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真空断路器基于什么灭弧(简述真空断路器的灭弧

来源:www.xrdq.net   时间:2023-01-29 02:14   点击:140  编辑:admin   手机版

1. 简述真空断路器的灭弧原理

让电弧与固体介质相接触,降低电弧温度,从而加速电弧熄灭。

  灭弧罩

  灭弧罩是让电弧与固体介质相接触,降低电弧温度,从而加速电弧熄灭的比较常用的装置。其结构型式是多种多样的,但其基本构成单元为“缝”。我们将灭弧罩壁与壁之间构成的间隙称作“缝”。根据缝的数量可分为单缝和多缝。根据缝的宽度与电弧直径之比可分为窄缝与宽缝。缝的宽度小于电弧直径的称窄缝,反之,大于电弧直径的称宽缝。根据缝的轴线与电弧轴线间的相对位置关系可分为纵缝与横缝。缝的轴线和电弧轴线相平行的称为纵缝,两者相垂直的则称为横缝。

灭弧是断路器的一个重要应用之一,由于电弧不仅会对设备线路造成破坏,甚至还会影响人身安全。从而灭弧是什么有必要的,一般情况下的灭弧的常用方法有四种,包括机械灭弧,磁吹灭弧等。本文中我说明下灭弧的常用方法和一些常见断路器的灭弧原理。

首先讨论下现在常用的灭弧方法,主要有以下四种:

1、机械灭弧:通过极限装置将电弧迅速拉长。这种方法多用于开关电器中。

2、磁吹灭弧:在一个与触头串联的磁吹线圈产生的磁场作用下,电弧受电磁力的作用而拉长,被吹入有固体介质构成的灭弧罩内,与固体介质相接触,电弧被冷却而熄灭。

3、窄缝(纵缝)灭弧法:在电弧所形成的磁场电动力的作用下,可使电弧拉长并进入灭弧罩的窄(纵)缝中,几条纵缝可将电弧分割成数段并且与固体介质相接触,电弧便迅速熄灭。这种结构多用于交流接触器上。

4、栅片灭弧法:当触头分开时,产生的电弧在电动力的作用下被推入一组金属栅片中而被分割成数段,彼此绝缘的金属栅片的每一片都相当于一个电极,因此就有许多个阴阳极压降。对交流电弧来说,近阴极处,在电弧过零时就会出现一个150v~250v的介质强度,使电弧无法继续维持而熄灭。由于栅片灭弧效应时要比直流时强得多,所以交流电器常常采用栅片灭弧。

这些方法是主要针对一些低压断路器的,要了解采用这些方法的原因,就必须明确断路器灭弧的原理,下面针对一些常用的断路器讨论。

真空断路器的灭弧原理

在真空断路器分断瞬间,由于两触头间的电容存在,使触头间绝缘击穿,产生真空电弧。由于触头形状和结构的原因,使得真空电弧柱迅速向弧柱体外的真空区域扩散。当被分断的电流接近零时,触头间电弧的温度和压力急剧下降,使电弧不能继续维持而熄灭。电弧熄灭后的几μs内,两触头间的真空间隙耐压水平迅速恢复。同时,触头间也达到了一定距离,能承受很高的恢复电压。所以,一般电流在过零后,不会发生电弧重燃而被分断。这就是其灭弧的原理。

高压跌落熔式断器的灭弧原理

大家都知道在高压大电流的场合,开关为了灭弧常常用较复杂的方法和结构,而高压跌落式熔断器却只需要一个很简单的胶管就可以顺利且很好的实现灭弧,主要原因是:第一、高压跌落熔断器电流不是很大。产生的电弧不是很大。第二,是用空气来熄灭电弧的。有点和空开的灭弧原理一样。只是结构不同而已。

2. 真空断路器的灭弧方式

①少油断路器

少油断路器以变压器油作为灭弧介质及动、静触头之间的绝缘。而用空气、陶瓷或有机绝缘材料作为相与相之间或相与地之间的绝缘。因此,少油断路器油量少、体积小、耗用钢材,价格便宜。目前在我国10~220KV电力系统中得到广泛应用。

其灭弧原理是少油断路器在油中开断电流时,触头间将产生电弧。高温电弧使油急速蒸发和分解。于是电弧便在油蒸汽和油分解的气体气泡中燃烧。油分解的气体中氢气约占70% ~ 80%,而且氢气的热导率非常高,并有很强的扩散作用。氢气和其他冷热气体对弧道产生强烈的冷却和去游离作用,特别是当电流经过零值瞬间,这种作用更加强烈,有利于熄灭电弧。断路器通常采用绝缘材料制成灭弧室,电弧在灭弧室中燃烧,利用灭弧室内升高的压力(可达几十兆帕)使油一方面流动,一方面与电弧接触,则灭弧效果更好。

②六氟化硫断路器

六氟化硫断路器采用SF6气体作为灭弧介质和绝缘介质,SF6气体具有良好的绝缘性能和灭弧能力,因此在断路器中的应用得到迅速发展。SF6断路器的类型按灭弧方式分,有单压式和双压式;按触头工作方式可分为定开距式和变开距式;按总体结构分,有落地罐式和瓷瓶支柱式。

