電器學復習重點(猛哥版)

1、電器學復習重點第4章 開關(guān)電弧的熄滅原理1.滅弧原理： A.直流平衡方程：E=iR+Ldi/dt+Uh; 滅弧條件：E-iR<Uh抬高靜態(tài)伏安特性、增大線路電阻第5章 開關(guān)電弧的熄滅原理1.原理【填空】方法1拉長電??；2增大近極區(qū)電壓降；3增大電弧電場強度；4采用人工過零的方法（1）金屬柵片原理；使電弧進入柵片后被切割成若干段短弧，這樣可以利用電弧的近極區(qū)電壓降來提高電弧伏安特定以加強滅弧效果。（并可以導熱，可以增加近陰極效應）（2）固體產(chǎn)氣原理：固體產(chǎn)氣絕緣材料在電弧的高溫作用下能迅速汽化而產(chǎn)生大量的含氫氣體，這些氣體具有很好的導熱性和冷卻作用，并能有效提高滅弧室的介質(zhì)恢復強度，所以比

2、單單靠電弧加熱空氣產(chǎn)生的氣吹滅弧效果要好得多。一般用于高、低壓熔斷器當中，有一定的限流作用。（3）石英砂原理：采用石英砂填充于熔管內(nèi)，用以限制弧柱的擴展并冷卻電弧使之冷卻。對斷路器而言，采用了多斷口串聯(lián)，提高弧隙中氣壓以加強電離氣體的擴散作用和利用狹縫冷卻。2.【問答，3選1】SF6、油、真空。A 油吹滅弧裝置在油中燃燒相當于在氫氣中燃燒I（1） 氫氣具有高導熱性和低粘度，對電弧有著很好的冷卻作用；（2） 大量油氣泡的產(chǎn)生一方面可以實現(xiàn)對流散熱，還會形成高壓油氣，對電弧有著很好的吹弧作用；（3） 另一方面氣泡會把熱量帶出油體，排出油箱。II特點（1） 采用【逆流原理】（在滅弧過程中，電弧分解和

3、汽化的油氣上升，而動觸頭和導電桿卻向下運動。這樣既便于將帶電質(zhì)排除弧道，又能使動觸頭端部的電弧不斷與新鮮的油接觸，有利于冷卻電弧，使之熄滅。）（2） 能開斷規(guī)定的大、中、小電流，在電弧電流的大小不同是，縱橫吹所起的作用也不同。B 壓縮氣體滅弧裝置（SF6）I在高壓電器中，常使用高壓壓縮氣體來作為滅弧區(qū)的滅弧和絕緣介質(zhì)，因為：（1） 高的大氣壓可以提升擊穿電壓值；（2） 可以利用管道氣缸等預儲氣體裝置在產(chǎn)生開斷電弧時對電弧進行猛烈吹弧，帶走電弧能量而熄滅電弧。IISF6氣體【物理特性】無色無味無毒，密度是空氣的5倍；【化學特性】不溶于水和變壓器油，也不與氧氣、氫氣、鋁等其他許多物質(zhì)發(fā)生作用，其熱

4、穩(wěn)定性很好；【絕緣特性】由于自身的電負性，能夠較容易的吸附電子而形成負離子，這種負離子直徑較大，在電場中運動較慢，不容易產(chǎn)生碰撞擊穿，有利于消電離。C 真空滅弧裝置真空滅弧裝置以真空介質(zhì)作為絕緣和滅弧手段。在高真空度（10-4Pa）下，（空氣分子的自由行程小于自由電子的自由行程）基本上氣體粒子很少，所以他們的碰撞幾率也很小，這樣便會提高滅弧室的絕緣水平，也不利于電弧的零后重燃?！緮U散型電弧】常發(fā)生在電流較小的情況下，此時產(chǎn)生的電弧只有一個陰極斑點，并且存在著一個弧柱，弧柱的形狀是一個倒錐形，錐底在陰極上。特點電流小，陰極斑點快速運動，過零時斑點消失，電極的熔化較？可以使觸頭表面的溫度比較均勻，

