3章-灭弧原理及开关电器

真空断路器灭弧原理和方法分析-民熔

真空断路器灭弧原理和方法-民熔真空断路器，系三相交流50Hz额定电压为12KV的电力系统的户内开关设备，民熔真空断路器作为电网设备、工矿企业动力设备的保护和控制单元。适用于要求在额定工作电流下的频繁操作，或多交开断短路电流的场所。灭弧是断路器的重要应用之一，电弧不仅会损坏设备线路，还会影响人身安全。一般来说，常用的灭弧方法有四种，包括机械灭弧、磁吹弧等。本文介绍了常用的灭弧方法和几种常用断路器的原理。首先讨论了常用的灭弧方法，包括以下四种：

1机械灭弧：限位装置使电弧迅速拉长。这种方法常用于开关器件。 2灭磁弧：在与触头串联的磁吹线圈产生的磁场作用下，在电磁力的作用下拉长电弧，吹入由固体介质组成的灭弧罩内，与固体介质接触，使电弧冷却熄灭。 3窄缝（纵缝）灭弧方法：在电弧形成的磁场的电场作用下，电弧被拉长，进入灭弧罩窄（纵）槽内。将纵向电弧分为若干段并与之接触的固体弧段迅速熄灭。这种结构主要用于交流接触器。

4栅极灭弧法：当触头分离时，所产生的电弧在电力的作用下被推入一组金属光栅中，并分成若干段。每一块相互绝缘的金属网格相当于一个电极，因此正负极之间会有许多电压降。对于交流电弧，当电弧过零时，阴极附近会出现150V～250V的介电强度，使电弧无法维持和熄灭。由于栅极灭弧效果比直流灭弧效果强得多，在交流电器中常采用栅极灭弧。这些方法主要针对一些低压断路器。为了了解使用这些方法的原因，有必要阐明断路器的灭弧原理。以下是一些常用断路器的讨论。真空断路器中断电弧原理。真空断路器在分闸瞬间，由于触头间存在电容，两触头间的绝缘被击穿，产生真空电弧。由于触头的形状和结构，真空弧柱迅速向弧柱外的真空区扩散。当开断电流接近零时，触头间电弧的温度和压力急剧下降，使电弧无法维持和熄灭。灭弧后几μs内，触头间真空间隙的耐压水平迅速恢复。

常用灭弧器的工作原理

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。(责任编辑：admin)

直流系统级差配合

直流系统级差配合前言随着我国电力工业的不断进步，电力系统向超高压、大容量方向发展，为这些大容量电力设备提供控制、保护、信号、操作电源，直流系统的安全、可靠、经济运行就必须提到一个新的高度。正常运行时，直流系统为断路器提供合闸电源，为继电保护及自动装置、通讯等提供直流电源；故障时，特别是交流电源中断情况下，直流系统为继电保护及自动装置、断路器合跳闸、事故照明提供安全可靠的直流电源，是电力系统继电保护、自动装置和断路器正确动作的基本保证。在直流回路中，熔断器、断路器是直流系统各出线过流和短路故障主要的保护元件，可作为馈线回路供电网络断开和隔离之用，其选型和动作值整定是否适当以及上下级之间是否具有保护的选择性配合，直接关系到能否把系统的故障限制在最小范围内，这对防止系统破坏、事故扩大和主设备严重损坏至关重要。因此，加强熔断器、断路器选择及配置的准确性，对提高电力系统运行的安全可靠性具有重要意义。 1 级差配合存在的主要问题由于变电站直流系统供电内容多，回路分布广，在一个直流网络中往往有许多支路需要设置断路器或熔断器进行保护，并往往分成三级或四级串联，这就存在着正确选择保护方案和保护上下级之间的配合问题。 1．1 交直流断路器混用由于交、直流的燃弧及熄弧过程不同，额定值相同的交直流断路器开断直流电源的能力并不完全一样，用交流断路器代替直流断路器或交、直流断路器混用是保护越级误动的主要原因之一。断路器瞬时动作采用磁脱扣原理，判据为通过的电流峰值，断路器标定的额定值为有效值，而交流电的峰值高于有效值，在相同定值下，在直流回路中交流断路器实际额定值高于

直流断路器。另外，因交流断路器与直流断路器灭弧原理不同，交流断路器用于直流回路不能有效、可靠地熄灭直流电弧，容易造成上级越级动作。 1．2 熔断器质量及参数问题各生产厂家提供的熔断器技术数据是在产品型式试验时得到的，且校验熔断器的分断能力是在交流电源周期分量有效值下做的，熔体动作选择配合特性曲线也是交流安秒特性曲线。这与变电站直流系统发生短路故障时的实际情况有一定差距。各熔断器厂家及设计手册提供的级差配合是按同一型号、同熔体材料确定上、下级差，从而保证满足选择性的，当回路中有不同类型的熔断器时，熔断器之间的级差配合更应引起高度重视。同时，由于目前低压电器生产厂家较多，不能完全保证产品质量，所以即使同一厂家、同一型号的熔体，其参数也有一定的分散性。 1．3 上、下级间的额定值级差选择不当熔断器采用热效应原理，而断路器是磁效应与热效应相结合，安秒特性曲线不同，配合级差也不同。对于断路器之间、断路器与熔断器之间的级差配合不应照搬熔断器间的配合规定。 2 熔断器、直流断路器级差配置现场试验为了适应新颁DL/T5044－2003《电力工程直流设计技术规程》(以下简称设计规程)有关规定，验证变电站直流系统中断路器和熔断器几种典型的级差配置方案是否满足选择性保护的要求，探索直流断路器之间的级差配合、直流断路器与熔断器的配合及其上下级之间的选择配置，选择了石家庄供电公司所辖变电站直流系统中部分直流断路器、熔断器的典型保护级差配合方案进行了现场试验，并对具备延时功能的三段式直流断路器也进行了试验验证，确认了实现选择性保护的配合条件。 2．1 短路电流的选取按照直流断路器及熔断器安装现场可能出现的最大短路电流，将试验元件串联安装进行

