行状况进行检测、 保护及控制
电弧现象
电弧是一种自持气体放电现象 高压电路触头分断后，往往会
产生电弧 能量最终以热量的形式散发出
去 弧隙温度可高达上万摄氏度 电力开关必须具有熄灭电弧的
装置
Байду номын сангаас弧现象
电弧是一种等离子体，质量极小 很小的力就会使电弧的形状发生改变 可利用电弧的这个特点快速熄弧，
预防电弧的不利影响及破坏