低电压可以产生电弧的产生吗?

是大电压小电流产生电弧还是小电压大电流?_百度知道
是大电压小电流产生电弧还是小电压大电流?
如果别的所有参数都一定,如果电流越大,那么电弧会越怎样 还有照4楼的说法是不是闪电的U、I都非常大?
电压高电流小,所产生的电弧距离长、弧光细、截面小、能量释放慢,灭弧装置体积大。低压大电流所产生的电弧距离短,面积大能量释放快。其它参数不变、电流变大,一定时间内电弧的能量变大,面积变大。单位空间内的温度升高。 闪电是电压高,“相对”电流较小。但瞬间释放容量较大。所以目前还没有办法回收雷电。
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高压电气设备短路的情况下一般都是大电流小电压,短路瞬时电压会达到几十千安培,此时会产生短路弧光电流即电弧,对人体、设备都会造成损伤。
大电压小电流(如煤气灶点火,电击器)小电压大电流(如电焊)都会产生电弧。
别的所有参数都一定的情况下 电流不会变大
电流肯定大,能达到几十安培
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xs9000低电压开关柜怎么合匣
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KYN的开关柜中。断路器合闸状态时,手车不能移动,是正常的,也是必须的。如果合闸状态下,手车可以移动,当系统带电时,则在移动的手车导电接触处,会产生电弧,损坏设备,进而造成严重的人身伤害事故。合闸状态下,手车不能进出,这是通过手车和断路器机构的机械联锁实现的。
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在低压配电系统中,线路由于绝缘不良等原因会产生故障电弧,甚至有引起火灾的危险,为了避免这种情况,对故障电弧进行研究非常重要。开关电源、荧光灯和调光灯等用电负载在稳定工作时的电压电流特性与低压串联故障电弧的电压电流特性相似,这种情况给检测故障电弧带来极大难度,本课题的研究目标是找到一种有效的检测故障电弧的方法,用以将这两种电压电流特性区别开来。本篇论文首先分析了电阻串联低压故障电弧的线路电压电流相位特性,经分析得到如下结论:当低压配电线路中发生低压串联故障电弧时,连续多个工频半周期的线路电压与线路电流工频成分的相位差会发生变化并且相位差变化不具有单调性。论文随后分析开关电源、荧光灯和调光灯稳定工作时的线路电压电流相位特性,经理论推导得到如下结论:当低压配电线路中负载稳定工作时,连续多个工频半周期的线路电压与线路电流工频成分的相位差相同或者相位差单调变化。论文给出了低压串联故障电弧实验以及上述负载稳定工作实验的实验数据,并对实验数据&
(本文共64页)
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本文在全面分析目前故障电弧预警系统存在主要问题的基础上,结合国内外故障电弧检测诊断研究现状,设计出了一套基于信息融合技术的配电柜故障电弧预报警系统。该系统包括燃弧前的弧声预警和燃弧后的故障电弧报警两部分。弧声预警系统以燃弧前的弧声信号为预警信号,通过对多个FOM光纤声音传感器检测到的弧声进行检测级融合,从而得出准确的预警判决信号;故障电弧报警系统以燃弧后的弧光、电压和电流信号为报警依据,通过选用高灵敏度SG01系列的紫外光电传感器、WB系列电压传感器和SML系列电流传感器,分别对燃弧后的三类信号进行检测,然后在目标识别级进行融合,进而得出故障电弧的精确报警信号。论文系统研究了信息融合系统的功能模型和各融合层次的结构模型,分别设计了并行结构的弧声检测融合模型和弧光、电压及电流的决策层属性融合结构模型。通过对分布式检测融合中各种融合规则的比较,确立了基于贝叶斯最小风险准则下弧声预警信号融合算法;通过比较基于D-S证据理论的目标识别融...&
