电器学复习 知识点总结

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1、电器学资料 湖大电气院 电自 0910 班 yuehonglu 整理 来源：ppt，书，网络。 故为个人观点 ，可能存在错误与不足， 仅供参考！ 电器学电器学 复习复习 绪论绪论 电器的 概念 分类 工作要求 一一、 概论概论 电器：凡根据外界指定信号和要求，自动或手动接通或断开电路，断续或连续地改变电 路参数，以实现对电路或非电量对象切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设备， 称为电器。 绪论 第一节 电器的用途与分类电器的定义：在电力系统中，用来对电网、电机及其他设备进行转换、控制、保护和调节的各种设备的统称。 按职能分：开关电器（ 如刀开关、高低压断路器等）、控制电器（继电器、接触

2、器等）、调节电器（起动器、电压调节器等）。 按电压等级分：高压电器（高压断路器、电抗器、高压互感器等）、低压电器（低压断路器、接触器、继电器、刀开关等）。 按元件与系统的关系分：配电电器（断路器、隔离开关、刀开关、熔断器等）、控制电器（接触器、继电器、起动器等）。 按操作方式分：手动电器和自动电器。 按使用场合分：工业电器、矿用电器、船用电器、航空航天电器、牵引电器等。一.电力系统对电器的要求 1)安全可靠的绝缘; 2)必要的载流能力; 3)较高的通断能力; 4)良好的机械性能; 5)必要的电寿命; 6)完善的保护功能。 二.电器正常工作的条件 1)周围环境温度 低压：-5 C+40 C 高压

3、：户外：-30C+40 C 户内：-5 C+40 C 2)海拔高度 影响耐压、灭弧等 3)相对温度 金属生锈，导致绝缘下降等 4)其他条件 污染、振动、风霜雨雪等 电器学资料 湖大电气院 电自 0910 班 yuehonglu 整理 来源：ppt，书，网络。 故为个人观点 ，可能存在错误与不足， 仅供参考！ 第一篇第一篇 电器的理论基础电器的理论基础（主要范畴主要范畴 80%） 第一章第一章 电器的发热和电动力电器的发热和电动力 总结总结： 一一、电器的热源电器的热源；电器的散热方式电器的散热方式 电器中的基本热源电器中的基本热源： 导体通过电流时的能量损耗能量损耗（当电流流过铜线时一般称为铜

4、损;导体（铜）的阻抗损耗； 非载流铁磁质零部件的损耗（铁损铁损包括磁滞损耗和涡流损耗) 交变电磁场在导磁体（铁）中产生的磁滞与涡流损耗 电介质损耗电介质损耗 交变电磁场会在绝缘层内产生电介质损耗； ；绝缘材料的介质损耗。 结果： 散失到周围介质； 其余用来加热电器。 严重后果：温升超过极限允许温升时降低了电器的机械强度和绝缘强度， 导致材料老化、寿命降低。 电器的散热形式电器的散热形式有三种： 热传导热传导 由质点之间直接作用产生，存在于绝缘的液体、固体、气体中。 触头的热量主要由触头向外传导，由联接端子、导线等散热。 对流对流 仅存在于流体（液体或气体）中。通过粒子互相移动使热能转移， 有自

5、然对流和强迫对流两种方式。 热辐射热辐射 由电磁波传播能量，不需直接接触的传热方式。 真空电器中有一定比例的热辐射。 二二、电器的允许温度和温升电器的允许温度和温升；我国规定电器运行场所的环境温度我国规定电器运行场所的环境温度 允许温升 =- =零部件的温度-周围环境温度 温升温升：电器零部件温度与周围介质温度之差，是用来考核电器质量的指标。 我国规定统一的环境温度为 35 C。 1、 “电器各部件极限允许温升电器各部件极限允许温升”的定义的定义： 电器各部件极限允许温升=极限允许温度-工作环境温度 我国标准规定周围空气的温度范围为40 2、电器各部件的极限允许温升制定依据制定依据： 绝缘不损

6、坏；工作寿命不过分降低；机械寿命不降低（材料软化） 。 三三、综合散热系数和发热时间常数综合散热系数和发热时间常数 综合散热系数综合散热系数 KT 综合了三种散热方式，表征电器的散热能力。 含义含义：它表示每 1m发热面与周围介质的温差为 1K 时，向周围介质散出的功率. 单位为 W/(mK)。 影响因素：介质密度、热导率 、粘滞系数、比热容与发热体的几何参数和表面状态等，此 外，它还是温度的函数。发热体和周围介质的温度对其影响较小。 发热时间常数发热时间常数T ：电器在绝热条件下温升达到s 所需时间；在非绝热情况下，温升从 0上升到 0.632s 所需时间。 s: 发热体产生的热量完全散失到

7、周围介质中时的温升。 热时间常数表征温度上升和下降快慢.。T =cm/(KT* A) 0电器学资料 湖大电气院 电自 0910 班 yuehonglu 整理 来源：ppt，书，网络。 故为个人观点 ，可能存在错误与不足， 仅供参考！ 热时间常数与发热体的质量和比热成正比，与散热系数和散热面积成反比。 四四、电器的几种工作制及其特点（了解） 四种工作制四种工作制 国标规定： 长期工作制 ；间断长期工作制；反复短时工作制；短时工作制 五五、.热稳定性和热稳定电流热稳定性和热稳定电流；电动稳定性和电动稳定电流电动稳定性和电动稳定电流 热稳定性热稳定性： 在一定的时间内电器承受短路电流引起的热作用而不

