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1、18一.高压电器的分类（一）开关电器高压断路器高压熔断器负荷开关隔离开庆接地开关（二）测量电器电流互感器电压互感器（三）限流与限压电器电抗器避雷器二.对高压电器的主要要求（以断路器为例）（一）开断短路故障（二）关合短路故障主要针对“预伏故障”而言。关合能力以关合电流的峰值来表示。（三）快速分断快速分断短路故障，减弱短路电流对电气设备的危害。（四）自动重合闸（五）允许合分次数（寿命）高压断路器的机械寿命一般为2000次，电寿命一般为数千次。一、高压断路器的用途和结构特点高压断路器：是电力系统中最重要的开关设备，它能够开断与闭合正常线路与故障线路，主要用于电力系统发生短路故障时自动切断系统的短路电
2、流。开断部分（触头和灭弧系统）;操动和传动部分（操动能源和传动机构）;绝缘部分（绝缘支架、绝缘连接件等二、高压断路器的分类按灭弧介质分类：油断路器;真空断路器;气吹断路器;自产气断路器;磁吹断路器。三、对高压断路器的主要要求 （1）在正常情况下能开断和关合电路，必要时还能开断和关合空载长线或电容器组等电容性负荷，以及开断空载变压器或高压电动机等小电感负荷。 （2）在电力系统发生故障时，应能切断短路电流，将故障部分从系统中切除。 （3）尽可能快的切除故障，以提高电力系统的稳定性。 （4）应配合自动重合闸进行多次关合与分断。 一、少油断路器的结构特点变压器油只用来灭弧和触头间隙绝缘，而对地绝缘主要
3、靠固体介质等。二、工作原理整个断路器分为导电回路、灭弧室、机械传动三部分。灭弧室的工作原理：横吹、纵横、机械油吹三者结合，灭弧性能好。大、中、小电流产生的电弧均能迅速熄灭。灭弧室的三种形式：（一）纵横吹灭弧室（二）纵吹灭弧室（三）环吹灭弧室 二、.真空断路器的结构和特点（35kV以下）（一）结构包括真空灭弧室、绝缘支撑、传动机构、操动机构和基座等。（2） 特点真空灭弧室有很好的绝缘性能，在真空中1mm的间隙下，直流的强度可达45kV;另外真空是很好的灭弧介质，灭弧能力较强，弧柱内的金属蒸汽和带电粒子可以迅速向外扩散，电弧一般在第一次过零就可熄灭;金属屏蔽罩：用来冷凝和吸附燃弧时产生的金属蒸气和
4、带电粒子，以增大开断能力，同时保护外壳的内表面，使这不受污染，确保内部的绝缘强度;波纹管：防止漏气，保证一定的机械寿命。(三)真空断路器常见触头：圆柱形横向磁吹触头纵向磁吹触头（四）真空断路器的操作过电压（一）截流过电压真空断路器分断电流较小的交流电路时，在电流未达到零值前电弧就被熄灭，称为截流。会产生很高的过电压。（二）合闸过电压因预击穿电弧多次重燃、合闸时触头弹跳等原因引起过电压。（3） 操作过电压使用高压SF6气体来吹动电弧。SF6气体的特性：无色、无味、无毒，具有良好的绝缘性能，具有很强的灭弧能力。三.SF6断路器的灭弧室1.双压式灭弧室;2.单压式灭弧室;3.旋弧式灭弧室。一.对操动
5、机构的要求（.联锁）分合闸位置联锁：在分闸位置不能再进行分动作。低气（液）压与高气（液）压联锁：当正常工作所需的压力不足时不应动作。弹簧操动机构中的位置连锁：当弹簧储能未达到规定要求时，操动机构不能进行分、合闸动作。隔离开关：在电力系统中用量最多的高压开关电器，在合闸位置时应能可靠通过正常和短路电流;在分闸时形成明显的断口，以保证检修工作等的安全电气隔离。无灭弧装置，不允许接通和分断负荷电流。隔离开关的主要用途：1.隔离电源（一般应附有接地开关）2.换接线路3.分、合空载电路：主要是小容量的空载变压器、短的空载长线等。4.自动快速隔离：在一些小容量处用作断路器功能时用。1.当隔离开关与断路器配