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故障电弧是引起电气火灾的重要原因之一。但是当供电线路产生电弧时由于其电压值和电流值均处于正常值的附近,所以现有的保护设备无法检测到故障电弧。为此,本文首先对故障电弧特性进行了一系列的实验研究,得到了故障电弧的电流电压波形及其特性,在此基础上设计了故障电弧在线检测系统。本系统作为电气火灾预警系统的一个重要组成部分,能够实时检测供电线路的电流参数,一旦发生故障电弧能及时的报警能切实起到预防电气火灾的作用。本系统能采集判断6路电流信号,系统由上位机和下位机构成。下位机由检测从机和数据接收主机(主机1)和数据发送主机(主机2)构成。检测从机主要用于检测电流信号,与电流传感器和A/D转换电路组成电流信号采集电路。电流传感器将检测的电流信号传送给A/D转换电路进行模数转换。输出的数字信号传送给检测从机,检测从机通过串行口将数据传送给主机1,检测从机和主机1之间的数据传输协议是RS-485串行数据传输协议。在主机1中数据被重置,随后通过并行口...&
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航空安全一直是伴随我国航空事业发展的重要问题,减少和预防航空电气系统的火灾安全隐患可以有效的提高航空器飞行的可靠性。航空电气系统工作环境的变化性极大,振动、温度和辐射等都会导致输电线表面电流的腐蚀及绝缘层的破损,直接造成绝缘层的碳化,诱发故障电弧,引起系统故障和火灾,极大的威胁了飞行的安全性。因此,将可靠的故障电弧断路器用于航空安全领域有着重要的意义。然而,我国尚没有完善的故障电弧数据库,这是限制故障电弧断路器的可靠性的主要因素。本文首先分析了交流电弧的燃弧机理,然后将其理论拓展到故障电弧的特性分析中,选取了最能适应现有的试验设备参数的克西动态电弧模型,在MATLAB/SIMULINK平台上建立故障电弧仿真模型。一方面在电弧模型内改变负载的参数和组成,分析故障电弧在不同负载条件下的变化规律;另一方面,设置与试验条件相匹配的负载参数进行仿真,以便使用试验所得数据验证仿真模型的准确性。其次根据故障电弧断路器标准中规定的试验方法,设计...&
(本文共60页)
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1引言在低压领域,由于线路老化或连接故障引起的故障电弧有引发火灾的危险。仅2 A~10 A的电弧电流就可以产生2 000℃~4 000℃的局部高温,0.5 A的电弧电流就足以引起火灾[1]。在这种情况下,故障电弧的检测就显得尤为重要。在早期的检测方法中,检测原理主要集中在识别低压电弧发生时的几种典型特征[1,4]:电流波形中有高频噪声;电弧在电流过零前后存在一个“电流零区”;电弧经常是零星的、间歇的;电弧存在电压降。然而,近些年来随着电力电子技术在低压领域的广泛应用,越来越多的家用电器正常工作时电流也具有上述特征,为此需要一种更为可靠的判别方法。笔者就是基于此展开了初步研究,分析了调光灯和开关电源这两类典型家用电器正常工作时市电电压与回路电流的相位特性,并且与低压故障电弧的电压电流特性相比较,希望由此找到检测低压故障电弧的有效办法。2低压故障电弧的典型特征和相位变化规律本文讨论的故障电弧属于低电压小电流范围,电压电流受限,所以有...&
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0引言随着社会经济的发展程度不断加深,人们对生活质量的要求也越来越高,但是目前国内的电弧检测技术尚不完全成熟。电弧检测方法多种多样,主要以检测电流为主,诸如研究电流的“零休区间”[1]、对电流进行小波分析[2]、比较电流变化率、进行傅里叶变换[3-4]及差值-均方根方法[5],利用高次谐波含有率[6],还有利用电流、电压及电磁信号等多特征融合检测[7]的方法。但是各种方法都需要检测大量的数据,同时更需要面对增卸负载、电磁干扰、负载多样性和运算速度等问题,诸多问题导致电流检测方法差强人意。入口端电压[8]检测方法,能够检测出电弧信号,不受支路负载类型、负载起动卸载、增加或减少负载的干扰,而且还使用了巴特沃斯高次滤波,避免了高次谐波干扰,大大增强了电弧检测的可靠性。入口端电压检测方法数据采集简单、后期处理速度快、检测结果准确及采集过程干扰小等都是电压检测的极大优势。1交流电压串弧检测的原理和优势1.1交流电压串弧检测的原理入口端电压...&
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限流,是低压限流型断路器的一项功能。有点象公路上限高杆的作用:
