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ZW32高壓斷路器電弧的形成

時(shí)間:2017-01-05 點(diǎn)擊:1196次

     ZW32高壓斷路器是變電所主要的電力控制設(shè)備,具有滅弧特性,當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),它能切斷和接通線路及各種電氣設(shè)備的空載和負(fù)載電流;當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),它和繼電保護(hù)配合,能迅速切斷故障電流,以防止擴(kuò)大事故范圍。

    ZW32高壓斷路器具有自動(dòng)重合閘特性。由于輸電線路的短路故障大多數(shù)是瞬間性的,所以采用自動(dòng)重合閘可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和供電可靠性,即在發(fā)生斷路故障時(shí),繼電保護(hù)動(dòng)作使斷路器分閘,切除故障電流,經(jīng)無電流間隔時(shí)間后自動(dòng)重合閘,恢復(fù)供電。如果故障仍然存在,斷路器則立刻跳閘,再次切除故障電流。這就要求斷路器具有在短時(shí)間內(nèi)接連切除故障電流的能力。
    ZW32高壓斷路器電弧的形成:
    在電路中,斷路器切斷載流電路時(shí),在觸頭之間常常會出現(xiàn)電弧,直到電弧熄滅后,電路才正宗切斷。觸頭間的電弧實(shí)際上是由于中性質(zhì)點(diǎn)游離而引起一種氣體放電現(xiàn)象。
    從電弧的形成過程來看,游離放電可分為四個(gè)階段。
    1、強(qiáng)電場發(fā)射
    當(dāng)觸頭剛分開時(shí),雖然電壓不一定很高,但觸頭間距離很小,因此會產(chǎn)生很強(qiáng)的電場強(qiáng)度。當(dāng)電場強(qiáng)度超過3×106V/m時(shí),在強(qiáng)電場作用下,金屬觸頭陽極表面的自由電子會被電場力拉出來,成為游離在觸頭空隙中的自由電子。這種游離電子方式稱為強(qiáng)電場發(fā)射,是弧隙自由電子的一個(gè)來源。
    2、熱電發(fā)射
    這是弧隙中自由電子的又一來源。在觸頭分開的瞬間,由于觸頭間的壓力迅速減小,接觸電阻增大,電流流過時(shí)發(fā)熱加劇,在電極上出現(xiàn)強(qiáng)烈的熾熱點(diǎn)。此外,弧隙中正離子被迅速吸向陰極,其能量被電極吸收,也使陰極表面溫度升高。當(dāng)陰極表面達(dá)到一定高溫時(shí),便發(fā)射電子,使弧隙中的電子數(shù)目增加。
    3、碰撞游離
    從陰極表面發(fā)射出來的自由電子,在電場力的作用下向陽極做加速運(yùn)動(dòng)。它們在運(yùn)動(dòng)向陽極的途中碰撞介質(zhì)的中性質(zhì)點(diǎn)(原子或分子)使原中性點(diǎn)碰撞游離為正離子和自由電子。新產(chǎn)生的電子又和原有的電子一起以*的速度向陽極運(yùn)動(dòng),當(dāng)他們和其他中性質(zhì)點(diǎn)相撞時(shí),又再一次發(fā)生碰撞游離。碰撞游離連續(xù)進(jìn)行的結(jié)果,觸頭間隙中便充滿了電子和正離子。在外加電壓作用下,電子運(yùn)動(dòng)向陽極、正離子運(yùn)動(dòng)向陰極,產(chǎn)生電流,形成電弧。
    4、熱游離
    熱游離是電弧得以維持燃燒的主要原因。在電弧燃燒時(shí),電弧表面溫度可達(dá)3000~4000℃以上,弧心溫度可達(dá)10000℃以上。處于高溫下的介質(zhì)分子和原子產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱運(yùn)動(dòng),不斷發(fā)生互相碰撞,游離出電子和正離子,稱為熱游離。實(shí)際上,在間隙擊穿產(chǎn)生電弧后,由于弧隙電導(dǎo)速度增大,觸頭之間電壓降減小,而觸頭的拉開距離卻在增大,因此觸頭間電場強(qiáng)度大大減小,強(qiáng)電場發(fā)射基本停止。這時(shí),電弧的穩(wěn)定主要依靠熱游離得以維持

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