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1、電氣工程概論一 主 題：緒論以及第一章第一節(jié)開關電器輔導資料 學習時間 ：2010 2010 年 10 10 月 18 18 日 10 10 月 24 24 日 內 容 ： 我們這周主要學習緒論以及第一節(jié)開關電器的技術參數(shù)； 低壓斷路器 （自動 開關）；低壓控制器；空斷路器；六氟化硫斷路器；熔斷器。希望通過下面的內 容能使同學們加深對相關知識的理解。 一、學習要求 通過緒論的學習對電氣工程概論這門課程有個總體的了解，對低壓斷路器 （自動開關）；低壓控制器；空斷路器；六氟化硫斷路器；熔斷器的概念以及技 術參數(shù)和使用方法重點掌握。 二、主要內容 緒論 1 1 電氣工程的歷史和形成 電氣工程是研究電

2、磁領域的客觀規(guī)律及其使用的科學技術，以電工科學中的 理論和方法為基礎而形成的工程技術稱為電氣工程。 根據(jù)電氣工程學科的發(fā)展現(xiàn)狀，可將其分為相對獨立的五個分學科 : :電力系 統(tǒng)及其自動化技術、 電機和電器及其控制技術、 高電壓和絕緣技術、 電力電子技 術和電工新技術 電力.系 航可先性和規(guī)免燈論 辰方法 4 電力.親航經済運行 理論利方注 2 電力.系航揑制趕詒蔽 IZT 活*- 人工皆有取專亦泉軌;R：人工神徑 P 網 J3TE 電力樂統(tǒng)中的應用H 罰電技術/新憐電方式 4 計蒐杭扶術左也力灰統(tǒng)分忻 和自袖化中的應用 a 電力系嫌苗佶方式和枝豐和 r 件披電 c 含擊電 J 筮畝理沱 a 電

3、號 址出 電弧C 含其至 誠電 2 界面融唱八 也儲升竦擊異理論 a 沖擊誠的佬 jsfet 程廉苴 im 常 M 屯機切理坷計宜庶 tt-f-tie 計*- 電機婁敢觀 ii 計艮話 疔分桁力 法 1 電機揑制系筑 a 電機在空 i!M 鍛艮說晰儀 冋歩電機的耐斑承統(tǒng)展機電耳禺吉振蕩 a 電圍 I 節(jié)誌方式 a 電機結啊=杞 T 斜農 J 京理的球汞 電力電子 SS 件 a 購率戀捉“ 電力電亍技# 在電力工二吐中的竝用 a 電力電子扌英術在運動揑制系蝸中的應用 4 電力電亍住電卞技術中的應用 a 園內外 電力電子學龍展茹勢- 曰切平豚孑中拽術 a 轉冉子體扌主*4 輕導電_L 扌支術P 環(huán)

4、垃愎護中 電工扶#4 袖世檄阿電加_L 拽#4 生電乩 醫(yī)學中的電工齋 f 技術十 電隔場.時主志環(huán)境的蝕應 a 2 2 電氣工程的地位和發(fā)展 電氣工程學科在國家科技體系中具有特殊的重要地位。 1 1） 是國民經濟的一些基本工業(yè) （能源、 電力、電工制造等）所依靠的技術 科學； 2 2） 是另一些基本工業(yè)（交通、鐵路、冶金、化工、機械等）必不可少的支 持技術； 3 3） 是一些高新技術的重要科技組成部分。 3 3 電氣工程的展望 2020 世紀中葉以來，以電子信息技術為核心的新技術革命正在興 起，沖擊著所有傳統(tǒng)科學，包括基礎科學、技術科學、綜合科學，甚至社 會科學等在內的廣大領域。 有人統(tǒng)計，