5、溫度較低，陰極斑點的數(shù)目在電流過零時減少并消失，金屬蒸汽向屏蔽罩和觸頭上擴散，這樣弧隙間很快恢復了原來的絕緣水平【聚集型電弧】電流大于某一臨界值。特點電弧電流大，有陰極斑點和陽極斑點同時存在，斑點不再運動而形成斑點團，弧柱區(qū)碰撞加劇，導致嚴重熔化不能開斷電路。解決方法：加與電弧軸線平行的縱向磁場第7章 電接觸理論1接觸電阻Rj=Rs1+Rb+Rs2【定義】導體與導體（/兩個導體元件）接觸處產(chǎn)生的一個附加電阻?！緦嵸|(zhì)】收縮電阻：電流收縮，增大電流路徑，有效導電截面積減小。 膜電阻：金屬表面覆蓋一層導電性很差的薄膜，它改變了電流同路中的位勢分布，影響了自由電子的運動。2.導電機理（隧道效應）【隧道

6、效應】根據(jù)量子力學理論，電子作為波的性質(zhì)，是能透過薄膜而導電的。解釋：對于極薄的導電膜，電子可借“隧道效應”透過薄膜而導電；而對于很厚的絕緣膜，電子隧道透過膜的幾率非常小，故實際上膜是不導電的。3.觸頭的熔焊熱焊（動、靜），冷焊【熔焊/熱熔焊】由熱效應而引起的觸頭焊接。分為動熔焊和靜熔焊。I 靜熔焊Rj焊接：僅僅由接觸電阻的發(fā)熱使到點斑點極其附近的額金屬熔化而焊接。II 動熔焊電弧焊接：除接觸電阻的發(fā)熱外主要是由于閉合過程中觸頭的相互碰撞而引起的機械振動或觸頭之間的收縮點動力，在通過大的過載電流或短路電流時，電動力可能將觸頭排斥開，使觸頭間隙產(chǎn)生電弧，電弧的高溫使觸頭表面金屬熔化和汽化，當觸頭

7、最終閉合時，動、靜觸頭焊接在一起不能分開。多半在觸頭閉合過程中或接觸力較小的閉合狀態(tài)觸頭中出現(xiàn)?！纠浜浮砍叵庐a(chǎn)生的焊接現(xiàn)象。常發(fā)生在用貴金屬材料制成的觸頭上。 解決方法：加鍍層。4.電磨損電弧磨損，橋磨損【觸頭磨損】沒有電流或同游電流的觸頭在多次操作以后，她的接觸面會逐漸磨損，或使金屬由一個觸頭轉(zhuǎn)移動啊另一個觸頭，致使一個觸頭表面形成凹坑，另一個觸頭表面卻形成針狀凸起的現(xiàn)象。分為機械磨損、化學磨損、點磨損。【電磨損】觸頭在分、合電路的過程中，在觸頭間隙中進行著劇烈的熱和電的物理過程，伴隨而產(chǎn)生金屬橋液、電弧和火花放電等各種現(xiàn)象，從而引起了觸頭材料的金屬轉(zhuǎn)移、噴濺和汽化，使觸頭材料損耗和變形。

8、橋磨損（液橋的金屬轉(zhuǎn)移）觸頭開斷時，分斷電流足夠大，分斷點電流密度高，該點極其附近觸頭表面金屬材料將熔化，并在動靜觸頭之間形成熔化的液態(tài)金屬橋，簡稱液橋。觸頭材料由一個極定向的轉(zhuǎn)移到另一個極，橋轉(zhuǎn)移（陽極轉(zhuǎn)移到陰極）。限制橋轉(zhuǎn)移解決：（1）把導熱性好的材料用在陽極端。用導熱性好的材料作為橋最高溫度偏移邊的觸頭而組成所謂的“補償觸頭對”。（2）利用不同金屬材料形成的液橋直徑不同，適當選配“觸頭對”，實現(xiàn)觸頭正負轉(zhuǎn)移的平衡。（3）在某些金屬材料中加入其他金屬成分形成合金。電弧磨損（電弧對觸頭的燒損）因放電引起的觸頭材料轉(zhuǎn)移和燒損?！緝魮p失】熔化的金屬多數(shù)被吹到觸頭間隙意外，不再沉積在觸頭表面凈損失