6、合使用时，它们之间应有电气的或机械的连锁，以保证隔离开关合闸在断路器这前，而分闸在断路器动作之后;2.对于35kV及以上隔离开关中，设有接地闸刀，它们之间存在电气或机械连锁：隔离开关在主闸刀未分断前，接地闸刀合不上闸，而接地闸刀未分闸前，主闸刀也合不上闸。以防止母线短路。2、 接地开关：是装设在降压变压器的高压侧、供人为制造接地短路的一种高压开关电器。（造成比内部故障大的足够动作电流）3、高压负荷开关：是一种介于隔离开关和断路器之间的、结构较简单的高压电器。它具有灭弧装置（不同于隔离开关），有一定的灭弧所以能在额定电压和额定电流（或规定的过载电流）下关合和开断高压电路、空载变压器、空载线路和电
7、容器组等。不能开断短路电流，却具有一定的关合短路电流的能力。负荷开关与熔断器组合起来相当于断路器，。主要可按灭弧装置来区分：固体产气式，压气式，油浸式。在35kV 级以上多用SF6和真空式灭弧装置4、 高压熔断器：与低压熔断器相似，当电路中发生短路或长期过载时，形成发热而熔断，并熄灭电弧。多用于35kV及以下等级的高压电网中。（1） 跌落式 （2）限流式 （3）万能式熔断器：采用避雷器可以抑制过电压，保护电力设备。避雷和被保护电器是并联的。接在导线和大地之间。主要分阀式（保护发电和变电设备的绝缘）和管式避雷器（保护进线和线路绝缘薄弱部分）。互感器具有下列功能：与测量仪表配合，测量线路的电压、电
8、流和电能。与继电保护装置配合，对电力系统及其中的电气设备提供保护。（一）万能断路器 （二）塑壳式断路器1.普通万能式低压断路器触头系统 主触头、辅助触头、弧触头，在电路中它们是并联的。合闸时：弧辅主分闸时：主辅弧灭弧系统多采用栅片灭弧操作机构和自由脱扣机构操作机构是实现操作手柄或触头用的。脱扣器:脱扣器是断路器的感受元件，当电路发生故障或需要分断时，脱扣器接受信号并动作，通过自由脱扣机构使断路器分闸。为了得到不同的保护特性，断路器应该有不同的脱扣器：失压脱扣器：用于失压保护。分励脱扣器：有电压线圈的电磁铁，可实现远程操作。半导体脱扣器：采用半导体技术来进行检测，比较等来实现动作保护。漏电保护断
9、路器用途:防止用电设备发生漏电及人体触电等事故 分类:电磁式电流动作型、电压动作型和晶体管电流动作型 第4节 磁路的基本定律和计算任务磁路基本定律由磁场基本定律磁通连续性定理和安培环路定律导出利用电路分析方法，将相当于i，将磁通管看作载流导体。一.磁路的基本定律基尔霍夫第一定律：在磁路中取某闭合曲面为一点，则流入及流出该点的磁通代数和恒等于零。基尔霍夫第二定律：在磁路中，回路的磁动势等于同回路交链的全部电流。交流电磁机构的设计中，为了消除衔铁可能产生的有害的振动，为克服此缺点，常常采用在磁极表面加装分磁环。1、有一个交流并联电磁铁，极面附近装有分磁环，开始使用时，在闭合位置振动和噪声很小，但使
10、用一段时间以后，振动和噪声显著增大，试分析可能的原因，并说明理由。（1）分磁环松动：可能造成电磁铁闭合不好，极面间存在间隙，从而造成振动和噪声增大。（2）分磁环磨损：分磁环磨损从而使其截面积减少，电阻增大，于是分磁环内外磁通之间的相位差角减小，使其合成吸力有时小于反力，造成振动和噪声增大。（3）分磁环断裂：即分磁环开路，和电磁铁没有加分磁环相似，在交流电流过零时，吸力等于零，而此时反力并末为零，于是造成并联电磁铁的衔铁离开静铁心，然而吸力很快就增加到大于反力，衔铁又被吸合，从而产生很大振动和噪声。2、试从静态观点和动态观点出发，分析电磁系统的吸力反力特性之间如何配合？（1）从静态观点出发，只要
