高压断路器 理论、设计与试验方法PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

高压断路器 理论、设计与试验方法PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 开关装置简介1

1.1 开关装置的用途2

1.2 开关装置的定义3

1.2.1 隔离开关3

1.2.2 接地开关3

1.2.3 快速接地开关4

1.2.4 负荷开关4

1.2.5 合闸开关4

1.2.6 接触器4

1.2.7 熔断器4

1.2.8 火花间隙5

1.2.9 避雷器5

1.2.10 故障电流限制器5

1.2.11 起动器5

1.2.12 开关稳定器5

1.2.13 继电器6

1.2.14 断路器6

1.2.15 隔离断路器6

第2章 气体中的电弧7

2.1 电弧的基本过程和物理特性8

2.1.1 金属表面电子发射机理11

2.1.2 电弧中的载流子13

2.1.3 触头上的能量平衡14

2.1.4 触头侵蚀机理15

2.1.5 触头侵蚀研究的实验结果17

2.1.6 触头材料的分类22

2.1.6.1 高导电率金属与合金22

2.1.6.2 抗化学腐蚀的金属与合金24

2.1.6.3 难熔金属24

2.1.6.4 烧结材料25

2.1.7 触头材料的特性25

2.2 直流电弧28

2.2.1 气体放电的伏安特性28

2.2.2 直流电弧的熄灭30

2.3 交流电弧33

2.3.1 交流电弧的伏安特性33

2.3.2 热击穿和电击穿区域34

2.3.3 电弧电导率、功率与弧柱中的能量消耗36

第3章 电弧建模37

3.1 P-T（黑盒）电弧模型38

3.1.1 Mayr与Cassie方程39

3.1.2 动态电弧方程的普遍形式41

3.1.3 电弧模型和相关参数概况41

3.1.4 P-T电弧模型的实际应用46

3.1.5 电弧参数的求取48

3.1.6 数值处理50

3.1.7 有效性检验52

3.1.8 电流零区测量53

3.1.8.1 电流测量53

3.1.8.2 电压测量56

3.1.8.3 处理原始测量数据以转换为电弧电流和电弧电压56

3.1.8.4 电流测量系统的性能56

3.2 电弧物理模型59

3.2.1 电弧物理模型的通用方程组60

3.2.2 具有焓流的简化电弧物理模型63

3.2.2.1 附加假定条件63

3.2.2.2 方程组63

3.2.2.3 SF6等离子体的热力学特性66

3.2.2.4 电弧电流的时间关系式66

3.2.2.5 横截面和电弧电压的确定66

3.2.2.6 沿电弧轴线压力分布的确定67

3.2.2.7 静止和稳定气流条件下的SF6气体状态方程71

3.2.2.8 SF6气体热力学特性的计算表达式73

3.3 高压SF6断路器操作的计算机仿真74

3.3.1 计算机仿真程序74

3.3.2 特征量76

3.3.3 熄弧窗口76

3.4 电弧建模的其他工具77

3.4.1 电弧直径和电弧温度78

3.4.2 气体和真空中的电弧电压78

3.4.3 冷态电压特性81

3.4.4 极限曲线84

3.4.5 截流系数87

3.4.6 断路器的电寿命89

第4章 真空电弧97

4.1 真空电弧简介98

4.1.1 阴极和阳极鞘层98

4.1.2 扩散型与集聚型真空电弧100

4.1.2.1 扩散型电弧101

4.1.2.2 集聚型电弧103

4.2 通过磁场控制真空电弧104

4.2.1 横向磁场原理104

4.2.2 纵向磁场原理106

第5章 灭弧介质110

5.1 空气113

5.1.1 在空气中拉长灭弧114

5.1.2 磁吹灭弧117

5.1.3 压缩空气灭弧120

5.2 矿物油121

5.2.1 多油断路器的灭弧122

5.2.2 少油断路器的灭弧125

5.3 六氟化硫（SF6）126

5.3.1 物理特性127

5.3.2 SF6分解物130

5.3.3 SF6对环境的影响134

5.5.3.1 臭氧损耗134