9、?！灸p機理】1.帶電粒子在電場作用下轟擊電極，使觸頭表面材料蒸發(fā)而損失；2.在電動力和氣吹作用下，使熔化的金屬呈液滴狀噴出而損耗?！緶p小電弧磨損（兩方面）】（1）選用磨損系數(shù)小的復合材料制成觸頭；（2）采用有效滅弧措施，縮短燃弧時間，或者利用橫向磁場吹弧，使弧根盡快離開接觸點，以減小接觸點處的燒損。5.觸頭材料要求：盡可能高的導電、導熱性能；適當?shù)膹姸群陀捕?；摩擦系?shù)要??；具有很好的化學穩(wěn)定性；此外，還要考慮可加工性、價格問題以及經(jīng)濟適用性。第8章 電磁系統(tǒng)磁路計算基礎1作用-能量、電-機械能電磁系統(tǒng)由磁系統(tǒng)和勵磁線圈組成，用以實現(xiàn)電磁能轉(zhuǎn)化為機械能或其他能量形式，從而完成特定任務的電器組件

10、或部件。 基本組成部分線圈、鐵芯、反力彈簧【組成】勵磁線圈、靜鐵心、工作氣隙、銜鐵、反力彈簧等。2.基本特性吸力（靜態(tài)、動態(tài)）、反力 P200【吸力特性】對于直動式電磁鐵，在線圈通電情況下，作用在動鐵心上的電磁力與工作氣隙長度有關(guān)，其吸力特性呈現(xiàn)非線性，而且隨著工作氣隙的增大，電磁鐵所產(chǎn)生的電磁吸力將減小。根據(jù)是夠考慮了勵磁電流過渡過程以及動鐵心或銜鐵的動態(tài)特性，又可分為：1. 靜態(tài)吸力特性：不考慮勵磁電流的過渡過程以及銜鐵或動鐵心的運動特性。2. 動態(tài)吸力特性：考慮歷次電流的過渡過程以及銜鐵或動鐵心的運動特性?！痉戳μ匦浴侩姶畔到y(tǒng)中動鐵心或銜鐵做工所需克服的機械負載反作用力。3.輸入-輸出特

11、性【填空】P202【輸入-輸出特性】表征電磁系統(tǒng)的輸入量與輸出量之間的關(guān)系。繼電特性當輸入量x從零逐漸增大時，輸出量y并不發(fā)生改變，直至x大于一定閾值xd時，y才發(fā)生狀態(tài)改變，從其初始狀態(tài)躍變到另一特定狀態(tài)?？刂铺匦栽谝欢ǚ秶鷥?nèi)，較小的輸入電流靜磁放大器后，可以現(xiàn)行地輸出一較大的輸出電流。4.基本任務正求$-F、反求-$ 【正求】給定工作氣隙磁通，求建立該磁通所需要的磁動勢?！痉辞蟆拷o定磁動勢，求解其在工作氣隙中所能產(chǎn)生的工作氣隙磁通。5.磁勢，氣隙磁導的計算方法（解析法、磁場分割法、圖解法、經(jīng)驗公式法）解析法小氣隙使用范圍：磁極形狀規(guī)則；氣隙內(nèi)磁通分布均勻；磁位等位面分布均勻；忽略磁極的邊緣