5、最近 2020 年中的科技創(chuàng)造和發(fā)明超過了過去兩千年中 創(chuàng)造發(fā)明的總和。 在技術科學范圍內，不少學科都發(fā)生了“舊貌換新穎”的變化，電 工學科的巨大變化也十分顯著。 第一章電機和電器基礎 1.1.11.1.1 開關電器概述 1 1 斷路器：電力網正常工作和發(fā)生故障時關合和開斷電路。 2 2 隔離開關：將高壓設備和電源隔離，以保證檢修工作人員的安全 3 3 熔斷器：電路發(fā)生故障或短路時，依靠熔件的熔斷來開斷電路。 4 4 低壓控制電器：接通和分斷低壓交、直流的控制電路。 (二)開關電器技術參數(shù) 1 1 額定電壓：額定電壓是指開關電器設計時所采用的標稱電壓。 J2-1 高壓開關電器的額定電壓和最髙電

6、壓 額定電壓(kV) 3 6 10 15 20 35 63 110 154 330 5M 園高電壓(kV) 3-5 .9 “5 4Q.5 69 126 177 3S3 550 2 2 額定電流：開關電器在額定頻率下能長期通過而各個金屬部分和絕緣部分 的溫升不超過長期工作時最大容許溫升的最大標稱電流。 R10制 1 1.25 1.5 2 2-5 3.15 10 5.0 ft, 3 8 1 1 U 1.5 2,0 2.5 3 4 4 5 5 6 8 3 3 額定短時耐受電流：額定短時耐受電流是高壓開關電器在規(guī)定時間內能夠 通過而其溫升不超過規(guī)定條件的最大標稱電流， 主要反映開關電器承受短路電流 熱

7、效應的能力。 4 4 額定峰值耐受電流：額定峰值耐受電流是指開關電器在規(guī)定條件下能夠通 過，而不發(fā)生機械損壞的最大標稱電流， 主要反映開關電器承受短路電流電動力 效應的能力 1.11.1.2.2 低壓斷路器 （一）低壓斷路器概述 低壓斷路器主要用于配電線路和電氣設備的過載、欠壓、失壓和短路保護， 常在低壓大功率電路中作為主控電器。按電源類型分為交流式和直流式低壓斷路 器，按結構可分為萬能式和裝置式低壓斷路器 M3-1 DHO 系列方能卻隹斷路恭 1操作F柄* 2fi動ftWn機構】3矢斥脫孫辭* 4過StlUu器匸5輔助堆點；L 滅孤輩 （二）低壓斷路器的選擇要點 （1 1 ）額定工作電壓不小

8、于線路額定電壓。 （2 2 ）額定電流不小于線路計算負載電流。 （3 3） 額定短路通斷能力不小于線路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。 （4 4） 線路末端單相對地短路電流不小于 1.51.5 倍斷路器脫扣器整定電流。 （5 5 ）欠電壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓；按使用場合的需要來確定 是否需要帶延時。 （6 6） 注意斷路器接觸方向，母聯(lián)斷路器應選用可在下方進線的斷路器。 （7 7） 注意和其他電器的配合協(xié)調，各級斷路器的過電流脫扣器整定值和延 時應符合選擇性配合要求。 8 8）電動機保護斷路器的瞬時動作電流應考慮電動機的啟動條件（電動機的種類、啟動電流倍數(shù)和時間） 0 （三）斷路器額定電流

9、的確定 斷路器殼架等級額定電流（指塑殼或框架中所能裝的最大過流脫扣器的額 定電流）和斷路器額定電流（過電流脫扣器額定電流）可確定為: 式中 I IN.QF為斷路器殼架等級的額定電流； l lea為線路的計算負載電流； I IN.OR 為過電流脫扣器的額定電流。 1.1.31.1.3 低壓控制電器 （一）低壓接觸器概述 低壓接觸器是電氣傳動和自動控制系統(tǒng)中使用最廣的一種電器， 適用于遠距 離頻繁的接通和分斷交、直流主電路及大容量控制電路，其主要控制對象是電動 機，也可用于控制照明設備、電焊機、電容器、電熱設備等負載。 表4 接觸器的分類 張婁匝W 捲丄觸玄所控尙電世種類 交誰、直蠱 按主融頭良欽

