Xi’anJiaotongFundamentalsofElectrical史Xi’anJiaotongFundamentalsofElectrical史宗第六第六第七電力系統(tǒng)簡(jiǎn)電器導(dǎo)體的發(fā)熱計(jì)算電器中的電動(dòng)力計(jì)算交流電弧的熄滅原電磁系12008年4月28§5-§5-§5-§5-序§5-§5-§5-§5-序提高滅弧裝置開(kāi)斷能力的輔助方新型開(kāi)斷裝置簡(jiǎn)22008年4月280若不采取任何措施，空氣中自由燃燒電弧（Free要采取加強(qiáng)滅弧能力滅弧裝置的觸頭分開(kāi)，機(jī)械拉長(zhǎng)32008年4月0若不采取任何措施，空氣中自由燃燒電?。‵ree要采取加強(qiáng)滅弧能力滅弧裝置的觸頭分開(kāi)，機(jī)械拉長(zhǎng)32008年4月280滅弧裝置的熔斷新型低壓斷路SF6氣體滅弧多數(shù)情況下多個(gè)滅弧原理0滅弧裝置的熔斷新型低壓斷路SF6氣體滅弧多數(shù)情況下多個(gè)滅弧原理42008年4月280組合式選相要考慮電流過(guò)零時(shí)弧隙電壓承受能分相操0組合式選相要考慮電流過(guò)零時(shí)弧隙電壓承受能分相操52008年4月280組合式SF6快速斷路器＋人工過(guò)零62008年0組合式SF6快速斷路器＋人工過(guò)零62008年4月28§5-§5-§5-§5-序§5-§5-§5-§5-序提高滅弧裝置開(kāi)斷能力的輔助方新型開(kāi)斷裝置簡(jiǎn)72008年4月281簡(jiǎn)單開(kāi)原理：提高電弧電臨界長(zhǎng)度：使1簡(jiǎn)單開(kāi)原理：提高電弧電臨界長(zhǎng)度：使電弧恰好熄滅所需的電弧開(kāi)斷交流電弧所需的臨界長(zhǎng)度比開(kāi)斷直流電弧時(shí)交流情況下，電流有自然過(guò)零82008年4月281簡(jiǎn)單開(kāi)沿切向或法向拉長(zhǎng)電方電極打開(kāi)，切線拉磁1簡(jiǎn)單開(kāi)沿切向或法向拉長(zhǎng)電方電極打開(kāi)，切線拉磁場(chǎng)作用，法向拉F刀開(kāi)92008年4月281簡(jiǎn)單開(kāi)沿切向或法向拉長(zhǎng)電方磁場(chǎng)1簡(jiǎn)單開(kāi)沿切向或法向拉長(zhǎng)電方磁場(chǎng)作用，法向拉交流接觸FFFF2008年4月28串連短滅弧減少電極燒1磁吹線磁性頰iB磁吹線iF2008年4月281磁吹線磁性頰iB磁吹線iF2008年4月28鐵1縱縫滅磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電弧進(jìn)入耐弧絕緣材料縱縫：縫隙方向與電弧軸線原理：冷卻、消電1縱縫滅磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電弧進(jìn)入耐弧絕緣材料縱縫：縫隙方向與電弧軸線原理：冷卻、消電離，提高電場(chǎng)強(qiáng)度和電弧2008年4月28多縱單縱可將電弧平行分但不能穩(wěn)定燃更容易進(jìn)入上部1縱縫滅磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電弧進(jìn)入耐弧絕緣材料縱縫：縫隙方向與電弧軸線原理：冷卻、消電離1縱縫滅磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電弧進(jìn)入耐弧絕緣材料縱縫：縫隙方向與電弧軸線原理：冷卻、消電離，提高電場(chǎng)強(qiáng)度和電弧2008年4月28縱向曲(迷宮式電弧與縱縫的接觸面冷卻、消電電場(chǎng)強(qiáng)度電弧長(zhǎng)度電弧電壓1絕緣柵片滅1絕緣柵片滅2008年4月281金屬柵片（去離子?xùn)牛缭恚簩㈦娀》殖?金屬柵片（去離子?xùn)牛缭恚簩㈦娀》殖稍S多串聯(lián)短弧Uh=nU0+El，電流過(guò)零后，提高介質(zhì)初始恢復(fù)強(qiáng)度特性）2008年4月281固體產(chǎn)氣滅弧裝固體絕緣材料：鋼紙、有機(jī)玻璃、聚四氟乙烯原理：提高氣壓或利用氣體2641312538742008年4月28高壓跌落式熔斷器1固體產(chǎn)氣滅弧裝固體絕緣材料：鋼紙、有機(jī)玻璃、聚四氟乙烯原理：提高氣壓或利用氣體2641312538742008年4月28高壓跌落式熔斷器低壓密封式熔斷1：觸刀2：端3：熔片4：熔1、5：軟線；2、4：夾3：熔絲；6：彈7：膠紙管；8：鋼紙1石英砂滅弧裝多斷口串狹縫1石英砂滅弧裝多斷口串狹縫冷2008年4月281變壓器油滅弧裝置（1900年油氣的主要成份：氫1變壓器油滅弧裝置（1900年油氣的主要成份：氫2008年4月281壓縮空氣滅弧裝置（1930年橫吹（已淘汰縱絕緣觸管狀棒狀管狀耐熔合棒狀耐熔合20081壓縮空氣滅弧裝置（1930年橫吹（已淘汰縱絕緣觸管狀棒狀管狀耐熔合棒狀耐熔合2008年4月281氣吹＋磁1.輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)2.3.4.保持電磁鐵5.去磁分路6.7.8.動(dòng)弧觸頭1氣吹＋磁1.輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)2.3.4.保持電磁鐵5.去磁分路6.7.8.動(dòng)弧觸頭9.10.二次引弧角11.12.16.小車(chē)17.18.22.合閘電磁鐵23.2008年4月281SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝置（1950年SF6的物理特1SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝置（1950年SF6的物理特SF6的電氣性絕緣性能負(fù)電性氣0.1MPa時(shí)擊穿電壓為氮?dú)獾?