电力开关技术提纲.docx

第一章开关设备阻抗变换器电弧是一种开断元件电力开关：控制和保护元件断路器、隔离开关、负荷开头、熔断器、低压自动开关等成套组合电器开关柜、充气柜、环网柜、箱式变电站、各类封闭式组合电器开关电器或其阻抗变换作用的电流限制于接通设备符号名称English name符号特点地位1断路器Circuit-BreakerQF性能最全面必须具备强有力的灭弧能力最重要性能最全面2隔离开关DisconnectorQS明断点、无泄漏无需灭弧能力先于断路器合闸，后于断路器分闸只有当线路电流很小时才具有分合电路能力3负荷开关Switch；Load Breaking SwitchQA有能力分合正常负载电流而无能力分合事故短路电流灭弧能力介于断路器与隔离开关之间能在规定的时间内通过短路电流与熔断器配合使用4熔断器FuseFU断口建立靠熔断件自身焦耳热作用烧断气化每次动作后必须更换最薄弱的导电环节5组合电器与成套组合电器Composite ApparatusAT两种或两种以上的高压电器按电力系统主接线要求组成一个整体，而各电器仍保持原规定性能6接地开关真空触发间隙高压直流断路器Earth SwitchTriggered Vacuum SwitchesHVDC Circuit Breaker7低压自动空气断路器Auto-Air or Molded-Case LVBCQF能在电路内出现过载、短路或欠压时自动分断电路低压配电系统中的主要功率开关灭弧介质：油、真空、SF6、空气、水、压缩空气、空气磁吹、产气用途：发电机保护用、线路用、供电用以及其他特殊用途电力开关使用要求：（1）、对电流热效应和力效应的耐受能力（2）、高电压作用下的绝缘耐受能力（3）、开断性能要求（4）、对外部自然条件或恶劣环境的承受能力基本参数要求名称符号单位定义意义1额定电压UekV允许的最高工作电压的有效值三相为相间电压2额定电流IeA闭合状态下导电系统能长期通过的电流有效值温升一定程度决定导体及触头的尺寸3额定峰值耐受电流或动稳定电流（Peak Withstand Current）idwkA闭合位置所能允许通过的最大电流峰值表征开关导体部分及支持绝缘部分的机械强度4额定短路关合电流（Making Current）ighKA开关不发生熔焊或其他形变损伤的电流峰值5额定开断电流（Rated Short-Circuit Breaking Current）IekkA在给定电压下，开关能开断而不致妨碍正常工作的最大电流有效值表征熄灭大电流电弧的能力6额定短路时耐受电流或热稳定电流IerkA规定的短时间内，在闭合位置所能耐受的电流有效值温升7动作时间开断时间由分闸时间（Opening Time）和燃弧时间（Arcing Time）组成合闸时间是从接到合闸指令到所有相的触头均接触的时间8断流容量（已取消）PMVAP=3UeIek表示额定开断能力冲击系数短路发生后约半个工频周期处的短路冲击电流峰值与短路稳态工频幅值只比，通常取1.8idw=igh=1.82Iek2.55Iek=2.55Ier开关型号命名法：汉语拼音字母及技术参数、设计序号等开关断口处于断开状态的开关触头间隙（断口电压/断口电容）FACTSFlexible AC Transmission System柔性输电系统第二章电流热效应和力效应电阻热损耗交变磁场涡流和磁滞损耗绝缘介质介质损耗温度升高导体在磁场中力电流磁效应热损耗、电流趋肤效应、导体间力洛伦兹力的宏观表现电弧是等离子态的导电体，受电动力的作用，是大功率热源金属材料允许温度取决于机械强度的变化及支撑绝缘的热耐受能力。金属材料的软化点不仅是温度的函数，还与温升速度有关。电气绝缘材料按耐热性能分为Y、A、E、B、F、H、C极限温度依次升高电阻损耗P=I2R受集肤效应和邻近效应影响P=KfI2R式中，Kf为附加的损耗系数，他等于集肤系数Kjf和邻近系数Klj的乘积交流电阻Rac=KjfKljls与导体的温度有关，通常曲取=201+T-20或=01+T磁场总是集中在铁磁体表面（磁通的趋表效应）减小铁磁损耗：（1）、改用非磁性材料（2）、采用非磁性间隙增大磁阻（3）、采用短路线圈介质损耗气体忽略中性或弱极性介质电导，极小极性固体或液体偶极子转向极化和夹层介质界面极化介质的损耗功率可写为P=2fCU2tan户外日照对电器的升温作用1000W/m2温差造成的热量从温度高处向低处流动热流（热功率）发热功率=散热功率温升稳态散热传导直接接触，分子动能的互相传递对流气体或液体的流动，流体自然对流&外力强迫对流辐射电磁波辐射，与表面状态和周围温度有关傅里叶定律：单位时间内通过单位面积经传导三十的热流与温度梯度成正比q=-gradT式中，q为热流量密度，为导热系数平板绝缘的导热（稳态）qS=ST1-T2=Rr式中，=T1-T2，为温差，Rr=/S，为热阻从r1到r2，长度为l的绝缘层的热阻为Rl=lnr2/r12l牛顿散热公式，线性，一定温度范围内适用PS=KSS式中，PS为散热功率，KS为综合散热系数，S为散热表面积，为相对温升。热阻Rr=1KSS升温与冷却过程热平衡方程Pdt=cGd+KSSdtP为发热功率，c为比热容，G为导体的质量，ddt+KSScG=PcG带入初始条件t=0，=0，解=W1-e-t/