各种电弧灭弧原理

各种电弧灭弧原理、条件及措施的比较 1. 开关电弧灭弧的基本原理：首先使触头间的介质成为良好电导率的电弧，进而使电弧冷却，迅速降低其电导率，最终使其转变为良好的绝缘体。单位体积内的能量平衡：电源提供的能量=电弧的能量增量— v ?gradp （由对流引起的散热功率）—s (T) （由辐射引起的散热功率）— div Χ?gradT （由广义热传导引起的散热功率）应根据不同条件、不同场合，提高后三项的散热功率。 2.直流电弧灭弧条件：稳态电路方程与电弧伏安特性无交点灭弧措施：（1）拉长电弧→Ua ↗；（2）冷却电弧→Ua ↗（加装灭弧室，选用好的介质）；（3）制造电流过零点 3.交流电弧交流电弧的熄灭措施：实质上是防止电弧重燃：利用电流过零点的有利时机，使U d >Utr 措施：提高U d 及其上升率，同时降低Utr 及其上升率具体措施：（略） 4.SF 6电弧灭弧原理：使大量SF 6分子与电弧接触而分解吸热，冷却电弧。散热方式：以弧柱的热传导和对流换热为主，散热条件良好。实际上防止重燃的方法：利用电流过零点的有利时机，使U d >Utr 。 gradT div T s gradp v dt dh E ?--?-=χρσ)(2

5.真空电弧散热方式：以辐射和经电极与屏蔽罩的热传导为主，散热条件较差。只要保持为扩散型电弧，电流过零后，在微秒级内带电粒子即可消散而恢复间隙的绝缘强度。实际上防止重燃的方法：利用电流过零点的有利时机，使U d >Utr，纵向磁场的特点：（1）延缓离子贫乏现象、阳极斑点的产生，使集聚电流值提高；（2）降低了电弧电压：一方面：不利于增大电弧电压的灭弧措施；另一方面，降低了电弧能量，电极的温度可降低，不易形成阳极斑点。（3）不能使阳极斑点在阳极表面快速移动，局部熔融严重。不同形式横向磁场的特点：（1）纵向电流自身产生的角向磁场（自箍缩磁场）：有助于形成集聚型电弧。（2）径向磁场：使电弧在电极表面快速移动，避免局部温度过高；且可在工频后半周使集聚型电弧转变为扩散型电弧。（3）抵消或部分抵消自箍缩磁场的角向磁场：使电弧向电极边缘移动而拉长电弧。一方面，电弧电压增高有利于灭弧；另一方面，电弧能量增大使电极温度升高。（4）X向磁场：在电极的一边（y<0区域）增强自箍缩磁场，在电极的另一边（y>0区域）减弱自箍缩磁场。可利用来产生漂移

真空灭弧室的基本结构和工作原理

真空灭弧室的基本结构和工作原理真空灭弧室，又名真空开关管，是中高压电力开关的核心部件，其主要作用是，通过管内真空优良的绝缘性使中高压电路切断电源后能迅速熄弧并抑制电流，避免事故和意外的发生，主要应用于电力的输配电控制系统，还应用于冶金、矿山、石油、化工、铁路、广播、通讯、工业高频加热等配电系统。具有节能、节材、防火、防爆、体积小、寿命长、维护费用低、运行可靠和无污染等特点。真空灭弧室从用途上又分为断路器用灭弧室和负荷开关用灭弧室，断路器灭弧室主要用于电力部门中的变电站和电网设施，负荷开关用灭弧室主要用于电网的终端用户。我公司生产的多种型号的真空灭弧室，按其用途、参数、开断容量可分为断路器用真空灭弧室、负荷开关用真空灭弧室、接触器用真空灭弧室、重合器用真空灭弧室和分段器用真空灭弧室等。其结构形式均由气密绝缘外壳、导电回路、屏蔽系统、波纹管等部分组成。 1、气密绝缘系统由玻璃或陶瓷制成的气密绝缘外壳、动端盖板、定端盖板，不锈钢波纹管组成了气密绝缘系统。为了保证玻璃、陶瓷与金属之间有良好的气密性，除了封接时要有严格的操作工艺外，还要求材料本身的透气性尽量小和内部放气量限制到极小值。不锈钢波纹管的作用不仅能将真空灭弧室内部的真空状态与外部的大气状态隔离开来，而且能使动触头连同动导电杆在规定的范围内运动，以完成真空开关的闭合与分断操作。 2 、导电系统定导电杆、定跑弧面、定触头、动触头、动跑弧面、动导电杆构成了灭弧室的导电系统。其中定导电杆、定跑弧面、定触头合称定电极，动触头、动跑弧面、动导电杆合称动电极，由真空1.排气管保护罩 2.排气管密封刀口 3.环氧树脂填料 4.定端盖版 5.定导电杆 6.屏蔽筒 7.玻壳（或陶瓷壳） 8.定触头座 9.定触头 10.动触头 11.动触头座 12.动导电杆 13.波纹管 14.均压罩 15.动端盖版 16.导向套