～62008年4月281SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6的物理特1SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6的物理特SF6的電氣性滅弧能力電弧等離子體電離度高，因而電弧電壓低，電弧能量負(fù)電性阻礙弧后電場(chǎng)電離。提高介質(zhì)恢復(fù)速度的上升速度2008年4月281SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6的危1SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6的危嚴(yán)重的溫室效應(yīng)氣體（greenhousegas）全球變暖潛能（GlobalWarmingPotential）（GWP）：在SF6氣體的分子結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定,其壽命長(zhǎng)32002008年4月281140~1SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6的危1SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6的危嚴(yán)重的溫室效應(yīng)氣體（greenhousegas）1997年《京都議定書(shū)》限制了SF6減少SF6的排放、泄尋找SF6的替代絕緣、滅弧2008年4月281SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝2008年1SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝2008年4月281SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝日本東1SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝日本東京電力公司1000kV試驗(yàn)變電2008年4月281SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝800kV罐式1SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝800kV罐式SF6斷路器示意2008年4月281SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6滅弧裝置的滅1SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6滅弧裝置的滅弧方壓氣式）：利用活塞壓縮氣體，形成壓2008年4月281—靜主觸 2—靜弧觸頭3—?jiǎng)踊∮|頭4—?jiǎng)又饔|5—壓氣 6—壓氣活塞7—噴1SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6滅弧裝置的滅弧1SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6滅弧裝置的滅弧方壓氣式）：利用活塞壓縮氣體，形成壓2008年4月28改良?jí)簹庑蜏缁∈业?SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6滅弧裝置的滅弧方1SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6滅弧裝置的滅弧方2008年4月281SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6滅弧裝置的滅弧方1SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6滅弧裝置的滅弧方FlowofGas2008年4月281SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6滅弧裝置的滅弧方1SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6滅弧裝置的滅弧方FlowofGas2008年4月281SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6滅弧裝置的滅弧方旋弧1SF6（Sulphurhexafluoride）滅弧裝SF6滅弧裝置的滅弧方旋弧式）：利用磁場(chǎng)，使電弧旋轉(zhuǎn)、冷卻（1970年靜觸電電動(dòng)觸磁2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝真空間隙擊穿強(qiáng)電極開(kāi)距（8-10mm1真空（Vacuum）滅弧裝真空間隙擊穿強(qiáng)電極開(kāi)距（8-10mm@12kV）小于氣體間隙，體積小，操作機(jī)構(gòu)零后介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度上升速度高，利于電弧熄真空電弧電壓低，燃弧能量電弧熄滅容觸頭燒蝕輕微，電壽命滅弧室免維護(hù)，使用壽命長(zhǎng)（滅弧室保證20年2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝截流過(guò)電壓可通過(guò)電極材料解1真空（Vacuum）滅弧裝截流過(guò)電壓可通過(guò)電極材料解真空度監(jiān)在線監(jiān)測(cè)難度大高電壓等級(jí)真空滅弧室真空間隙的耐壓強(qiáng)度非線長(zhǎng)間隙擊穿的機(jī)2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝真空滅弧室Interrupter）結(jié)陶瓷1真空（Vacuum）滅弧裝真空滅弧室Interrupter）結(jié)陶瓷外ceramic屏蔽metal觸波紋metal2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝2008年4月28DetachableVacuum1真空（Vacuum）滅弧裝2008年4月28+1真空（Vacuum）滅弧裝2008年4月28+1真空（Vacuum）滅弧裝小電流時(shí)為擴(kuò)散?。?