8、致损伤电器的能力。 用(Ik)2 tk 表示 热稳定电流热稳定电流：指在规定的使用条件和性能下、开关电器在接通状态于规定的短暂时间内 所能承载的电流。 电动稳定性电动稳定性：简称动稳定性，是指电器在大电流产生的电动力作用下，有关部分不发生损坏 或永久变形，以及触头不因被斥开而发生熔焊甚至烧毁的性能。 动稳定电流动稳定电流： 在规定的使用和性能条件下， 开关电器或其它电器在闭合位置所能承受的电流 峰值，用符号 idw 表示，它主要反映电器承受短路电流电动力作用的能力。 六六、发热计算的发热计算的热平衡方程式热平衡方程式 理想假设下加热时的热平衡方程热平衡方程： 假设条件：均匀发热；各参数均匀，且

9、与温度无关 TP d tc m dKAd t即：热源发热发热 = 发热体的温升温升 + 散热散热 极限发热情况：假定电器发热后热量均被电器本身所吸收，此时散热为零. 在稳定状态下吸热项为零，短时发热时可不考虑散热项。 七七、.牛顿公式和傅立叶公式牛顿公式和傅立叶公式 （1）牛顿公式牛顿公式 电器表面电器表面稳定温升稳定温升与工作制有关。计算电器表面稳定温升时，一般是将三种散热方式 合在一起，用牛顿热计算公式求电器表面的稳定温升值，即： 式中， Ps： 总散热功率； A：有效散热面积； ：发热体温升， -0， 和 0是发热体温度和周围环境温度。 KT ：导体表面综合散热系数， 单位 w/m2K。

10、 （2）傅里叶傅里叶公式公式 （热传导的基本定律热传导的基本定律） 确立了热流密度与温度梯度之间的关系。 表明沿热流方向单位长度上的温差为 1K 时在单位时间内通过单位面积的热量。 热流密度： 单位时间内通过垂直于热流方向单位面积的热量. 热导率： 八八、热稳定性和电动稳定性的热稳定性和电动稳定性的校核校核此类计算此类计算 qgrad/qQAt0(1) 电器学资料 湖大电气院 电自 0910 班 yuehonglu 整理 来源：ppt，书，网络。 故为个人观点 ，可能存在错误与不足， 仅供参考！ 电器的热稳定性热稳定性:在一定的时间内电器承受短路电流引起的热作用而不致损伤电器的能力。 短路电流

11、通过导体的温升特点：短路时，电流通过的时间短，一般 tk 2，可以不考虑 Kf，认为其值为 1。 bFWbM/ 2Md WidNL i 222idid LFd bd b212 222 1121 21iMiiLiLWXMiiXLiXLiXWF2122 212 121 2112 12 2 00s inllcd l d lKr 21sinalKc/21)0,(22122 2121bllaaal aSSDDKc4101rlInKcODBDOCACODADOCBCInKcfcKKiiF210 4电器学资料 湖大电气院 电自 0910 班 yuehonglu 整理 来源：ppt，书，网络。 故为个人观点

12、，可能存在错误与不足， 仅供参考！ 十十、.交流电流下的电动力的特点交流电流下的电动力的特点 短路电流下的电动力的特点短路电流下的电动力的特点 交流电动力计算方法与直流相同。短路电流下的电动力 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

13、，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。 a、各相所受电动力均是交变的，其频率为电流频率的 2 倍； b、电动力的大小与方向均随时间变化； c、B 相导体所受电动力是 A、C 相导体受到电动力的 1.07 倍； d、三相交流对称短路短路时，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。 补充补充： 集肤效应集肤效应： 交变磁通在导体内产生反电势，中心部分的反电势值比外表部分的大，导致导 体中心的电流密度比外表部分小

14、。即：当导线通以交变电流时，越接近导体表面，电流密度 值越大，相位越超前。 邻近效应邻近效应：由于相邻载流导体间磁场的相互作用，使两导体内产生电流发布不均匀的现象。 邻近效应与相邻载流导体内电流流向有关。邻近效应使得电流同向时导体内电流相斥;电流 异向相吸。 影响因素：电流频率、导线间距、截面形状和尺寸等 课后练习 P3334 1.1,1.2,1.5, 1.15,1.16，1.17，1.18 例题 1-5 第二章第二章 电接触和电弧理论电接触和电弧理论 总结总结： 重要的概念和内容 一一、电弧的定义和本质电弧的定义和本质 电弧是一种气体放电现象，也是一种等离子体（ Plasma ） 。 定义定

15、义 ：开断电路时，在触头间隙中出现的一团温度极高、发强光和能够导电的近似圆柱体 的气体。(可出现于大气、真空、油介质和 SF6 气体介质等中间。) 条件条件 ：在大气中开断电路时，当电源电压U U0 =（1220），被开断电流（0.251）时. 本质本质：电弧是生成于气体中的炽热电流、是高温气体中的离子化放电通道， 是充满电离过程和消电离过程的热电统一体。 电弧-弧光放电是自持放电的一种形式，也是它的最终形式。 二二、电弧的物理特征电弧的物理特征 1、电弧具有温度高和发强光的性质，被广泛用于焊接、熔炼和强光源等各个技术领域。 0222) 1( max24. 3)24. 3(2) 8 . 1 (2FcIcIF SCtFtCIFomA2sin866. 02/2sin232电器学资料 湖大电气院 电自 0910 班 yuehonglu 整理 来源：ppt，书，网络。 故