在低压断路器限流技术里,有许多很有意思的物理现象,以及独特的结构设计和工作原理。
解析低压断路器的限流技术之前,我们不妨先来了解一下低压断路器的发展历程。以下文本摘自《低压电器的灭弧技术》:
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20世纪20年代,Slipen提出了电流过零后出现鞘层和近极作用(即:近阴极效应),发明了栅片灭弧,使低压电器从简单灭弧的第一代刀开关,发展到配电线路用的断路器和控制系统用的接触器等专用的品种,前者使得低压配电系统具有较高的开断能力,后者则满足控制要求的频繁操作能力。
20世纪50年代,发现开关电器触头开断后电弧有个短暂的停滞过程(即:零休时间),这个过程对控制电器的电气寿命和断路器的开断性能有很大的影响,包括触头材料、吹弧磁场、触头打开速度、灭弧室尺寸等,这些研究对低压开关的开断性能和电气寿命的提高起了很大的作用。
这一时期另一个对提高低压电器性能有重大意义的是磁场吹弧的新机理,即横向磁场能在弧柱中感应出流场,使冷气流从电弧前端进入而从后端流出,形成对称涡流的流场,这一冷气流可带走电弧的热量,有利于电弧的熄灭;另一方面在触头分断的初期,这一作用可使然弧初期的金属相电弧转变为气相电弧,有利于缩短电弧的停滞时间。这一发现使磁吹成为当时最有效的灭弧措施之一。
随着低阻抗大容量变压器的故障短路电流可达100kA以上,要求故障分断电器不但要有足够大的分断能力,还应带有显著的限流效应,这就促进了限流技术在低压电器中的应用。
限流型低压断路器的限流原理是依靠短路电流产生的电动斥力或通过冲击电磁铁产生的电磁力使触头系统在操作机构动作前就使提前斥开而呈现电弧,利用电弧电压来限制电流。
ABB公司在意大利的低压电器分公司根据这一原理早在20世纪80年代初期就提出触头单边斥开,触头双边斥开,电动机槽结构和双断点开断等多种限流断路器的结构方案,尽管近年来限流技术有很大的发展,但这些基本方案仍沿用至今。20世纪80年代初期,英国、德国和日本相继发现了限流开断过程中电弧背后击穿与转移现象,并研究出这种现象是由于背后区域热击穿所引起的。
上世纪80年代末,施耐德电气公司提出“固体绝缘屏幕”的限流技术,它用一绝缘材料制作的屏幕插入动、静触头之间,把电弧隔断,该公司并把这种技术应用于额定电流为25A的Optical 25小型断路器。对低压断路器来说,直到20世纪末才开始注意气吹对提高低压断路器开断性能的作用。当开断时,电弧高温使产气材料气化,通过冷却电弧和控制电极的金属蒸气喷流来达到提高电弧电压和开断性能的目的:把产气材料放在由静触头导电回路形成的槽中,进一步加强气吹作用,被称为槽形冲击加速器技术( ISTAC),并开发出PSS系列塑壳断路器。
低压电器的气吹作用,可由两种方法来达到,一种是依靠灭弧室器壁放置的产气材料产气,另一种是利用半封闭独立的灭弧单元,让电弧高温在灭弧单元内引起压力上升,通过出气口而形成气吹。
施耐德电气公司的NS系列塑壳断路器就充分利用了上述两种气吹作用,并使产品达到同期塑壳断路器中最高的开断能力,与之同时半封闭的灭弧室结构和气吹作用的应用也推广到框架断路器上,使框架断路器的开断性能也有大幅度的提高施耐德电气公司推出的NS系列塑壳断路器之所以能达到高的开断性能,除了依靠独立灭弧单元和气吹的作用外,另一原因是采用了旋转双断点的开断结杓,这种触头系统的结构,到了新世纪进一步得到了推广。
国际上著名电器公司纷纷推出新一代采用双断点触头系统和利用气吹作用的塑壳断路器,如美国CE公司的RecordPlus系列,ABB公司的TMAX系列等,结构上也更多样化,除旋转双断点外,又出现了平行双断点和桥式双断点等新结构,日本寺崎公司更是把双断点的结构用于框架断路器,推出了TemPower2断路器,改变了框架断路器传统的单断点结构。
传统的限流开关,电弧能量全部由断路器开断过程来承担,因而限制了断路器尺寸的进一步缩小,一种新的思路是用一个限流器和断路器串联,在开断时,电弧能量大部分由限流器来承担,这就可以大大地减轻断路器的负担。
这种限流器可以由多种原理来实现,近年来受人注目的是采用一种称为正温度系数的材料PTC来实现,它是一种导电塑料,由聚合物(如聚乙烯)加上填充的导电炭粒组成,当短路电路通过这种限流器,使原有导电炭粒组成的桥路因热膨胀拉断,让限流器的电阻骤然增加而达到限流效果。
