《高压电器技术原理》PPT课件

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1、高压电器技术原理在2006年高压开关技术信息培训班上的讲座西安交通大学马志瀛2006.10.17西安交通大学电气工程学院主要内容1概论2开关作用与现代高压断路器的理论基础3开关电器的共同性问题4六氟化硫（SF6）技术5真空开关技术6高压开关绝缘7相位控制断路器8智能操作断路器西安交通大学电气工程学院1概论1.1高压开关行业的定位开关行业是电力行业的主要装备制造业之一，也是机电产品工业之一，是国民经济的基础工业。西安交通大学电气工程学院1概论我国虽然是一个“电力大国”，但不是“电力强国”，人均占有量仍是“电力弱国”，发展前景

2、很好。目前全国装机总容量已超过5亿kW，估计到2015年可达10亿kW。高压开关的需求量仍然很大。西安交通大学电气工程学院1前言1.2开关电器的定义与用途定义：开关电器switchingdevice：用作闭合（关合）或者开断一个或几个电路电流的器件。机械开关电器：用可分离的触头来合、分一个或几个电路的的开关电器。半导体开关电器：设计用半导体可控导电性来闭合（关合）电路电流的开关电器。西安交通大学电气工程学院1前言用途：（1）正常工作状态时的分合闸操作（控制用）（2）故障状态时的保护操作（保护用）断路器－互感器－继电保护负荷

3、开关－熔断器保护（3）设备的隔离（4）检修时的接地保护西安交通大学电气工程学院1前言分类：（1）高压开关电器种类可分：断路器、隔离开关、负荷开关、接触器、重合器、分段器、接地开关和熔断器（参见各自定义）。从不同电器的定义来看：主要是从功能区分，然后是结构性能的划分。西安交通大学电气工程学院1前言（2）从安装场所可分：（a）户内式（indoor）：设计成安装在建筑物（building）内或遮蔽物（otherhosing）内使用的电器，这些地方可保护它们免遭风、雨、雪、尘埃、凝露、冰和浓霜等侵袭。（b）户外式（outdoor）

4、：适合安装于露天（intheopenair）使用的电器，它们能耐受风、雨、雪、积尘（dirtdeposits）、露（condensation）、冰及浓霜（hoarfrost）等侵袭。西安交通大学电气工程学院2开关作用与现代高压断路器的理论基础2.1开关作用所谓开关作用是指：在具有一定电位的导体电路的一部分上进行导体与绝缘体的相互迅速变换。西安交通大学电气工程学院2开关作用与现代高压断路器的理论基础从原理上讲，作为具有这种功能的电路元件有：1、可分触头2、半导体（控制固体的电子的能级来改变电导率）3、超导（在低温超导领域的温

5、度控制）4、真空电子流（电位控制）5、磁放大器（直流励磁控制）等西安交通大学电气工程学院2开关作用与现代高压断路器的理论基础用触头分断电路，只要在起弧极限以上，就必然要产生电弧，只有在电弧熄灭后，电路才能断开。电弧的高温、高压力，给人们带来很大麻烦，对电器本身也带来危害。西安交通大学电气工程学院2开关作用与现代高压断路器的理论基础长期来，只是努力地去限制电弧或更有效地去熄灭电弧。当然这也给开关、断路器的技术不断带来一些进步。但总认为“弊多利少”，认为“研究电弧主要在于熄灭电弧”。甚至有人不断地在设想“无电弧”的触头开断。西

6、安交通大学电气工程学院2开关作用与现代高压断路器的理论基础由于认识上的局限性，使人们处于“被动地位”。因此当一种新的不产生电弧的开关元件出现时，就会夸大其作用，认为可最终“代替”有触点设备。对高压交流断路器来说，目前还无法取代，而且在（30～50）年内还看不到这一前景。西安交通大学电气工程学院2开关作用与现代高压断路器的理论基础2.2开关元件的性能比较有触点开关元件无触点开关元件（1）阻抗转换比1010～1014104～107（断开时与导通时的阻抗比）（2）耐电压程度单断口可达550kV每个元件只达15kV（3）承受过载能

7、力强弱（4）元件本身的功率损耗小大西安交通大学电气工程学院2开关作用与现代高压断路器的理论基础2.3现代交流断路器的理论基础高压交流断路器由于它分合的电力系统的电压、电流在数值上特别大，要求动作时间短，工作条件又特别复杂，因而在技术上存在很大的困难，在现代电力设备中成为需要最高技术领域的产品之一。西安交通大学电气工程学院2开关作用与现代高压断路器的理论基础其关键还在于“电弧”。电弧属于低温等离子体，其电导率是温度的强函数。断路器的开断就是利用了等离子体的温度控制来实现的。从导体－－绝缘体的相互变换，电弧等离子体具有重要的地

8、位，利用电弧才能完成这一变换。其它办法还达不到要求（设备大、不经济等）。西安交通大学电气工程学院2开关作用与现代高压断路器的理论基础只有产生电弧，才能利用等离子体的温度控制来实现导体－－绝缘体的迅速变换，这个观点就是现代高压交流断路器的理论基础。对断路器技术的发展起了积极的作用。认为电弧是“利多弊少”，