5.5.3.2 温室效应135

5.5.3.3 生态病理学和对健康的潜在影响138

5.3.4 SF6替代物139

5.4 SF6/N2混合气体141

5.5 真空143

5.5.1 保持高真空147

5.5.2 更高电压等级下真空的应用148

5.5.3 真空中的触头材料149

第6章 开合方式与暂态过程153

6.1 负载类型154

6.1.1 阻性负载155

6.1.2 容性负载155

6.1.3 感性负载156

6.1.3.1 大电感电流：短路157

6.1.3.2 小电感电流158

6.2 短路电流159

6.2.1 短路电流与电压之间的关系160

6.2.2 直流分量百分数161

6.2.3 非对称电流的有效值和峰值163

6.3 瞬态恢复电压（TRV）165

6.3.1 TRV的定义165

6.3.2 单频瞬态恢复电压波形166

6.3.3 双频瞬态恢复电压波形167

6.3.4 瞬态恢复电压的两参数包络线168

6.3.5 瞬态恢复电压的四参数包络线170

6.3.6 分布参数电路中的瞬态恢复电压170

6.3.7 IEEE/ANSI规定的瞬态恢复电压波形173

6.3.8 三相电网中的瞬态恢复电压174

6.3.9 首开极系数177

6.3.10 近区故障的瞬态恢复电压178

6.3.11 起始瞬态恢复电压（ITRV）184

6.3.12 瞬态恢复电压、起始瞬态恢复电压和近区故障185

6.3.13 失步条件下的瞬态恢复电压187

6.3.14 短路电流非对称性对瞬态恢复电压的影响190

6.3.15 电弧电压对瞬态恢复电压的影响193

6.3.16 截流对瞬态恢复电压的影响193

6.3.17 弧后电流对瞬态恢复电压的影响194

6.3.18 阻尼对瞬态恢复电压的影响194

6.4 电容电流开合过程中的暂态现象195

6.4.1 电容电路195

6.4.2 成功的电容电流开断的实例196

6.4.3 重击穿情况下电容电流开断的实例197

6.4.4 连续重击穿引起的电压级升199

6.4.5 小电容电流的截流199

6.4.6 断路器特性对电容电流开合的影响200

6.4.7 负载和电源侧阻抗的影响202

6.4.8 三相电路中的电容电流开断203

6.4.9 电容器组的关合205

6.4.10 架空线的关合与重合闸207

6.5 小电感电流开合过程中的暂态现象209

6.5.1 小电感电流的截流209

6.5.2 空载变压器的开合210

6.5.3 并联电抗器的开合212

6.5.4 复燃现象214

6.5.5 并联电抗器开合过程中的过电压216

6.5.6 虚拟截流218

6.6 非标准开合方式220

6.6.1 变压器和串联电抗器限制故障220

6.6.1.1 变压器限制故障220

6.6.1.2 串联电抗器限制故障222

6.6.2 无电流零点的短路电流224

6.6.3 发展性故障——感性工况226

6.6.4 发展性故障——容性工况227

6.6.5 短路电流的并联开断228

6.7 过电压的防护方法230

6.7.1 合闸电阻及其作用232

6.7.2 避雷器233

6.7.2.1 阀式避雷器234

6.7.2.2 金属氧化物避雷器235

第7章 断路器的工作原理与设计238

7.1 断路器的要求239

7.2 断路器的分类240

7.2.1 油断路器245

7.2.2 空气断路器248

7.2.3 SF6断路器250

7.2.3.1 双压力式SF6断路器252

7.2.3.2 单压力（压气）式SF6断路器252

7.2.3.3 自能单压力式SF6断路器258

7.2.3.4 双动原理262

7.2.3.5 倍速原理267

7.2.3.6 旋弧式SF6断路器269

7.2.4 真空断路器269

7.3 操动机构274

7.3.1 气动操动机构276

7.3.2 液压操动机构277

7.3.3 弹簧操动机构279

7.3.4 电磁驱动机构281

7.3.5 电动机驱动机构282

7.4 断路器的维修和状态监测283