直流断路器的操作原理及分类

直流断路器的基本理解指的是用于直流零碎运转方法转换或毛病切除的断路器。用来对直流配电零碎的设备和电气停止过载、短路维护之用，可普遍用于电力、邮电、交通、工矿企业等行业。直流断路器的操作原理流断路器主回路包括一个支持动触头的下部衔接排，一个上部衔接排和外表镀银的触头，合闸安装由一个带合闸线圈的大块罐状磁铁构成。该磁铁包容了一个动磁芯、触头压力弹簧和一个磁芯复位弹簧；一切这些部件均被装置在操作杆上。拨叉单位装置在操作杆的顶端。过流脱扣安装包括一个由层压的薄片组成的衔铁，一个连到由弹簧掌握的操作杆上的动磁芯，因为该杆的感化可以设定脱扣整定值。五对辅佐接点均为由动触头掌握的换向触头。它们位于合闸安装下部的塑料盒内。灭弧室包含角板，隔板和去离子板，以上这些都装置在两块灭弧板之间。当断路器因为过流或正常的分闸敕令而分闸的话，推动机构将会带动动触头分闸。该推动机构异样感化于5个换向辅佐接点。直流断路器的两大分类 1. 两段式直流断路器。两段式直流断路器在短路电流是下级开关额外电流的8～10倍规模、4～5级级差合营下，准确举措，合营优越。 2. 三段式直流断路器。三段式直流断路器，下级为三段式，下级为两段式或三段式直流断路器时，级差为2级，在短路电流为下级断路器额外电流的25～40倍规模均准确举措。直流断路器与交流断路器的主要区别两者的区别在于去灭弧才能上。由于交换每一个周期都有过零点，在过零点轻易熄弧，而直流开关没有过零点，熄弧才能很差，所以要添加额定的灭弧安装。总的来说就是直流难灭弧，而交换有过零，灭弧轻易。如需进一步了解相关断路器产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注https://www.360docs.net/doc/5518389179.html,/

开关电器中电弧产生原因及灭弧方法通用版

操作规程编号：YTO-FS-PD865 开关电器中电弧产生原因及灭弧方法通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

开关电器中电弧产生原因及灭弧方法通用版使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。开关电器中电弧是如何产生的? 电孤是一种气体放电现象，它有两个特点：一是电弧中有大量的电子、离子，因而是导电的，电孤不熄灭电路继续导通，要电弧熄灭后电路才正式断开;二是电弧的温度很高，弧心温度达4000～5000摄氏度以上，高温电弧会烧坏设备造成严重事故，所以必须采取措施，迅速熄灭电弧。电弧产生和熄灭的物理过程简述如下：在开关断开过程中，由于动触头的运动，使动、静触头间的接触面不断减小，电流密度就不断增大，接触电阻随接触面的减小就越来越大，因而触头温度升高，产生热电子发射。当触头刚分离时，由于动、静触头间的间隙极小，出现的电场强度很高，在电场作用下金属表面电子不断从金属表面飞逸出来，成为自由电子在触头间运动，这种现象称为场致发射。热电子发射、场致发射产生的自由电子在电场力作用下加速飞向阳极，途中不断碰撞中性质点，将中性质点中

各类断路器的灭弧原理

引用各类断路器的灭弧原理电机设备2010-10-27 15:24:38 阅读30 评论0 字号：大中小订阅本文引用自缘分的天空《各类断路器的灭弧原理》引用缘分的天空的各类断路器的灭弧原理真空断路器灭弧原理？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。 SF6开关的灭弧原理 10kV SF6断路器灭派性能优良，不仅在于SF6气体本身，而且采用旋弧式灭弧室。目前，国内外在10kV电压级的SF6断路器研制上，广泛采用了具有良好灭弧性能的旋弧式灭抓室，它利用短路电流来建立磁场，使电弧在电磁力的作用下高速旋转，以达到自动灭弧的作用。其灭弧原理从图1可见：当短路开始，电信号反馈到脱扣器，使开关分闸。在分闸的瞬间，动触头和静触头之间就产生了电弧。动触头继续向下运动，电弧很快转移到引弧电极上。此时，绕在圆筒电极外而串联在静触头与圆筒电极之间的磁吹线圈通过短路电流，因而产生了磁场，于是电磁力驱使电弧高速旋转，在SF6气体中，电弧的高速旋转使得其离子体不断地与新鲜的SF6气体接触，以充分发挥六氟化硫的负电性，从而迅速地熄灭电弧。油断路器的灭弧原理当油断路器开断电路时，只要电路中的电流超过0.1A，电压超过几十伏，在断路器的动触头和静触头之间就会出现电弧，而且电流可以通过电弧继续流通，只有当触头之间分开足够的距离时，电弧熄灭后电路才断开。1OkV少油断路器开断20KA时的电弧功率，可达一万千瓦以上，断路器触头之间产生的电弧弧柱温度可达六七千度，甚至超过1万度。油断路器的电弧熄灭过程是，当断路器的动触头和静触头互相分离的时候产生电弧，电弧高温使其附近的绝缘油蒸发气化和发生热分解，形成灭弧能力很强的气体（主要是氢气）和压力较高的气泡，使电弧很快熄灭。灭弧的种类：灭弧有磁吹，纵缝灭弧，横吹的等等！磁吹当然是利用磁力来灭弧。因为电弧本身就是一个比较大的电流，用线圈通上电流，当然线圈必须是在电弧的两边，把电弧加在中间！当有电弧的时候，线圈用自己本身的磁力，把电弧拉长，让他自动熄灭！可以引申以下，原先的断路器是用油来灭弧（当然不是单纯的用油），也就是电弧形成时，会把油电离，电离出来的氢气会把电弧吹灭！现在的SF6断路器的灭弧能力是氢气的6-8倍，所以现在的断路器都是用FS6灭弧。纵缝是把电弧引到缝里面，从而灭弧。

