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低压电气和低压电器技术之7——浅谈低压断路器的限流技术

2016-01-21 09:15来源:知乎作者:PatrickZhang关键词:断路器配电系统低压电器收藏点赞

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在各类教科书和《低压电器手册》中,把介质恢复强度用符号Ujf代表,把电压恢复强度用符号Uhf代表,因此交流电弧不重燃的条件是:

介质恢复强度Ujf大于电压恢复强度Uhf。

也即:

联系到以上描述,就是:交流电弧熄灭的条件是:电压恢复曲线小于介质恢复曲线。即:Ub

(2)近阴极效应

我们再来看下图:

电流过零前,左侧的电极为阳极,右侧为阴极。由于电弧的电离气体的原因,在阳极附近有大量的正离子存在。

当电流过零后,原先的阳极变为新的阴极,而原先的阴极变为新的阳极。我们在上图中看到,新阴极附近的电子迅速地向新阳极方向运动,而正离子由于体积大质量也大,在很短的一段时间内仍然留在原地,于是新阴极前面出现了一个由正电荷组成的墙,这堵墙的电压高达300V左右,使得电极在瞬间获得了300V左右的介质强度,它有效地阻止了电子发射。

这种作用被称为近阴极效应。

近阴极效应产生的作用使得交流电弧在过零后有一个休止期,被称为交流电弧的零休现象。零休时间对电弧产生了抑制作用和限流作用。

由于近阴极效应的存在时间十分短暂,大约只有150微秒左右,因此近阴极效应仅对低压电器的灭弧有效,对高压电器无效。

近阴极效应的零休限流作用在低压断路器灭弧原理中普遍存在。

(3)限流和限流比

首先,我们都知道塑壳断路器和微型断路器的体积很小,为了要限流,则首要的问题是体积必须精巧。当然,在原理上也要符合基本要求。

这里的限流,指的是当开关电器流过短路电流时,开关电器能在短路电流还未达到峰值时就给予开断。

开断电流值与短路电流峰值之比被称为限流比。

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