另一方面真空开断技术、固态断路器也在不断地发展,西门子公司3WSI低压真空断路器的开断能力已达50kA,尽管其开断能力尚不能与空气灭弧的传统断路器相比较,但无电弧或无喷弧使安全性远高于传统的结构。
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解释几个相关概念:
(1)交流电弧的零休和重燃条件
我们先来看看交流电弧的过零熄弧及重燃条件。这对于理解限流原理很重要。
我们知道,当电弧电流过零时,切确地说,是在过零前某时刻,由于电弧电压已经低于起弧电压,电弧熄灭。但是,电弧留下了炽热的气体,这些气体中仍然保持一定的正负离子。随着温度的迅速降低,正负离子越来越少。弧隙中的这团炽热气体,它的特性可以用重燃电压来表示,即Ub。
电弧过零熄灭后,间隙中的气体也在恢复,我们用介质恢复能力Uhf来表示。如果过零后的线路电压Uhf大于Ub,则电弧一定重燃;反之,若Uhf小于Ub,则电弧一定熄灭。
我们来看下图:
图中的Ub1和Ub2为两条电压恢复曲线,我们看到Ub1大于Ub2。同时我们发现,Uhf在A点与Ub2相交,于是电弧在A点重燃;对于Ub1,它与Uhf完全不相交,因此若低压断路器或者低压限流断路器的主触头弧隙中的介质(空气)满足Ub1曲线的重燃电压关系,则交流电弧一定熄灭。
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。
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&Uhf。
(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。
注意开关电器的限流作用有两个特点:
1)限流很类似于熔断器的保护作用;
2)由于电流从过零后到峰值点的时间为5毫秒,因此限流动作的时间很短暂。
也因此,限流型断路器在国家标准中被定义为A类断路器。A类断路器只有过载长延时保护L参数和短路瞬时保护I参数。
(4)低压断路器限流作用的原理
我们来看下图:
先看左图:
我们看到流过静触点和动触点的导电杆的电流方向正好相反。我们先用右手螺旋定则判断磁场方向,再用左手判断电动力方向,我们可以得出结论:动静触头导电杆的受力是斥力。对于动触头来说,受力方向向右,即FU。这里的“U”就是U形导体结构的意思。
同时,在触头上也有作用力,即电流线的收缩霍姆力Fh。这两个力的合力构成动触头快速打开的作用力。
再看右图:
这里有冲击电磁线圈。当发生过电流时,冲击电磁线圈产生的快速打击作用力直接顶开动触头。
一般地,限流型塑壳断路器采用左图所示的电动力开断法来限流,而限流型微型断路器则用右图所示的快速冲击力来限流。
图中蓝色的导线是软连接,用于缓冲和消除冲击力对脱扣器的影响。
我们来看下图:
这是ABB的透明微型断路器。图中由很粗导线绕制的部分就是用于限流作用的冲击电流线圈。
请注意:冲击电流线圈的铁芯的上端用于打击动触头,下端则用于拉动脱扣器脱扣。
限流技术不但涉及到电弧,也涉及到机构方案。是一个很综合的问题 。如果想把限流问题给搞清楚,的确需要仔细研究才行 。
(5)限流断路器的结构模式限流断路器的结构方案有五种,其中也包括施耐德公司的双断点结构。这五种限流开关的结构模式图如下:
上部左图就是普通断路器,也即非限流的断路器。
上部中图,我们看到了U形结构。由前所述,我们知道它能实现限流功能。
上部右图,我们看到静触点也有旋转中心,也可斥开。此开关具有动、静触点的双斥开结构。
中图,加了励磁绕组,增强了触头臂上的斥开电动力。
下图,即施耐德公司的双断点结构。两个触头串联同时斥开,增强了灭弧能力,也增大了电弧电压。因此,最后这个方案也是最优的结构。
注意:我在双断点结构中有一句话,是:“增大了电弧电压”,知道是什么意思吗?它和限流开关有何种关系?
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后续内容请看“低压电气和低压电器技术——浅谈低压断路器的限流技术(九)中篇”。
END本文精选于网络,由电圈众包整理发布。我们注重分享,版权归原作者,感谢(Patrick Zhang)如有异议敬请告知。
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