真空断路器灭弧原理

真空断路器灭弧原理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。真空灭弧室是真空断路器的灭弧和绝缘部件。主要有动触头、静触头、动端跑弧面、动端法兰、静端法兰、瓷柱、不锈钢支撑法兰、屏蔽罩、动静导电杆、玻壳和波纹管等，经过清洗由玻璃封装、真空焊、亚弧焊、排气等工艺程序处理后封装而成。各主要零部件均密封在玻壳中，玻壳不仅通过动静法兰起到密封作用，还能起到绝缘作用。波纹管系一动态密封的弹性元件，通过真空灭弧室在操动机构的作用下可完成分合闸动作，而又不会破坏其真空度。

真空灭弧室制造成一个整体，不能拆装，损坏后应整体更换。真空电弧的熄灭是基于利用高真空介质（一般为压强低于10-4mm汞柱的稀薄气体）的绝缘强度及在这种气体中的电弧生成物（带电粒子和金属蒸汽）具有极高的扩散速度，在电弧电流过零后，触头间隙的介质强度可以迅速恢复起来的原理而实现的。燃弧过程中的金属蒸汽和带电粒子在强烈的扩散中为屏蔽罩所冷凝，带三条阿基米德螺旋槽的跑弧面使电弧电流在其流经路线上的触头间产生一个横向磁场，这时电弧电流在主触头上沿切线方向快速移动，从而降低了主触头表面的温度，减少了主触头的烧损，稳定了断路器的开断性能，提高了断路器的寿命。

直流断路器2005

直流断路器级差配合的研讨主讲人：房兆源教授亚东亚电气集团重庆科源电气有限公司

一、直流电源系统中为什么要用专用的直流断路器因交流断路器与直流断路器灭弧原理不同，交流断路器用于直流回路中不能有效、可靠地熄灭直流电弧，造成上下级越级动作。河北电力公司某110KV 变电站直流屏馈线开关原采用交流C45N型断路器，曾两次越级动作造成事故。二、级间配合的重要性在电力系统中，直流电源作为继电保护、自动装置控制操作回路、灯光音响信号及事故照明等电源之用，是继电保护、自动装置和断路器正确动作的基本保证。直流系统中直流断路器是主要的保护电器，其选型和动作值整定是否适当以及上下级之间是否有保护性的选择性配合，直接关系到能否把系统故障限制到最小范围内，对防止系统破坏、事故扩大和设备损坏至关重要。由于变电站直流系统的供电内容多,回路分布广,在一个直流网络中往往有许多支路设置直流断路器来进行保护,并往往分成三级或四级串联,这就存在保护元件如何正确选型号及上下级间选择性保护的问题。所谓选择性保护是指配电系统中两个或几个断路器之间的电流—时间特性的配合，当在给定范围内出现过电流故障时，指定在这个范围动作的断路器动作，而其它的断路器不动作，从而将受故障的影响负载支路数目保持在最小程度。三、直流断路器的分类 1.常用直断路器的分类： (1)两段型保护：过载长延时+短路瞬时保护 GM32-25～40 (北京人民电器厂) 5SX-25～40 (西门子公司) 5252S-DC (ABB) C32H-DC (梅兰日兰) NDM1-63 (良信) (2)三段型保护：过载长延时+短路短延时+短路瞬时保护 GMB32-25 (北京人民) GMB100-50、80 (北京人民) 2.按脱扣电流分： C型：脱扣电流为额定电流的5～10倍 D型：脱扣电流为额定电流的10～14倍

栅片灭弧方式及相关低压电器介绍..

栅片灭弧方式中，电弧为什么会在电动力的作用下朝灭弧栅运动呢？灭弧栅是用钢片作的，它放置在触头的上方。当触头间产生电弧的时候，由于电弧下方是空气，上方是灭弧栅，由于钢的导磁率比空气大，这样在同样的磁场强度H下，电弧上方的磁通密度B应该比下方的大阿，因此电弧所受电磁力（F=BIL）的合力方向应该向下，这样电弧因该背离灭弧栅运动才对啊。那位前辈高人能指点一下不？答1：钢片在这里的作用是分割电弧，不是利用其磁导的。电弧向内运动是利用磁吹原理，仔细观察一下接触器的通流部分，结合左右手定则，相信你一定能分析出来答2：可以把灭弧栅想像成一整块软铁，电弧是流过恒稳电流的导线，这样不影响分析。应用右手螺旋定则，导线产生同心圆磁场，磁力线穿过软铁块，软铁块被磁化，磁化软铁块的NS极记住，由于铁被磁化，其产生磁场有独立性，即使导线移出也不变，在此磁场作用下，导线的受力方向，应用左手定则，有难度的只是想像软铁NS极之间的磁力线，受力方向指向软铁。实际的灭弧栅，时变的电弧不影响分析结果。答3：交流接触器的栅片灭弧原理是由于触点上方的钢片栅片磁阻很小，电弧上部磁通大都进入栅片，使电弧周围空气中的磁场分布形式上疏下密，将电弧拉入灭弧栅。电弧被栅片分割多若干短弧。常用自动控制电器图5.6 接触器控制电路的工作原理当按钮揿下时，线圈通电，静铁心被磁化，并把动铁心（衔铁）吸上，带动转轴使触头闭合，从而接通电路。当放开按钮时，过程与上述相反，使电路断开。根据主触头所接回路的电流种类，接触器分为交流和直流两种。（1）．交流接触器 ①.触头触头是接触器的执行部分。主要任务：完成接触器接通或断开电路的任务。对触头的要求：接通时导电性能良好、接触电阻小；闭合时不跳动（不振动）；闭合时