10、 撰丄覦婁別 （常丿F）If! | B功旁功斷恿右式 按燥作電諌種英 交甌直聽 空戌、乳空式 按蝕器的便莊燙別和用途 種， 罠罠 電川艾 SHW 用 建 交說憧 iiss AC-1 元幣戎微窮肉盟電粧爐 AC2 舲曲哪間 11 功機的聚加 莎葉 At?呂 AC-4 雄報誡山咁動就的川功，反惓睛創(chuàng)哎反向運轉點功 AC-5a 放電燈的趣斷 AC5b 白煥燈的適撕 AC6a 變壓mm AC-6b 電皤踞険啊迪斷 AC-73 C : 11 器或 LZliTi/遼酬八 AC-7b 家用電動機負栽 AC骷 itfj rd 旦位過載脫弭蠱的梅時洌掙壓堀機耳 1 的胞功機神制 AC-Sb f L 右 1 1

11、站整 過戟脫扣社的帝時創(chuàng)冷! K 維機 R，的電沏機 f-: i lx-1 Jt 骼或盜晤負栽.電耐 DC-3 ri鈦鈦|U 單 r.l 的 V：胡、魔摧制硼反 11化化H .: .:曲曲- -電用 f-l(動妙 1 井曲 |)C-5 笊婕電動機的忌動、反故制詢詢或！或！2問問迢迢轉轉、戲戲曲曲* * ill 動機住動譽中滬斯 MT 白規(guī)燈的通斷 1 2 - 2 空:流扌里融腓的鉛構理曲 I怦：1 卩和：.汎 r 帛 龍 - 二財 1 郢專 3 jlp iilJl ik i 4 - ：l. 9 Z V i 5翹弘弧 n 6咗作用艸洗* 7唆小絨岡* 8一鐵尼 2 9/C；一街鐵弐丄1一-引寶

12、(二) 低壓接觸器的選用 1 1、控制電動機負載 2 2、控制非電動機負載 (1)(1) 控制電熱設備 (2)(2) 控制電容器 (3)(3) 控制變壓器 (4)(4) 控制照明裝置 (5)(5) 控制電磁鐵 (三) 控制繼電器概述 電磁式控制繼電器是根據(jù)電磁吸合和釋放原理而動作的繼電器。 常見的電磁 式控制繼電器有通用(電壓、電流)繼電器、中間繼電器、時間繼電器、熱過載 繼電器等。 2-3帯斷相保護的需過顰耀電辭 3 疔；測I 5縱劑曲用 】一魁冷進斷 3- x 4 URL/ulT* 憶按Uh 卜-電NEVliV凸輪i 7 a 1=1* 9 W J議 h il121補償片 F 14W MfT

13、Hi t5當汁社頭申1G遲眞扌17 IV芷i l tMJ.fi i i?- i L, : 20-訓門 f JI rKi II 列理 1一口：忑|； 1.1.41.1.4 真空斷路器 )真空斷路器概述 利用真空作為觸頭間的絕緣和滅弧介質的斷路器稱為真空斷路器。 陽馭4 12kV貞臨斷略番 (a)姑構心理擺h IbJ曲空戒*棗訓面圖 1一物鬥一曲立呃弧旳3挫功#1構M 址戶時門5 *y； 6-ftftF 7-SSf 8-融熾卵一住Th山一波紋簾】1 一尋向由 托一動爭電Fh 13動找I fit (二)真空斷路器的觸頭 1 1 圓盤形觸頭 圓盤形觸頭目前只用于開斷電流要求不大的真空負荷開關和真空接觸

14、器上。 2 2 橫向磁場觸頭 橫向磁場就是和弧柱軸線相垂直的磁場， 它和電弧電流產生的電磁力能使電 弧在電極表面運動，防止電弧停留在某一點上，延緩陽極斑點的產生，提高了開 H2-8橫向邂場觸頭結構 GO喋坯槽代觸頭Zb）杯狀神頭 2-7 期址槽融頭的極限開斷電流 恫盤犧（mmmm） 4S4S 6565 ?5?5 卯*|卅(mm)(mm) 16 1818 5555 此斶怕（mmmm） 2626 5050 矍 6565 （WW斯哦（kAkA） 6.6.； 17 17 J J 14.514.5 2020 3 3 縱向磁場觸頭 在同樣觸頭直徑的情況下，縱向磁場觸頭能夠開斷的電流最大。斷能力 2-7竭旋

