当地区海拔超过制造厂家的规定值时，由于大气 压力、空气密度和湿度相应减少，使空气间隙和 外绝缘的放电特性下降，则电气设备的最高允许 工作电压应修正。


当最高允许工作电压不能满足要求时，应采用高 原型电气设备，或采用外绝缘提高一级的产品。
一、按正常工作条件选择电气设备
3. 环境条件对设备选择的影响
U
CQ
C0
三、高压断路器的选择
(一) 高压断路器型号和技术参数
1．种类

按灭弧介质和灭弧方式分

油断路器：包括多油断路器和少油断路器 (压缩)空气断路器 SF6断路器 真空断路器 户内式 户外式

按安装地点分

三、高压断路器的选择
(一) 高压断路器型号和技术参数
2．型号

由字母和数字两部分组成的： 额定开断能力，kA或MVA
不同灭弧介质具有不同的传热能力、介电能力、热游离温度 和热容量。这些参数的数值越大，则去游离作用越强，电弧 就越容易熄灭。 采用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属作触头材料。 采用铜、钨合金和银、钨合金等。 吹弧利于冷却而使复合加强、带电离子的扩散。 电弧被拉长，触头分离速度加快，断口电压降低。
3. 环境条件对设备选择的影响

当电气设备安装地点的环境条件如温度、 风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和 覆冰厚度等超过一般电气设备规定的使用 条件时，应采取措施。
一、按正常工作条件选择电气设备
3. 环境条件对设备选择的影响
(1) 海拔高度的影响

一般非高原型的电气设备使用环境的海拔高度不 超过1000 m。


发电机、调相机和变压器回路， Imax =1.05IGN； 母联断路器回路的 Imax 一般可取母线上最大一台 发电机或变压器的Imax ； 母线分段电抗器的 Imax 应为母线上最大一台发电 机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最 大一台发电机额定电流的50%~80%。
一、按正常工作条件选择电气设备
燃弧时间
继电保护动作时间 （后备保护）
t pr1 tin tk
断路器固有分闸时间 断路器全开断时间
② 开断电流计算时间：
断路器固有分闸时间
继电保护动作时间 （主保护）
§6.2 高压断路器和隔离开关的原理 与选择
引言
1. 开关电器的类型
① ② ③ 仅用来在正常情况下，断开或闭合正常工作电流的开关电器， 如高压负荷开关、低压闸刀开关、接触器、磁力启动器等。 仅用来断开故障情况下的过负荷电流或短路电流的开关电器， 如高、低压熔断器。 既用来断开或闭合正常工作电流，也用来断开或闭合过负荷 电流或短路电流的开关电器，如高压断路器、低压自动空气 断路器等。 不要求断开或闭合电流，只用来在检修时隔离电压的开关电 器，如隔离开关等。
+ + + + + + + + + + -
ud
(+)
(-)
(-)
+ + + +
+ + + +
-
-
+ + -
0
t
油 空气 SF6 真空
(+)
2. 交流电弧的熄灭
(1) 交流电弧的熄灭条件 2) 弧隙电压恢复过程

ur
utr usr

含义：弧隙电压由熄弧电压 逐渐恢复到电源电压的过程。 以ur(t)表示。 影响因素：线路参数、负荷 性质等。 0
③ 计算短路点：

同一电压等级各短路点的短路电流值均相等，但 通过各支路的短路电流将随着短路点的位置不同 而不同。

在校验电气设备和载流导体时，必须确定电气设 备和载流导体处于最严重的短路点，使通过的短 路电流校验值为最大。
二、按短路状态校验
4. 短路计算时间
① 短路电流热效应计算时间：
t k t pr t br t pr tin ta

电弧有热惯性


交流电弧每半周自动熄灭一次

2. 交流电弧的熄灭
(1) 交流电弧的熄灭条件

在交流电流过零时，电弧将自动熄灭，但不等于最 终熄灭。 在交流电弧自动熄灭后，弧隙中存在着两个恢复过 程：


弧隙介质强度恢复过程
弧隙电压ห้องสมุดไป่ตู้复过程
2. 交流电弧的熄灭
(1) 交流电弧的熄灭条件 1) 弧隙介质强度恢复过程
1. 额定电压

设计时：UN≥UNs。

电网的最高运行电压：

220kV及以下为1.15 UN ； 330kV及以上为1.1 UN 。

电气设备的最高允许电压为设备额定 电压的1.1~1.15倍。
一、按正常工作条件选择电气设备
2. 额定电流


设计时：IN≥Imax。 IN是指在额定环境温度下，电气设备的长期 允许电流。 Imax 为电气设备所在回路的最大持续工作电 流。不同回路的计算方法不同，如：
(CQ C )
CQ C0
U
C
U1
并联电容C后：
U1 U
C
U2
CQ
1 U 2(CQ C ) C0 2(CQ C ) 2 (CQ C ) (CQ C ) 1 U2 U U U 2(CQ C ) C0 2(CQ C ) 2
U
(CQ C ) C0
短路电流产生的热效应

