断路器 全开断
主保护 动作时间
断路器 固有分闸时间
3、热稳定校验（电气设备能承受短路电流所产生的电热效应）
4、动稳定校验（电气设备能承受短路冲击电流所产生的电动力）
导体材料最 大允许应力
导体最大计 算应力
设备允许通 过的动稳定 电流
短路冲击电 流幅值

① ② ③ ④
了解：
电气设备选择的一般条件； 开关电器中电弧的产生与熄灭条件； 高压开关电器的结构； 断路器等设备（含负荷开关，重合器，分段器，智能电器）的作用、分类及其运用情 况

① ② ③ ④ ⑤
掌握：
断路器和隔离开关的原理和选择方法； 互感器工作原理与选择； 限流电抗器的选择； 熔断器的选择； 裸导体的选择； 电缆等的选择。
《发电厂电气部分》
电气工程学院






5.1 电气设备选择的一般条件 5.2 高压断路器和隔离开关的原理与选择 5.3 互感器的原理与选择 5.4 限流电抗器的选择 5.5 高压熔断器的选择 5.6 裸导体的选择 5.7 电缆、绝缘子和套管的选择 5.8 重合器 5.9 分段器 5.10智能电器
I t 2t Qk
ies ish

互感器分为电流互感器（TA）和电压互感器（TV），是一次系统和 二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和 电压线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。

作用：
（1）将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压 （100V）和小电流（5A或1A），使测量仪表和保护装置标准化、 小型化，并使其结构轻巧、价格便宜，并便于屏内安装。 （2）使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而 保证了设备和人身的安全。
⑥

应用：学会应用各种设备及导体的选择方法。
选择原则：按正常工作条件选择，按短路情况校验 一、按正常工作条件选择
1、额定电压
电气设备允许 最高工作电压
电网最高 运行电压
电气设备 的额定电压
电网的 额定电压
海拔在1000-4000米每增高100米，工作电压降低1%； 海拔超过1000米的地区，一般应选用高原型产品或绝缘提高一级的产品。
K1 1.3 K1 1.5 K1 1.73
选择高压断路器的步骤： 1）选型 2）额定电压 3）额定电流
U N U NS
I N I max
4）开断电流
5）短路关合电流 6）热稳定校验 7）动稳定校验
I Nbr I ''
iNcl ish
I t 2t Qk
ies ish
本质：加强弧隙的去游离或减小弧隙电压的恢复速度。
1、利用灭弧介质
2、采用特殊金属材料作灭弧触头
3、利用气体或油吹动电弧 4、采用多断口灭弧
5、拉长电弧并提高触头的分闸进度
主触头Q1与辅助触头Q2的连接方式 （a）辅助触头Q2 与主触头Q1 串联； （b）辅助触头Q2 与主触头Q1 并联
每相有两个断口的断路器 1-静触头；2-电弧；3-动触头
2、额定电流
额定环境条件下（温度、海拔、日照、安装条件等）， 电气设备的长期允许电流
电气设备 长期 允许电流 电气设备 所在回路 最大持续 工作电流
正常最高允 许温度
实际 环境温度
3、选择设备的种类和型式

装置地点、使用条件、检修和运行等要求 除考虑海拔、实际环境温度外，还需考虑日照、风速、覆 冰厚度、湿度、污秽等级、地震强度等环境条件的影响。
2）主要特征
①电弧的能量集中，温度很高，亮度很强 ②电弧由阴极区，阳极区和弧柱区组成 ③电弧的放电是自持放电，维持电弧燃烧的电压很低。 ④电弧是一束游离的气体，质量极轻，极易变形。

带电质点的来源
①电极发射大量自由电子：热电子发射+强电场发射 ②弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离子： 碰撞游离 +热游离 +去游离（复合、扩散）
1、弧隙电压恢复过程
断路器开断单相短路电路 （a）短路电流；（b）等值电路
电压恢复过程等值电路
上述常系数线性微分方程的通解为：
C1、C2积分常数（初始条件确定）
a1、a2特征方程的根
临界情况 临界情况下弧隙并联电阻值
当 r rcr 时，弧隙恢复过程为非周期性； 当 r rcr 时，弧隙恢复过程为周期性

1、短路电流的计算条件
①
容量和接线（5-10年的发展；
可能发生最大短路电流的正常接 线）
②
短路种类（按严重情况校验） 短路计算点（通过电气设备的
短路电流为最大的点）
③
短路计算点选择示意图
2、短路计算时间 ① 校验热稳定的短路计算时间 tk
②
校验开断电气开断能力的短路计算时间tbr
继电保护 动作时间
1、 隔离开关的主要用途
1）隔离电压 2）倒闸操作 3）分、合小电流，包括 ◦ 分、合避雷器、电压互感器和空载母线； ◦ 分、合关合励磁电流不超过2A的空载变压器； ◦ 关合电容电流不超过5A的空载线路。
1）选型
2）额定电压
U N U NS
3）额定电流
4）热稳定校验 5）动稳定校验
I N I max

断路器开断短路故障时的工频恢复电压与系统中性点接地方式、短路故障类型、 三相开断顺序有关
首先开断相：电弧电流先过零的一相，电弧先熄灭 断路器首相开断时工频恢复电压最大值为


U prm1 K1
U sm 电网最高运行电压
K1 首相开断系数
• • •
2 U sm 0.816K1U sm 3
中性点直接接地系统 中性点不接地系统 中性点不接地系统异地两相短路
下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：

用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定；

采用有限流电阻的熔断器保护的设备可不校验动稳定；电缆因有足够的 强度，亦可不校动稳定；
装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。

一、电弧的形成与熄灭 1、电弧的形成
1）电弧 电弧为介质被击穿的放电现象，表现为开关电器开断电路时，触头间 产生耀眼的白光。 电弧的存在说明电路中有电流，只有当电弧熄灭，触头间隙成为绝缘 介质时，电路才算断开。
碰撞游离过程示意图

电弧的形成

交流电弧的特点
熄灭的条件
介质强度的恢复过程 弧隙电压的恢复过程
交流电弧伏安特性和电弧电压波形 （a）交流电弧伏安特性；（b）电弧电压波形

介质强度与电压恢复过程曲线 （a）在t1时刻，恢复电压高于介质强度，电弧重燃； （b）总有介质强度高于恢复电压，电弧熄灭

灭弧的基本方法