开关电器中电弧产生及灭弧方法

开关电器中电弧产生原因及灭弧方法问：开关电器中电弧是如何产生的? 答：电孤是一种气体放电现象，它有两个特点：一是电弧中有大量的电子、离子，因而是导电的，电孤不熄灭电路继续导通，要电弧熄灭后电路才正式断开;二是电弧的温度很高，弧心温度达4000～5000摄氏度以上，高温电弧会烧坏设备造成严重事故，所以必须采取措施，迅速熄灭电弧。电弧产生和熄灭的物理过程简述如下：在开关断开过程中，由于动触头的运动，使动、静触头间的接触面不断减小，电流密度就不断增大，接触电阻随接触面的减小就越来越大，因而触头温度升高，产生热电子发射。当触头刚分离时，由于动、静触头间的间隙极小，出现的电场强度很高，在电场作用下金属表面电子不断从金属表面飞逸出来，成为自由电子在触头间运动，这种现象称为场致发射。热电子发射、场致发射产生的自由电子在电场力作用下加速飞向阳极，途中不断碰撞中性质点，将中性质点中的电子又碰撞出来，这种现象称作碰撞游离。由于碰撞游离的连锁反应，自由电子成倍地增加(正离子亦随之增加)，大量的电子奔向阳极，大量的正离子向负极运动，开关触头间隙便成了电流的通道，触头间隙间介质被击穿就形成电弧。由于电弧温度很高，在高温的作用下，处在高温下的中性质点由于高温而产生强烈不规则的热运动，在中性质点互相碰撞时，又将被游离而形成电子和离子，这种因热运动而引起的游离称为热游离。热游离产生大量电子和离子维持触头间隙间电弧。产生电弧主要由碰撞游离，维持电弧主要依靠热游离。问：开关电器中电弧熄灭常用哪些方法? 信息来源:https://www.360docs.net/doc/5518389179.html, 答：开关电器中电弧熄灭常用的方法如下：

(1)利用气体或油熄灭电弧。在开关电器中利用各种形式的灭弧室使气体或油产生巨大的压力并有力地吹向弧隙，电弧在气流或油流中被强烈地冷却和去游离，并且其中的游离物质被未游离物质所代替，电弧便迅速熄灭。气体或油吹动的方式有纵吹和横吹两种，纵吹使电弧冷却变细，然后熄灭;横吹是把电弧拉长切断而熄灭。不少断路器采用纵横混合吹弧方式，以取得更好灭弧效果。 (2)采用多断口。高压断路器常制成每相有两个或多个串联的断口，使加于每个断口的电压降低，电弧易于熄灭。 (3)断路器断口加装并联电阻。在高压大容量断路器中，广泛利用弧隙并联电阻来改善它们的工作条件。断路器每相假如有两对触头，一对为主触头，另一对为辅助触头，电阻并联在主触头上。当断路器在合闸位置时，主、辅触头都闭合。当断开电路时，主触头先断开，这时并联在主触头断口上的电阻在主触头断开过程中起分流作用，有利于主触头断口灭弧。主触头的电弧熄灭后，并联电阻串联在电路中，有效地降低触头上的恢复电压数值及电压恢复速度。另外，并联电阻对切断小电感电流或电容电流时，可限制过电压产生。 (4)采用新介质。利用灭弧性能优越的新介质，例如SF6(六氟化硫)断路器和真空断路器等。 (5)利用金属灭弧栅熄灭电弧。用铁磁物质制成金属灭弧栅，当电弧发生后，立刻把电弧吸引到栅片内，将长弧分割成一串短弧，当电弧过零时，每个短弧的附近会出现150～250伏的介质强度，如果作用于触头间的电压小于各个介质强度的总和时，电弧就立即熄灭。这种灭弧方法在低压开关中用得很多。

直流断路器基础知识

直流断路器是什么？直流断路器和有载调压都是指的变压器分接开关调压方式,区别在于无励磁调压开关不具备带负载转换档位的能力,因为这种分接开关在转换档位过程中,有短时断开过程,断开负荷电流会造成触头间拉弧烧坏分接开关或短路，故调档时必须使变压器停电。因此一般用于对电压要求不是很严格而不需要经常调档的变压器。而有载分接开关则可带负荷切换档位，因为有载分接开关在调档过程中，不存在短时断开过程，经过一个过渡电阻过渡，从一个档转换至另一个档位，从而也就不存在负荷电流断开的拉弧过程。一般用于对电压要求严格需经常调档的变压器。直流断路器的分类直流断路器主要包括中性母线断路器(NBS)、中性母线接地断路器(NBGS)、金属回路转换断路器(MRTB)、大地回路转换断路器(ERTB)。直流断路器技术参数额定电压(Ue) 1600V 最大工作电压1800V 额定极限分断能力75KA(T=15ms) 固有工作时间6ms 电寿命400 200 辅助触头数量5NC+5ND 外形尺寸500、400、100、50 操作电压DC220、110、50V; AC220V 额定电流(In) 2500A/4000A 额定绝缘电压4000V 分断过电压(1.5～2.0)Ue 电流整定范围(1.25～2.7)KA;(2～5)KA (2～8)KA;(4～10)KA/(2～5)KA;(4～10)KA (2～8)KA;(4～15)KA 机械寿命20000

