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为什么我们要采用交流电?这个问题你未必明白!

2017-02-21 15:25来源:机械工业出版社E视界作者:张白帆关键词:交流电直流电变压器收藏点赞

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交流电直流电相比,每个周波有两次过零,而过零时,电弧也自动熄灭,所以交流电器的灭弧能力强于直流电器。

有一个参数,它描述的是电弧熄灭后电弧介质气体的恢复过程和恢复强度,用Ujf来表达;另外一个参数,它描述的是电弧熄灭后,电压上升过程和强度,用Uhf来表达。

所谓介质气体的恢复,指的是气体从电弧的等离子状态恢复为正常气体状态,显然,它与时间有关,也与气体性质有关。

如果:Ujf>Uhf

也即,介质恢复强度大于电压恢复强度,则电弧将不会不重新燃烧。

上图中,在时刻0,交流电弧过零熄灭。但过零后,Ujf2小于Uhf,所以交流电弧重燃;Ujf1>Uhf,所以交流电弧不再重燃,并且彻底地熄灭。

不过,直流电弧可没这么好,它根本就不会过零。

我们看下图:

上图是GIS复合开关,一般用于高压配电网。GIS看起来象一只只的锅炉,大筒子里就是开关,开关周围充满了六氟化硫气体。六氟化硫气体的特点是分子量大,非常稳定,绝缘性能特别好,所以用来在高压电器中加强灭弧,提高Ujf。

不过,六氟化硫是温室气体。因此人们期望能找到一种气体替代它。真空就是一种好办法。

可见灭弧是多么重要的一件事。

在这方面,直流电比交流电要逊色多了。因此,同样的开关电器,用在直流就必须降容。

为了改善直流开关电器的灭弧能力,人们在电弧烧蚀的材料中镀上一层特种膜,在高温烧烤下,能释放出类似六氟化硫的气体,以此提高介质恢复强度。

3.用电电器方面

在用电电器方面,最典型的就是交流鼠笼式异步电动机了。相对直流电机,它价格低廉,工作可靠,性能稳定,也无须更换碳刷。

因此,直流电机完全比不上交流电机的方便、实用和可靠,直流电机的应用面也要小很多。不可否认的是,直流电机的调速性能良好,但自从有了变频器,交流电机的调速问题也解决了,直流电机的优点也被削弱了。

4.电源变换方面

交流电变成直流电,十分方便,采用整流电路就可以了。但直流电要变成交流电,需要配套逆变器,相对麻烦得多。

以上简单地说明了交流电的优点。

不过,直流电的稳定是不可否认的。因此在配电室里,6到10kV配电设备的工作电源都是用直流电来实现的。

至于居家配电,我们已经知晓,当然是以交流电为主了。

延伸阅读:

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原标题:为什么我们要采用交流电?这个问题你未必明白!
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