灭弧原理:

单压式SF6断路器只有一种压力较低的压力系统,既只有 0.3~0.6MPa压力(表压)的SF6气体作为断路器的内绝缘。在断路器开断的过程中,由动触头带动压力活塞或压气罩,利用压缩气流吹熄电弧。分闸完毕,压气作用停止,分离的动静触头处在低压的SF6气体中

双压式SF6断路器内部有高压区和低压区,低压区0.3~0.5Mpa的SF6气体作为断路器的主绝缘。在分闸过程中,排气阀开启,利用高压区约1.5MPa的气体吹熄电弧。分闸完毕,动、静触头处于低压气体中或高压气体中。高压区喷向低压区的气体,再经气体循环系统和压缩机抽回高压区。

目前我国生产的SF6断路器采用单压式;并且触头多采用变开距结构

③真空断路器

真空断路器是利用真空(真空度为10-4mm汞柱以下)具有良好的绝缘性能和耐弧性能等特点,将断路器触头部分安装在真空的外壳内而制成的断路器。真空断路器具有体积小、重量轻、噪音小、易安装、维护方便等优点。尤其适用于频繁操作的电路中。

真空灭弧室中电弧的点燃是由于真空断路器刚分瞬间,触头表面蒸发金属蒸汽,并被游离而形成电弧造成的。真空灭弧室中电弧弧柱压差很大,质量密度差也很大,因而弧柱的金属蒸汽(带电质点)将迅速向触头外扩散,加剧了去游离作用,加上电弧弧柱被拉长、拉细,从而得到更好的冷却,电弧迅速熄灭,介质绝缘强度很快得到恢复,从而阻止电弧在交流电流自然过零后重燃。

3. 简述真空断路器的灭弧原理及应用

真空断路器与真空接触器实际上和空气断路器空气接触器的作用是一样的,只不过吧灭弧单元放在真空环境中了,增强了对环境的适应性,同时由于真空绝缘与灭弧性能良好,得到了广泛的应用。 真空断路器:是一种保护设备,在线路发生故障时能自动分闸,保护线路;同时也能手动的分闸切断负荷电流。

真空接触器:是一种反复操作的装置,其能切断负载电流,不能开断短路电流,同时还带有敞开与常闭触点。且不具有短路电流的保护作用,其只能受给定的信号来完成分开与保持。

4. 简述真空断路器电弧的形成及灭弧原理

1.速拉灭弧 2惰性气体:六氟化硫。

3。

冷却灭弧 4,吹弧灭弧, 总之措施很多,原理嘛,看名字基本就知道了。

5. 高压真空断路器灭弧原理

原理分析:

高压负荷开关灭弧的工作原理与断路器相似。

一般装有简单的灭弧装置,但其结构比较简单。其工作过程是:分闸时,在分闸弹簧的作用下,主轴顺时针旋转,一方面通过曲柄滑块机构使活塞向上移动,将气体压缩;另一方面通过两套四连杆机构组成的传动系统,使主闸刀先打开,然后推动灭弧闸刀使弧触头打开,气缸中的压缩空气通过喷口吹灭电弧。

合闸时,通过主轴及传动系统,使主闸刀和灭弧闸刀同时顺时针旋转,弧触头先闭合;主轴继续转动,使主触头随后闭合。在合闸过程中,分闸弹簧同时贮能。

由于负荷开关不能开断短路电流,故常与限流式高压熔断器组合在一起使用,利用限流熔断器的限流功能,不仅完成开断电路的任务并且可显著减轻短路电流所引起的热和电动力的作用。

6. 真空断路器灭弧原理图

真空断路器的灭弧原理是:

同任何一种高压开关一样,熄灭电弧都要靠灭弧室。

灭弧室是高压开关的心脏。当开关的动触头和静触头分开的时候,在高电场的作用下,触头周围的介质粒子发生电离、热游离、碰撞游离,从而产生电弧。如果动触头、静触头处于绝对真空之中,当触头开断时由于没有任何物质存在,也就不会产生电弧,电路就很容易分断了。

但是绝对真空是不存在的,人们只能制造出相对高德真空度。真空断路器的灭弧室的真空度已做到1.3×10-2~~1.3×10-4Pa以上,在这种高真空中,电弧所产生的微量离子和金属蒸汽会极快地扩散,从而受到强烈的冷却作用,一旦电流过零熄弧后,真空间隙介电强度恢复速度也极快,从而使电弧不再重燃。

7. 真空断路器的灭弧介质是

触头材料是影响真空灭弧室的开断能力、介质恢复强度、机电寿命和操作过电压等特性的另一个关键因素。对不同用途的真空断路器灭弧触头有着不同的要求。必须用特殊的技术在真空中冶炼,含气量低,在开断大电流电弧时释放的气体少,不会降低灭弧室的真空度。

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