辅助触头容量AC220V 10A; DC110V 1A 安装尺寸4－Φ11,320*160(mm) 重量86kg 98kg 直流断路器工作条件 1、安装地点海拔高度不超过2000m； 2、周围空气温度不高于+40℃不低于-5℃；且24小时平均值不超过+35℃（特殊订货除外） 3、安装地点的空气相对湿度．最高温度+40℃时不超过50[%],在较低的温度下可以允许有较高的相对湿度，例如2O℃时达90[%]。对由干温度变化偶尔产生的凝露应采取特殊的措施。 4、在空气中无爆炸危险的介质且无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体与导电尘埃的地方。 5、无雨雪侵袭的地方。 6、污染等级为3级。 7、安装类别：断路器主电路的安装类别为Ⅲ，不接至主电路的辅助电路和控制电路安装类别为Ⅱ 直流断路器功能直流断路器具有超一流的限流性能，能准确保护继电保护、自动装置免受过载、短路等故障危害。直流断路器具备的限流、灭弧能力优势，经过大量综合的科学试验，可实现3000Ah 以下直流系统中主（分）屏、保护屏、继电屏级间的全选择性保护。直流断路器采用特殊的灭弧、限流系统，可迅速分断直流配电系统的故障电流，使级差配合得到很大的提高。直流断路器特别针对电力工程直流系统中测保屏与分电屏之间出现的越级跳闸等事故，该系列有着优异的性能，能避免出现上述故障。直流断路器产品的级差配合特性为国内外同类产品之最佳。直流断路器适用场所电力系统在发电厂、变电站等容量大、电压高的电力系统中，直流系统为继电电保护、操作控制、信号音响以及事故照明等设备提供可靠的电源、小型直流断路器作为直流系统中最重要的元器

开关电器典型灭弧装置的工作原理

开关电器典型灭弧装置的工作原理教学基本内容：开关电器典型灭弧装置的工作原理提高灭弧装置开断能力的辅助方法概述当电源电压超过数十伏、开断电流在数十安以上时，为减少电弧对触头的烧损和限制电弧扩展的空间，通常需要采取加强灭弧能力的措施，为此而采用的装置称为灭弧装置。这些灭弧装置的灭弧原理主要有下列十几种： 1．简单开断； 2．磁吹线圈； 3．纵缝灭弧装置； 4．绝缘栅片灭弧装置； 5．金属栅片灭弧装置； 6．固体产气灭弧装置， 7．石英砂灭弧装置； 8．变压器油灭弧装置； 9．压缩空气灭弧装置； 10．SF6灭弧装置； 11．真空灭弧装置。此外，为了增加灭弧装置的开断能力，通常可以采用下列辅助方法： 1．在弧隙两瑞并联电阻； 2. 附加同步开断装置； 3．附加晶闸管装置。

上述灭弧装置的灭弧原理是： (1) 在大气中依靠触头分开时的机械拉长，使L增大； (2) 利用流过导电回路或特制线圈的电流在燃弧区产生磁场，使电弧迅速移动和拉长；（3）依靠磁场的作用，将电弧驱入用耐弧材料制成的狭缝中，以加强电弧的冷却和消电离； (4) 用金属板将电弧分隔成许多串联的短弧； (5) 在封闭的灭弧室中，利用电弧自身能量分解固体材料，产生气体，以提高灭弧室中的压力，或者利用产生的气体进行吹弧； (6) 利用电弧自身能量，使变压器油分解成含有大量氢气的气体并建立起很高的压力，再利用此压力推动冷油和气体去吹弧； (7) 利用压缩空气吹弧； (8) 利用SF6气体吹弧； (9) 在高真空中开断触头，利用弧隙中由电极金属蒸汽形成的弧柱在电流过零时迅速扩散的原理进行灭弧； (10) 利用石英砂等固体颗粒介质，限制电弧直径的扩展和加强冷却。开关电器典型灭弧装置的工作原理一、拉长电弧（1）大气中，利用机械拉长电弧方式的原理与图例。电弧放长后，电弧电压就增大，其静态伏——安特性向上移

开关电器中电弧产生原因及灭弧方法示范文本

开关电器中电弧产生原因及灭弧方法示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

开关电器中电弧产生原因及灭弧方法示范文本使用指引：此操作规程资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。开关电器中电弧是如何产生的? 电孤是一种气体放电现象，它有两个特点：一是电弧中有大量的电子、离子，因而是导电的，电孤不熄灭电路继续导通，要电弧熄灭后电路才正式断开;二是电弧的温度很高，弧心温度达4000～5000摄氏度以上，高温电弧会烧坏设备造成严重事故，所以必须采取措施，迅速熄灭电弧。电弧产生和熄灭的物理过程简述如下：在开关断开过程中，由于动触头的运动，使动、静触头间的接触面不断减小，电流密度就不断增大，接触电阻随接触面的减小就越来越大，因而触头温度升高，产生热电子发射。当触头