It、t —电气设备允许通过的热稳定电流和时间
二、按短路状态校验
2. 电动力稳定校验——动稳定校验

含义：电气设备承受短路电流机械效应的 能力。
条件：ies≥ish 或 Ies≥Ish 式中


ish、Ish—短路冲击电流幅值及其有效值； ies、Ies—电气设备允许通过的动稳定电流幅值及 其有效值。
②
电弧的维持
(-)
E 3 106 V / m
动触头
③
电弧的熄灭

复合去游离 扩散去游离
若游离过程大于去游离过程，则电弧继续燃烧； 若去游离过程大于游离过程，则电弧逐渐熄灭。
2. 交流电弧的熄灭
(0) 交流电弧的特性

电弧温度随时间变化

电弧电流数值随时间变动，电弧的功率也随电弧电流变动。电 弧功率增大时，电弧的温度增加；反过来，当电弧功率减小时， 电弧的温度降低。 电弧的温度跟不上电流的变化，存在一个滞后过程。 随着交流电流的周期性变化，电弧电流也将每隔半周过零一次。 在电弧电流自然过零前后，电源向弧隙输送的能量较少，电弧 温度和热游离下降，而去游离作用继续进行，电弧将自然熄灭。


问题：电弧熄灭后还有短路电流流通。
措施：加辅助触头。
Q1
Q1 Q2
主触头 辅助触头
Q2
r
二、开断短路电流时的工作状况分析
☆ 断路器加装并联电容 问题：对多断口断路器，每一个断口在开断位置的电 压分配和开断过程中的恢复电压分配将出现不均匀现 象，影响到断路器的灭弧能力。
U1 U
2 U 2CQ C0 3 CQ 1 U2 U U 2CQ C0 3


如果弧隙电压高于介质强度耐 受电压，则弧隙就被击穿，电 弧重燃。 如果弧隙电压低于介质强度耐 受电压，则电弧不再重燃，即 最终熄灭。
utr
usr
可见，断路器开断交流电路 时，熄灭电弧的条件应为
0
t
ud (t ) u r (t )
2. 交流电弧的熄灭
(2) 高压断路器熄灭交流电弧的基本方法 1) 利用灭弧介质
对不同的线路参数，弧隙 电压恢复过程可能是周期 性的变化过程或非周期性 的变化过程。
t
utr usr
瞬态恢复电压 工频恢复电压
2. 交流电弧的熄灭
(1) 交流电弧的熄灭条件

综上所述，在电弧自然熄灭后，弧隙中同时存在着两 个恢复过程，即弧隙电压恢复过程 ur(t)和介质强度恢复 过程 ud(t) 。 ur
第六章 导体和电气设备的原理 与选择
§6.1 电气设备选择的一般条件
引言

尽管电力系统中各种设备的作用和工作条件 并不一样，具体选择方法也不完全相同，但 对它们的基本要求却是一致的。 电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作 条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定 和动稳定。

一、按正常工作条件选择电气设备
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) 采用多断口熄弧 5) 拉长电弧并增大断路器触头的分离速度
二、开断短路电流时的工作状况分析
☆ 断路器加装并联电阻 作用：
①
②
Q1
Q2
并联电阻起分流作用；
改变恢复电压的恢复特性：

r
当并联电阻r<rcr时，电压恢复过程为非周期性； 当并联电阻r>rcr时，电压恢复过程为周期性。
1
2
3
4
5
6
7
8
特殊环境代号
额定电流，A 派生代号：C—手车式；G—改进式等。 额定电压，kV 设计序号 使用环境：N—户内式；W—户外式。 产品名称：D—多油断路器；S—少油断路器； K—空气断路器；L— SF6 断路器； Z—真空断路器；Q—产气断路器； 例如：SN10-10/3000-750型 C—磁吹断路器等。


一、按正常工作条件选择电气设备
4. 其它选择

根据电气设备的装置地点、使用条件、检 修和运行等要求，对电器进行种类（屋内 或屋外）和型式（防污型、防爆型、湿热 型等）的选择。