11、动作值下的吸力特性处处高于反力特性和释放值下的吸力特性处处低于反力特性，就能保证电磁系统在吸合和释放过程中正常工作，而不致中途被卡住。（2）但从动态观点来看，则只要吸力特性与反力特性呈现正差时的能量大于呈现负差时的能量，而且动作值下的吸力特性在处大于反作用力，电磁系统即能正常工作，同时还能减小撞击。 3、电磁机构中，交流线圈误接入直流电源，直流线圈误接入交流电源，会发生什么情况？直流线圈通过直流电流的大小就是由直流电压和线圈直流电阻决定。直流线圈的设计匝数要比同参数的交流线圈多很多，它全靠线圈本身的直流电阻在起作用。因此，交流线圈通过直流电，除非电压很低，使得线圈直流电阻可以让电流在线圈的安全
12、范围以内，线圈才不会发热烧毁。也就是，交流220v的电磁线圈加上直流220V,会烧掉。 直流220V线圈加交流220V不会烧，因为直流电阻已经足够大，何况还有交流阻抗。但如果铁心是实心而不是硅钢片叠层的，则铁心会由于涡流发热。而且电磁振动很大。 1.1 电器中有哪些热源？它们各有什么特点？ 答：电器中的载流系统通过直流时，载流导体中损耗的能量便是电器的唯一热源。 通过交流时，热源包括：导体通过电流时的能量损耗、非载流铁磁质零部件的损耗（铁损包括涡流损耗 和磁滞损耗 ）、电介质损耗。 交变电流导致铜损增大，这是电流在到体内分布不均匀所致。集肤效应和邻近效应会带来附加损耗。 铁损只在交变电流下才会
13、出现。 电介质损耗：介质损耗角与绝缘材料的品种、规格、温度、环境状况及处理工艺有关。 1.2 散热方式有几种？各有什么特点？ 答：热传导、对流、热辐射。 热传导是借助分子热运动实现的，是固态物质传热的主要方式。 对流总是与热传导并存，只是对流在直接毗邻发热体表面处才具有较大意义。 热辐射具有二重性：将热能转换为辐射能，再将辐射能转换为热能，可以穿越真空传输能量。 1.3 为什么决定电器零部件工作性能的是其温度，而考核质量的指标确却是其温升？ 答：电器运行场所的环境温度因地而异，故只能人为地规定一个统一的环境温度，据此再规定允许的温升 ，以便考核。 1.4 在整个发热过程中，发热时间常数和综合散
14、热系数是否改变？为什么？ 答：一般来说，是改变的。但是在计算中，为了方便起见，假定功率 P 为恒值，综合散热系数也是均匀的，并且与温度无关，因此发热时间常数也是恒定的。 1.15 交变电流下的电动力有何特点？ 交流电动力特点： 1、单相： 1）是脉动的单方向的电动力 2）单相稳态交流电动力以两倍电流频率在零和峰值间变化。 3）最大的电动力发生在最大的短路电流时刻，当 /2 时，电流的非周期分量最大，可能出现的总电流、电动力最大。 4）单相系统最大暂态电动力是稳态时的 3.24 倍。交流单相短路最大电动力极限可达稳态最大电动力的 4 倍。 2、三相： 1）三相稳态交流电动力当导体作直列布置时中间相导体受力最大，并以两倍 电流频率在正、负峰值间变化，力的峰值为单相稳态最大力的 0.866 倍 2）三相交流短路电动力同样是中间相导体受力最大，力的正、负峰值为单相稳态最大力的2.8 倍。 1.16 三相短路时，各项导线所受电动力是否相同？ 不同。三相交流对称短路时，中间 B 相所受的最大电动力是 A、B、C 三相导体中各项所受最大电动力之最。力的正、负峰值为单相稳态最大力的 2.8 倍。 2.2 电接触和触头是同一概念么？ 答：否。赖以保证电流流通的到体检的联系称为电接触，是一种物理现象。 通过相互接触以实现导电的具体物件称为电触头（简称触头），它是接触时接通电路、操作时因其相对运动