刚分离时，由于动、静触头间的间隙极小，出现的电场强度很高，在电场作用下金属表面电子不断从金属表面飞逸出来，成为自由电子在触头间运动，这种现象称为场致发射。热电子发射、场致发射产生的自由电子在电场力作用下加速飞向阳极，途中不断碰撞中性质点，将中性质点中的电子又碰撞出来，这种现象称作碰撞游离。由于碰撞游离的连锁反应，自由电子成倍地增加(正离子亦随之增加)，大量的电子奔向阳极，大量的正离子向负极运动，开关触头间隙便成了电流的通道，触头间隙间介质被击穿就形成电弧。由于电弧温度很高，在高温的作用下，处在高温下的中性质点由于高温而产生强烈不规则的热运动，在中性质点互相碰撞时，又将被游离而形成电子和离子，这种因热运动而引起的游离称为热游离。热游离产生大量电子和离子维持触头间隙间电弧。产生电弧主要由碰撞游离，维持

直流断路器的灭弧原理和灭弧过程

直流断路器的灭弧原理和灭弧过程一、PRB系列直流断路器的灭弧原理 PRB系列直流断路器的燃弧及熄弧过程与交流断路器是不同的，交流断路器分断时产生的交流电弧每秒钟有2f（f为电网频率）次经过零点。通过近极效应，使电弧熄灭。交流继电器只要解决电弧重燃问题，即解决由导电状态恢复到介质绝缘状态的介质强度恢复过程，这里不再详述。PRB系列直流断路器分断时产生的直流电弧恒定不变，电流愈大，时间常数俞大，电弧就愈难熄灭。 PRB系列直流断路器的触头接通和长期承载电流的性能与一般交流断路器相似，无特殊要求。但直流断路器与交流断路器分断电流的差异较大，PRB系列直流断路器的触头分断时要熄灭直流电弧，现将直流电弧的特性和熄灭直流电弧的措施简介如下：断路器的触头分断时，在动静触头间立即产生电弧，这不仅有碍于电路的及时分断，还会使触头烧损，此时的主要问题是触头的电烧损，这对交直流回路的情况是一样的。为了解直流断路器的切断电弧性能，首先要分析电弧的产生过程和灭弧能力。当分断时，触头刚开始分离时，其间隙很小，电场强度极大，易产生高热和强场，金属内部的自由电子从阴极表面逸出，奔向阳极。同时这自由电子在电场种撞击中性气体分子，使之激励和游离，产生正离子和电子，电子在强电场作用下继续向阳极移动时，还要撞击其他中性分子，因此，在触头间隙中产生大量的正离子和电子的带点粒子。使气体导电形成炽热的电子流，即电弧。 PRB系列直流断路器的电弧产生后，有游离与去游离因素，游离作用是由于在弧隙中产生大量的热能，主要是使气体热游离，特别是当触头表面的金属蒸汽进入弧隙后，气体热游离作用更为显著。电压越高，电流越大，即电弧功率越大，弧区温度越高，电弧的游离因素就越强，去游离是因为已游离的正离子和电子在空间相遇时要复合，重新形成中性的气体分子，而高密集的高温离子电子，也要向其周围密度小和温度低的介质方面扩散，其结果弧隙内离子和自由电子的浓度降低，电弧电阻增大，电弧电流减少，从而消弱热游离。要熄灭电弧，就要抑制游离因素和加强去游离因素，如将电弧拉入窄隙，增加动触头和栅片之间的距离等，缩小电弧直径，使其内部的离子浓度增大，就额可以加强扩散和冷却作用，将电弧拉长，或者电弧内部设置障碍，是局部离子和电子复合，使去游离作用大于游离作用，就能将电弧熄灭。二、PRB系列直流断路器的灭弧过程 PRB系列直流断路器子啊完成极限分断能力试验时，有以下四个过程： 1.短路电流沿着预期短路电流的指数曲线，从0沿较高梯度升高至瞬时整定脱扣电流值，时间小于0.5-4ms。 2.脱扣器动作以后，触头经过开关机构固有动作时间断开，此间电流继续上升，时间大约持续1-4ms. 3.在冷发射、热发射作用下产生电弧，电弧拉长，并在弧住中热游离、磁通比较集中，他经铁心导磁夹板进入灭弧空间，并和灭弧片形成一层层闭合磁路，使电弧在强磁场作用下迅速由触头经引向灭弧窄缝。 4.PRB系列直流断路器在动、静触头之间有永久磁铁或电磁线圈，并产生磁场，磁通比较集中，他经铁心导磁夹板进入灭弧空间，并和灭弧片形成一层层闭合磁路，使电弧在强磁场作用下迅速由触头经引弧角引向灭弧窄缝。 5.磁场灭弧室灭弧罩，由耐弧塑料制成，它的作用：一是引导电弧纵向吹出；