7.4.1 监测参数的选择285

7.4.2 监测特性的解释287

第8章 选相开合290

8.1 选相开合的原理291

8.1.1 选相分闸292

8.1.2 选相合闸293

8.2 对断路器的功能要求294

8.2.1 机械特性294

8.2.2 电气特性295

8.3 选相开合的实际应用296

8.3.1 并联电容器组的选相开合297

8.3.2 空载架空线的选相开合298

8.3.3 并联电抗器的选相开合300

8.3.4 空载变压器的选相开合302

8.4 可靠性问题305

8.5 优势与经济因素307

第9章 短路与开合试验310

9.1 大容量实验室311

9.2 直接与间接试验313

9.2.1 三相直接试验314

9.2.2 单相直接试验315

9.3 合成试验318

9.3.1 开断过程的几个阶段319

9.3.2 关合过程的几个阶段320

9.3.3 合成试验方法的类型322

9.3.3.1 电流引入法322

9.3.3.2 电压引入法325

9.3.3.3 三相合成试验方法326

9.3.3.4 对特高压断路器进行试验的合成回路327

9.3.4 延弧回路330

9.3.5 电流回路的电压331

9.4 短路和开合试验的实例331

9.4.1 试验文件中包括的信息334

9.4.2 短时耐受电流和峰值耐受电流试验334

9.4.3 出线端故障试验337

9.4.3.1 试验方式T10338

9.4.3.2 试验方式T30340

9.4.3.3 试验方式T60344

9.4.3.4 试验方式T100s347

9.4.3.5 试验方式T100a360

9.4.4 临界电流试验方式367

9.4.5 单相和异相接地故障试验368

9.4.6 近区故障试验370

9.4.6.1 试验方式L90371

9.4.6.2 试验方式L75380

9.4.6.3 试验方式L60381

9.4.7 失步试验383

9.4.7.1 试验方式OP1384

9.4.7.2 试验方式OP2384

9.4.8 容性电流开合试验391

9.4.8.1 线路充电电流开合试验393

9.4.8.2 电缆充电电流开合试验394

9.4.8.3 电容器组电流开合试验398

9.4.9 感性负载开合试验400

9.4.10 电寿命试验408

9.4.11 试验后的状态评估412

9.4.11.1 空载操作412

9.4.11.2 检查413

第10章 高压断路器的选型415

10.1 额定特性的选择416

10.1.1 额定电压417

10.1.2 额定绝缘水平418

10.1.3 额定频率420

10.1.4 额定电流421

10.1.5 额定短时耐受电流424

10.1.6 额定峰值耐受电流424

10.1.7 额定短路持续时间424

10.1.8 额定短路关合电流425

10.1.9 额定短路开断电流425

10.1.10 与额定短路开断电流相关的瞬态恢复电压427

10.1.11 近区故障的额定特性431

10.1.12 失步的额定特性431

10.1.13 额定操作顺序432

10.1.14 额定时间参量432

10.1.15 辅助和控制回路的额定电源电压和频率434

10.1.16 机械寿命（M1和M2级）434

10.1.17 重击穿性能和容性电流开合额定值（C1和C2级）435

10.1.18 感性负载电流开合额定值436

10.1.19 电寿命（E1和E2级）437

10.2 使用条件的选择438

10.2.1 正常使用条件438

10.2.1.1 户内装置的正常使用条件438

10.2.1.2 户外装置的正常使用条件439

10.2.2 特殊使用条件440

10.2.2.1 海拔440

10.2.2.2 污秽441

10.2.2.3 环境温度442

10.2.2.4 空气湿度442

10.2.2.5 覆冰443

10.2.2.6 风速443

10.2.2.7 地震443

10.3 断路器类型的选择444

参考文献446

结束语464

缩略语表467