12、效應及擴散磁通等磁場問題。磁場分割法大氣隙實質(zhì)：根據(jù)磁極之間氣隙的磁場分布規(guī)律及磁通可能通過的路徑，將整個氣隙磁場分為若干個有規(guī)則形狀的磁通管，并按解析法求出他們的磁導，最后根據(jù)這些磁通管的并聯(lián)關(guān)系，求出整個氣隙的磁導。6.磁路計算為何復雜？答：磁阻的非線性，漏磁通的分布。7.歸算漏磁導（僅適用于U型系統(tǒng)）P219【磁通不變原則】適用于直流電磁鐵吸力計算。【磁鏈不變原則】適用于動態(tài)計算、交流磁路計算如何計算 芯-K P2218.交流磁路的特點（P227）與直流相同點：（1）都有磁阻；（2）都有漏磁；（3）都應用磁路基爾霍夫定律。不同：存在電磁感應現(xiàn)象9交流磁路的計算方法動態(tài)分析法、等效正弦波法

13、B、fai用幅值；U、I、E、H用有效值?！救蠖杀硎痉椒ā?P230（1） 交流磁路的基爾霍夫第一定律（2） 交流磁路的基爾霍夫第二定律（3） 電磁感應定律第9章 電磁系統(tǒng)的吸力計算1磁場能量磁場是物質(zhì)的一種特殊形態(tài)，它也具有能量，這個能量來源于外界能源，產(chǎn)生于磁場的建立過程中。磁場能量表現(xiàn)在磁場對位于其中的欲動電荷和載流導體有力的作用，并且具有推動它們做工的本領。2. 定律使用條件、場合（作業(yè)9-3）【能量平衡】大氣隙，求導易計算（P239）【麥克斯韋】小氣隙，B均勻（大氣隙時需知B=f（$）虛位移和法拉第電磁力：推導條件不同3.恒磁勢-直流-氣隙平方成反比（作業(yè)9-5）恒磁鏈-交流-還

14、有漏磁通的影響所以交流電磁系統(tǒng)的吸力特性比直流平坦些。 4.交流磁路的工作特點分磁環(huán)的工作原理【特點】交流電磁系統(tǒng)中勵磁線圈的電源電壓為正弦交變量，其中的磁通也是正弦交變量。<平均吸力>等于最大吸力的一般。<交變吸力>以兩倍電源頻率隨時間作周期性交變，其幅值與平均吸力相等?！痉执怒h(huán)工作原理】在磁極端面的一部分套上一個導體環(huán)，由于導體環(huán)具有磁抗，會使磁極端面的磁通分成兩個彼此間有一定相位差的分量。這樣，盡管每一分量產(chǎn)生的吸力均有減小到零的時候，但兩吸力之間有相位差，合成吸力不可能到達零值。只要使合成吸力的最小值不低于反作用力，就可能完全消除有害的振動。附注：三相交流電磁系

15、統(tǒng)的吸力不隨實踐變化，始終為一常數(shù)，當然不會過零，因此也就無需設置分磁環(huán)。5.吸力特性、反力特性的配合；動靜配合（1）靜態(tài)的觀點對吸力-反力的要求：在動作電壓/電流下，吸力特性應處處高于反力特性；而在釋放電壓/電流下，吸力特性則應處處低于反力特性。（2）動態(tài)觀點的特性配合方式：利用兩種里在釋放位置附近巨大的差值，使銜鐵在其運動光期間具有很大的加速度，借此縮短運動的實踐；再利用兩種力在小氣隙附近的負差，將銜鐵在發(fā)生撞擊前的動能吸收掉一大部分，從而大幅度地減小撞擊能量。低壓電器、高壓電器部分【刀開關(guān)】主要用于維修電路時隔離電源?！緮嗦菲鳌?在正常工作條件下，可以不頻繁地接通和分斷電力線路；2當線路