开关电器的灭弧

开关电器的灭弧电弧是电气设备运行中经常发生的物理现象，其特点是光亮很强和温度很高。它不仅对触头有很大的破坏作用，电弧的产生对供电系统的安全运行有很大影响。首先，电弧延长了电路开断短路电流的时间。在开关分断短路电流时，开关触头上的电弧就延长了短路电流通过电路的时间，使短路电流危害的时间延长，这可能对电路设备造成更大的损坏。同时，电弧的高温可能烧坏开关的触头，烧毁电气设备和导线电缆，甚至可能引起火灾和爆炸事故。此外，强烈的电弧可能损伤人的视力，严重的可导致人失明。因此，开关设备在结构设计上就要保证其操作时电弧能迅速地熄灭。当电弧稳定燃烧时是处在热动平衡状态，此时不可能有电子和离子的积累。这说明电弧中气体游离现象的同时还存在一个相反的过程，我们称之为消游离。消游离就是正、负带电粒子中和而变成中性粒子的过程。消游离的方式分两类：复合和扩散。 1．复合带异性电荷的粒子相遇后相互作用中和而变成中性粒子称为复合。复合按其地点可分为：（1）表面复合：带正、负电荷的粒子附在金属或绝缘材料表面上，相互吸引而中和电荷，变成中性粒子。（2）空间复合：带正、负电荷的粒子在放电间隙中相互吸引而中和电荷，变成中性粒子。自由电子与正离子相遇，相互吸引而中和电荷而变成中性粒子，称为直接复合。由于自由电子的运动速度比正离子大得多，所以直接复合的机率很小。往往自由电子粘合在中性粒子上，再与正离子相遇而复合，中和电荷形成两个中性粒子。这种过程称间接复合。因为正、负离子的运动速度相当，间接复合的机率大，约为直接复合的上千倍。自由电子粘合在中性粒子上形成负离子的强弱与气体的种类和纯净度有关。氟原子及其化合物SF 分子与自由电子的粘合 6 的复合能力很强，是比较理想的消游离和作用很强，所以称为负电性气体。SF 6 绝缘介质。现已应用在高压断路器中。显而易见，带电粒子运动速度是直接影响复合作用大小的重要因素。降低温度、减小电场强度可使粒子运动速度减小，易于复合。此外，带电粒子浓度增大时，复合机会增多，复合作用也可以加强。在电弧电流不变的条件下，设法缩小电弧直径，则粒子浓度可增大。复合过程总是伴随着能量的释放。释放出来的能量成为加热电极、绝缘物及气体的热源，同时也向四周散发。 2．扩散带电粒子从电弧区转移到周围介质中去的现象称为扩散。扩散的方向一般为从高温、高浓度区向低温、低浓度区。扩散使电弧中的带电粒子减小。扩散出来的带电粒子因冷却很容易相互结合，中和电荷而形成中性粒子。扩散速度与电弧内外浓度差、温度差成正比。电弧直径愈小，弧区中带电粒子浓度愈大；电弧与周围介质温差愈大，扩散速度愈大。因此，加速电弧的冷却是提高扩散作用的有效方法。综上所述，电弧中存在着游离和消游离两方面的作用。当游离作用占优势时电弧就会产生和扩大，当消游离作用占优势时，电弧就趋于熄灭。游离与消游离作用与许多物理因素有关，如电场强度、温度、浓度、气体压力等。那么，我们可以

直流断路器与交流断路器结构有什么区别

直流断路器与交流断路器结构有什么区别？交流电的每个周期都有自然过零点，在过零点容易熄弧；而直流电没有零点，电弧难以熄灭。交流系统灭弧容易，直流系统灭弧比较困难。由于系统不一样、灭弧的原理不同，因此交流断路器与直流断路器在结构和性能上有很大区别。相对于交流断路器，直流断路器需要增加额外的灭弧装置以增强灭弧能力。原则上交流断路器不宜用在直流电路中。但小型交流断路器可以在直流电路中变相应用，不过一定要了解交流断流器在直流电路中应用的特点，分析不同的直流供电系统，负载阻抗和短路电流等情况。选择小型交流断路器几个要点 1直流整流电路过流保护直流整流电路的过流保护一般考虑采用在交流侧的熔断器或断路器的保护方案，可根据整流电路、负载和直流侧工作电流来选择交流断路器的额定电流、额定电压和分断能力。 2电池组直流电源的过流保护举例说明：一电池组的容量为500 Ah 。最大放电电压240 V （110 块2. 2 V 的电池串联）。每块电池内阻为0. 5 mΩ（电池组内阻Ri = 55 mΩ）。电源在选择断路器时应考虑以下3 点：（1）选择断路器的工作电流。I = U/ Z ，Z为电路和设备阻抗，Z = Ri R = U/ I ，当R mRi ，Ri 可忽略不计。R = 20 Ω时，I = 240 V/ 20Ω= 12 A。断路器额定工作电流可选择16 A。（2）选择断路器的额定短路能力。Icu =U/ Ri = 240 V/ 0. 05 Ω= 4 kA。可选择具有6 kA或10 kA 的直流短路保护能力的断路器。如果电池组的内阻未知，可近似计算所选用的断路器的短路保护能力，用公式Ics = KC ，C 为电池容量，单位为Ah ，K 为系数，10 ≤K #lt; 20 ，一般选择10 ，但不超过20 （如，Ics = 5 kA）。交流断路器可采用多极串联的方式来提高其直流分断能力。（3）选择断路器的工作电压。可根据电池的放电电压（也认为是直流电路的电源电压）决定所选择断路器的工作电压。断路器的额定工作电压要大于电池组的放电电压。 3.交流断路器在直流电路中的串联使用在直流应用时是否将交流断路器串联使用取决于直流工作电压和直流供电系统。首先要考虑的是直流电路电源电压但同时也要考虑直流供电系统的形式。IEC60898 ：222002 规定额定电压为230V 小型交流单极断路器在直流电路中使用时直流电源电压一般不能超过220 V ，220 V 直流电压应考虑断路器的二极串联使用。从更安全的角度上讲建议当直流电压为125 V 时使用二极串联使用，大于125 V 时，可考虑三极和四极断路器串联，以提高断路器的分断能力。