电器学原理 作者 曹云东 05交流电弧的灭弧原理2.pptVIP

§5.2 弧隙中的电压恢复过程 1. 恢复电压的组成 1）电压恢复过程： 交流电路中，若电流过零后电弧熄灭，则电源电压将加到弧隙上，即弧隙两端的电压将由此刻的电弧电压最终上升到电源电压。这一过程被称为电压恢复过程。 2）恢复电压：电流过零电弧熄灭后施加于弧隙上的电压。 3）恢复电压的组成： 稳态分量 直流电压 + 暂态分量 + 工频电压 工频恢复电压 在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： §5.2 弧隙中的电压恢复过程 2. 开断不同负载电路时的恢复电压 1）电阻性负载： 电弧电流 与电源电压同相。熄弧后， 由零按正弦规律上升。此时，恢复电压不存在暂态分量，其稳定分量为工频电压。 HOME ωt 0 u，i u i uh uhf t0 tf 此刻电弧熄灭 此刻触头分离 §5.2 弧隙中的电压恢复过程 2）电感性负载： 电流 i 滞后于电压 u 90°，当i 过零时， u 处于最大值。 HOME ωt 0 u，i u i uh uhf t0 tf 此刻电弧熄灭 此刻触头分离 若i 过零后电弧熄灭，电路断开，则理论上 u 将从零跃升到其幅值。 实际应用中，由于弧隙间总存在一定的并联电容，故弧隙两端电压将按一快速的过零过程上升，然后再按工频电压变化。 在开断电感性负载时， 通常含有暂态分量，其上升速度要比开断电阻性负载时要快得多。 §5.2 弧隙中的电压恢复过程 3）电容性负载： 电流 i 超前于电压 u 90°。 当t＝T/2时， i 过零，此刻电容C被充电到 u 的幅值。若电弧熄灭，则电容将无放电回路，故保持该电压值。 i 过零后， 开断容性负载电路时， uhf不含有暂态分量，其稳态分量为电容电压与工频电压之和。其最大值可达工频电压的两倍。 HOME ωt 0 u，i u i uh uhf t0 tf 此刻电弧熄灭 此刻触头分离 §5.2 弧隙中的电压恢复过程 3. 三相交流系统工频恢复电压 设电流 i 过零瞬间，工频恢复电压的瞬时值 Ug0 ，则 式中： Ugm —工频恢复电压的幅值； Uφ — 电源相电压的有效值； φ — 被开断线路的电流和电源电压的相角差； Kx — 线路因数，用以考虑不同的开断情况，其定义为 式中 Ugp —电源开断后加在弧隙上的工频电压有效值。 HOME §5.2 弧隙中的电压恢复过程 10开断单相电弧： HOME ~ ~ ~ A B C uA uB uC KA Z 0 uA 0 uAhf §5.2 弧隙中的电压恢复过程 HOME ~ ~ ~ A B C uA uB uC KA Z 0 uA 0 uAhf 2)开断两相两弧隙电路（中性点不接地）： KB Z uBhf uB uAB §5.2 弧隙中的电压恢复过程 HOME ~ ~ ~ A B C uA uB uC KA Z 0 uA 0 uAhf KB Z uBh uB uBC 3)开断三相三弧隙电路（中性点不接地）： KC Z uCh A相电弧首先熄灭 uC m m uAhf §5.2 弧隙中的电压恢复过程 HOME ~ ~ ~ A B C uA uB uC KA Z 0 uA 0 uAhf KB Z uBh uB uBC KC Z uCh A相电弧首先熄灭 uC m ’ m’ uAhf 4）开断三相三弧隙电路（中性点接地）： 与电源中性点至负载中性点之间的接地电阻大小有关。 §5.2 弧隙中的电压恢复过程 4. 理想弧隙上的电压恢复过程 1）理想弧隙：电流过零之前， 电流过零后， 交流电弧电流过零后很短时间内，弧隙上恢复电压的数值和波形与两方面的参数有关： （1）电路参数：电路接线方式，集中或分布的电感、电容和电阻参数。 （2）电弧参数：电弧电压，剩余电弧电阻等 。 HOME §5.2 弧隙中的电压恢复过程 2）物理模型： （1）实际电网中发生短路故障时，线路呈感性负载特性，即电流滞后电压90°，电流过零瞬间弧隙间的工频电压 （2）电压恢复时间作常短，此期间内电源电压变化很小，故可以认为电源电压 u ＝Ugm＝常数。 HOME §5.2 弧隙中的电压恢复过程 3）开断单频电路时弧隙上的电压恢复过程 设有一容量无穷大电源系统。 HOME ~ R L RZ LZ C K i 当