16、出現(xiàn)過載、短路等故障時，能自動分斷故障線路；3能在規(guī)定的非正常電路的條件下承載一定時間?！救蹟嗥鳌吭诰€路中作過載和短路保護，但主要用作短路保護?！窘佑|器】1用于在正常工作條件下遠距離的頻繁的接通或分斷線路；2也能分斷非正常工作條件下的線路，但不能分斷短路電流?！緹崂^電器】主要作用于電動機的過載保護。（一）低壓1.低壓電器的定義及分類 P2、P3【定義】我國標準：交流電壓1200V、直流電壓1500V及以下者；國際標準（IEC）：交流電壓1000V、直流電壓1500V及以下者。【分類】從應用場合分為【1.配電電器】刀開關(guān)、斷路器、熔斷器、繼電器?！?.控制電器】接觸器、控制繼電器、主令電器、啟動

17、器、電磁鐵等。2.短路的危害、短路及沖擊電流的概念 【短路定義】相與相之間通過較小阻抗的一種非正常短接 或 通過電弧的短接，或 相與地之間的聯(lián)通?！径搪肺：Α?.線路總阻抗減小，短路電流超過額定電流許多倍，使導體變形、絕緣破壞，短路回路中電氣元件損壞；2.短路也會引起線路電壓降低，尤其是靠近短路點的地區(qū)影響更大，造成用電負載或供電區(qū)域停電?！緵_擊電流】當pusin-fai=-/2且wt=時，短路電流的瞬時值將達到最大負值ich，稱為沖擊電流。3.熱穩(wěn)定性的概念（強調(diào)時間的概念）【動穩(wěn)定性】電器承受短路（沖擊）電流的電動力作用而不致?lián)p壞的能力?！緹岱€(wěn)定性】電器承受規(guī)定時間（1s）內(nèi)短路電流產(chǎn)生的

18、熱效應而不致?lián)p壞的能力。4.保護電器有選擇性開斷的概念 P25【選擇性保護】指電路中多級保護電器之間的協(xié)調(diào)分工，當發(fā)生短路及過載等故障時，只選擇線路中必須停電的部分加以切除，即應該讓最靠近故障地點的保護電器動作。5.漏電保護設計的依據(jù)【漏電保護設計依據(jù)】從避免產(chǎn)生心室顫動出發(fā)，目前大多數(shù)國家取觸電電流和觸電持續(xù)時間的乘積為30mAs，作為安全的臨界值。6.低壓配電線路和用電設備在運行中可能發(fā)生故障的形式有哪些？過電流、欠壓與失壓、斷相、漏電。7.保護電器的配合包括幾個方面（1）與被保護對象特性的良好配合；（2）保護電器之間特性的良好配合。8.中間繼電器與電壓繼電器的區(qū)別 P28【電壓繼電器】反

19、映電路電壓變化而動作的電器?！局虚g繼電器】實質(zhì)上就是電壓繼電器，因它只用于中間控制或增大觸電的控制容量，所以動作之無需整定。9.熱繼電器（工作原理、適用場合、特性等） 需要手動復位【工作原理】利用量測元件被加熱到一定程度而動作的一種繼電器?！緫脠龊稀咳嘟涣鞲袘妱訖C的過載保護。【雙金屬片式】主動層-膨脹系數(shù)大；被動層-膨脹系數(shù)小。放置位置決定彎曲方向。為了可靠的保護電動機的過載，熱繼電器的動作時間電流特性應低于電動機的過載特性。10.接觸器的結(jié)構(gòu)形式和特點【定義】一種用于遠距離頻繁的接通和斷開交流主電路及大容量控制電路的電器。（不能分斷短路電流）【結(jié)構(gòu)形式】【組成】觸頭與滅弧系統(tǒng)、電磁系統(tǒng)