~8kA以下2008年1真空（Vacuum）滅弧裝小電流時(shí)為擴(kuò)散?。?~8kA以下2008年4月28陰極1真空（Vacuum）滅弧裝電流增大時(shí)開(kāi)始集聚（7~8kA以上），且不穩(wěn)2008年1真空（Vacuum）滅弧裝電流增大時(shí)開(kāi)始集聚（7~8kA以上），且不穩(wěn)2008年4月28陰極斑陽(yáng)極斑1真空（Vacuum）滅弧裝電流增大1真空（Vacuum）滅弧裝電流增大時(shí)開(kāi)始集聚（7~8kA以上），且不穩(wěn)2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝電弧集聚的電極燒蝕嚴(yán)蒸發(fā)大量金屬蒸1真空（Vacuum）滅弧裝電弧集聚的電極燒蝕嚴(yán)蒸發(fā)大量金屬蒸汽，不利于電弧利用橫向磁場(chǎng)（CrossMagneticField）（CMF）驅(qū)動(dòng)電弧動(dòng)，避免電極局部過(guò)渡燒利用縱向磁場(chǎng)（AxialMagneticField）（AMF），抑制集聚，提高電弧集聚的臨界電2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝利用橫向磁場(chǎng)）（CMF）驅(qū)動(dòng)電弧動(dòng)，避1真空（Vacuum）滅弧裝利用橫向磁場(chǎng)）（CMF）驅(qū)動(dòng)電弧動(dòng)，避免電極局部過(guò)渡 J電弧運(yùn)動(dòng)由安電弧運(yùn)動(dòng)速度由對(duì)等離子體材料損失的補(bǔ)償而決關(guān)鍵的物理過(guò)電極材料的蒸新蒸發(fā)材料的加過(guò)零前：電弧轉(zhuǎn)變?yōu)閿U(kuò)2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝利用橫向磁場(chǎng)（Cross1真空（Vacuum）滅弧裝利用橫向磁場(chǎng)（CrossMagneticField）（CMF）驅(qū)動(dòng)電弧運(yùn)問(wèn)高電壓（大開(kāi)距）時(shí)的2008年4月28螺旋槽型（Spiral杯狀（Cup1真空（Vacuum）滅弧裝利用縱向磁場(chǎng)（AxialMagneticField）（AMF），抑制電弧1真空（Vacuum）滅弧裝利用縱向磁場(chǎng)（AxialMagneticField）（AMF），抑制電弧2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝利用縱向磁場(chǎng)（AxialMagneticField）（AMF），抑制電1真空（Vacuum）滅弧裝利用縱向磁場(chǎng)（AxialMagneticField）（AMF），抑制電弧縱向磁場(chǎng)的約束電弧等離子體徑向運(yùn)抑制電弧收減少等離子體的徑向從根本上解決電弧集聚的2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)的作用機(jī)理－約束效應(yīng)（瞄準(zhǔn)效應(yīng)RondeelKimblinBzAmbipolar1真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)的作用機(jī)理－約束效應(yīng)（瞄準(zhǔn)效應(yīng)RondeelKimblinBzAmbipolareHHallCyclotronfrequencyofEieCollisionfrequencyofF2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)的作1真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)的作用機(jī)理－約束效應(yīng)（瞄準(zhǔn)效應(yīng)2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)電極的結(jié)ZX2008年41真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)電極的結(jié)ZX2008年4月28線圈型（Cup杯狀（Cup1真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)電極的結(jié)2008年4月1真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)電極的結(jié)2008年4月28四極型電極（Quadruple兩極型電極（BipolarW.Shang,1真空（Vacuum）滅弧裝利用縱向磁場(chǎng)（AxialMagneticField）（AMF），抑制電弧1真空（Vacuum）滅弧裝利用縱向磁場(chǎng)（AxialMagneticField）（AMF），抑制電弧問(wèn)Z電流過(guò)零時(shí)存在剩余縱向磁原因：電極系統(tǒng)中的渦觸頭觸頭電X影響：限制電流過(guò)零時(shí)弧隙等離體的擴(kuò)散，不利于弧后介質(zhì)恢縱向磁場(chǎng)的徑向分布對(duì)電弧特也有顯著影2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)的徑向分布對(duì)真空電弧特性的電極電極參01真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)的徑向分布對(duì)真空電弧特性的電極電極參0--23.2-17.4- -5017 