20、、支架式外殼（支架和底座）、輔助觸電、返利彈簧?！咎攸c】（1）直動式：立體布置，上部是主觸電和滅弧系統(tǒng)及輔助觸電部件，下部是電磁機構(gòu)。（2）轉(zhuǎn)動式/杠桿傳動式：平面布置，右部是電磁系統(tǒng)，左部是觸頭和滅弧系統(tǒng)。11.刀開關(guān)的作用【刀開關(guān)】是一種手動電器。簡單的刀開關(guān)，沒有滅弧措施，分段速度低，分段能力很低。主要用在負載切除以后，將線路與電源隔開，以保證檢修人員的安全。12.熔斷器的材料、焦耳積分的概念、冶金效應的原理和作用等【熔斷器】（1） 特點：分斷能力高，具有多種保護，保護特性較完善。（2） 主要由熔斷體和支持件等組成。（3） 焦耳積分：I2*t表示被熔斷器所保護的電路中的1歐姆電阻上所釋放

21、的焦耳能。（4） 熔體的材料：A.低熔點：錫、鋅、鉛及其合金適用于過載保護，開斷短路點路能力較低；B.高熔點：銅、銀、鋁。適用于開斷短路【冶金效應】指高熔點金屬在某些液態(tài)金屬（如錫、鉛）的作用下，會降低其熔點的一種物理特性。（1） 原理：過載電流后熔體溫度上升，低熔點金屬先熔化，液化的低熔點材料成為高熔點材料的“熔劑”而成為合金。合金的熔點比高熔點材料的熔點低，電阻率也大，只是局部發(fā)熱劇增，縮短了熔化時間。（2） 冶金效應對短路電流不起作用，因為短路電流時熔體熔化的實踐極短。13.斷路器的作用、典型結(jié)構(gòu)【作用】用于低壓配電電路、電動機或其他用電設備電路中。（1） 能接通、承載以及分斷正常點路條

22、件下的電流；（2） 能在規(guī)定的非正常點路條件（如短路）下接通、承載一定實踐和分斷電流；（3） 當線路發(fā)生嚴重過載、短路以及失壓等故障時能主動切斷故障電流。的開關(guān)電器?！镜湫徒Y(jié)構(gòu)】（1） 框架式斷路器（萬能式斷路器）-普通、限流；（2） 塑料外殼式斷路器（裝置式斷路器）-普通、限流。（二）高壓1.高壓電器的定義及分類 【定義】在額定電壓為3及以上的線路中實現(xiàn)關(guān)合、開斷、保護、控制、調(diào)節(jié)、安全隔離和測量作用的電氣設備?！痉诸悺堪从猛痉譃椋洪_關(guān)電器、限制電器、變換電器、組合電器。2.高壓電器的基本參數(shù)（額定電壓，額定電流）【額定電壓】高壓電器設計時所采用的標稱電壓。【標稱電壓】我國國家標準列入其中的

23、電壓，最高電壓×額定電壓。【額定電流】高壓電器在規(guī)定頻率下能夠長期通過，而各個金屬和絕緣部分的聞聲不超過長期工作時最大允許溫升的標稱電流。按系列，即比例。3.高壓斷路器的分類（六類）、總體結(jié)構(gòu)、基本參數(shù)【高壓斷路器】是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)設備，它擔負著控制和保護的雙重任務?！痉诸悺堪凑諟缁〗刂恋牟煌?，分為：油斷路器，壓縮氣體斷路器，六氟化硫斷路器，真空斷路器，磁吹斷路器，固體產(chǎn)氣斷路器（產(chǎn)氣斷路器）?！究傮w結(jié)構(gòu)】隨電壓、電流等級和所用滅弧原理而異，其形式多樣。對地絕緣方式：接地金屬箱（或罐）型、瓷瓶支持型?！净緟?shù)】額定電壓、額定電流、額定開斷時間、短時耐受電流（熱穩(wěn)定電流）、峰值耐受電流（動穩(wěn)定電流）、額定短路接通電流（額定短路關(guān)合電流）、開斷時間、合閘實踐、額定操作順序。分閘時間指自斷路器接到分閘指令起到首先分離相的觸頭剛分開為止的一段時間。定值燃弧時間指自首先分離相的觸頭剛分開起到三相電弧