23徑向2008年4月28Bz鐘Bell-馬鞍Saddle-1真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)的徑向分布對(duì)真空電弧特性的1真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)的徑向分布對(duì)真空電弧特性的5kA5kA5kA10kA10kA10kA15kA15kA15kA20kA20kA20kA2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)的徑向分布對(duì)真空電弧特性的1真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)的徑向分布對(duì)真空電弧特性的5kA5kA5kA10kA10kA10kA15kA15kA15kA20kA20kA20kA2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)的徑向分布對(duì)真空電弧特性的開(kāi)1真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)的徑向分布對(duì)真空電弧特性的開(kāi)斷30次后的觸頭照IICCCI額定短路開(kāi)斷電流2008年4月28極限電流分?jǐn)?真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)的徑向分1真空（Vacuum）滅弧裝縱向磁場(chǎng)的徑向分布對(duì)真空電弧特性的2008年4月28滅弧室照額定電流額定短路開(kāi)斷電流1（Vacuum）滅弧裝1920’s真空電弧控制技術(shù)的發(fā)展Plan1（Vacuum）滅弧裝1920’s真空電弧控制技術(shù)的發(fā)展Planebutt-Sorensen&Mendenhall(Firstexperimentalinvestigation)GenericElectricCompany,etc.(ResearchonRMF)GenericElectricCompany(ApplicationofRMF)Ito&Okura(ResearchonAMF)(ApplicationofAMF)2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝2008年4月28IU1真空（Vacuum）滅弧裝2008年4月28IU1真空（Vacuum）滅弧裝真空接觸真空負(fù)荷開(kāi)1真空（Vacuum）滅弧裝真空接觸真空負(fù)荷開(kāi)真空觸發(fā)間真空斷路大容小型2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝關(guān)鍵的科學(xué)問(wèn)長(zhǎng)間隙真空擊穿1真空（Vacuum）滅弧裝關(guān)鍵的科學(xué)問(wèn)長(zhǎng)間隙真空擊穿的機(jī)理及其絕緣主電極之間的絕導(dǎo)電桿與屏蔽罩之間的屏蔽罩與外殼的外絕大開(kāi)距真空電弧的磁場(chǎng)控制技大開(kāi)距真空電弧的不穩(wěn)定2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝2008年4月28145kV/40kA單斷口真空斷路1真空（Vacuum）滅弧裝2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝2008年4月2872/84kV/31.5kA無(wú)SF6氣體真空斷路器1真空（Vacuum）滅弧裝2008年4月281真空（Vacuum）滅弧裝2008年4月28168kV/40kA雙斷口罐式真空斷路§5-§5-§5-§5-序§5-§5-§5-§5-序提高滅弧裝置開(kāi)斷能力的輔助方新型開(kāi)斷裝置簡(jiǎn)2008年4月282弧隙兩端并聯(lián)低值電主弧隙先開(kāi)并聯(lián)電阻的作分流，減小主弧隙電2弧隙兩端并聯(lián)低值電主弧隙先開(kāi)并聯(lián)電阻的作分流，減小主弧隙電 s 2Rs1112RCs 2008年4月28↓↑實(shí)際弧2弧隙兩端并聯(lián)低值電主弧隙先開(kāi)并聯(lián)電阻的作分流，減小主弧隙2弧隙兩端并聯(lián)低值電主弧隙先開(kāi)并聯(lián)電阻的作分流，減小主弧隙電輔助弧隙后開(kāi)并聯(lián)電阻的作輔助弧隙過(guò)零時(shí)，工頻恢復(fù)電壓瞬時(shí)值減小，瞬恢復(fù)電壓的幅值和上升速度也減小，利于電弧2008年4月28 01e0tsint 02附加同步開(kāi)斷裝同步開(kāi)斷：2附加同步開(kāi)斷裝同步開(kāi)斷：不存在熱擊穿階耐受恢復(fù)電壓所需的電極開(kāi)距難很難保證在電流過(guò)零時(shí)打開(kāi)需要很高的分閘速同步開(kāi)斷：燃弧時(shí)間2008年4月28選相裝高穩(wěn)定性操動(dòng)機(jī)要2附加晶閘管裝有觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)和無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的結(jié)合（混合式開(kāi)關(guān)開(kāi)斷時(shí)電流轉(zhuǎn)移至晶閘2附加晶閘管裝有觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)和無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的結(jié)合（混合式開(kāi)關(guān)開(kāi)斷時(shí)電流轉(zhuǎn)移至晶閘