15、嚼觸頭結恂 怙）縱剤面蔭h（腫卜觸養(yǎng)加視|乩）I總施線與最場 (-) H 4 4 觸頭材料 觸頭材料除了要求具有一定的導電、 導熱和機械性能外， 還必須具備下述要 求： （1 1）耐弧性能好。真空斷路器的特點是不需檢修，因此要求觸頭能夠耐受 少則 8 812 12 次，多則 30 30 50 50 次開合額定短路電流時對觸頭的燒損， 還要求具有 開合幾千上萬次額定電流的能力。 （2 2）截斷電流小。 真空斷路器使用中的一個嚴重問題是截流過電壓高， 往往 使被控制的電器設備的絕緣受到損壞， 降低這種過電壓的有效措施是減小截斷電 流值，而截流值的大小和觸頭材料有關。 （3 3）抗熔焊性能好。 （4

16、 4）含氣量低。 放氣量太多會影響滅弧室的真空度， 放氣量的多少取決于材 料的性質。 （三）真空滅弧室的基本結構 真空滅弧室主要由以下部件組成： 1 1 絕緣外殼 2 2 屏蔽罩 3 3 波紋管 4 4 動、靜觸頭 隆 I w-】o m 疋述吞 縉 i 豐勾示.QU 卻 A絕絳夕卜左*玄 檢益檢益舊舊込込 frm 4 - 三力社 h:3r i 廳J - ?45 !， 點itt： TT 就 t 蹄伉 t 7 - -isAl iEk t 占沸爐 Z TT 1 1 絕緣外殼 表 2S 外盍材料的特性比牲 H 料 眩用肢用 1 ：就化 ii 曲奩 52C 5D70 -iD-aDO 竝拉曲 Ihlno

17、509Ci I Q0Y50 HOC! | .1 r.li 0. 0 5 0. 1 0. 25 O. 35-O. 75 nctiu.itt（V） 0D-700 140Q LIDO P 辭 向 W 洛：U 場!S 啦 t k*. cm） 5 莒 2 2 屏蔽罩 1 1）主屏蔽罩作用 （1 1） 有效地防止金屬蒸氣噴濺到絕緣外殼的內表面，避免內表面絕緣性能 下降。 （2 2） 屏蔽罩可使交流電流過零時，滅弧室內剩余的金屬蒸氣和導電粒子徑 向快速地擴散到屏蔽罩上冷卻、復合和凝結，有利于電流過零后弧隙介質強度的 （3 3 ）提高觸頭間絕緣強度。 2 2）主屏蔽罩分類 （1 1）固定電位式。 （2 2）懸

18、浮電位式 (a) (b) (c) (d) H 2 - H 忌浮電位式朋蔽說 a）中間封搖式i b）絕緣支林式$ M 外爍載寧成* d）絕緣和一I 1TM4頭* 2動fttis 3曰邢蔽帶 4 4波紋骨孑5gH： 3 3 波紋管 （1 1 ）液壓成形波紋管。長度有限，最大壓縮行程為自由長度的 20 20 30 30 %， 壽命數(shù)萬次。 （2 2 ）薄片焊接成形波紋管。長度任意，最大壓縮行程可達自由長度的 60 60 %， 壽命幾百萬次。 3 11 2 - 12 濺亍文悴夕卜形 3 被川戌爪如涵時如推譏心 1.1.51.1.5、六氟化硫斷路器 （一）六氟化硫斷路器概述 六氟化硫（SFSF6）斷路器

19、是利用 SFSF6氣體作絕緣和滅弧介質的斷路器。 優(yōu)點：和油斷路器比較，SF6SF6 斷路器具有斷流能力強，滅弧速度快，電絕緣 性能好，檢修周期長的優(yōu)點。比較適于頻繁操作，而且沒有燃燒爆炸的危險。 缺點：要求斷路器加工精度很高，密封性能要求很嚴，因此價格比較昂貴 （二）雙壓式 SFSF6斷路器 (*) |2-13坯血晰齢黔 U) h) 1制h屮問陸?歐弋策* 3一動趟加| 4氓豪室，5-KlnttMi Tt甜h iMHJii 10-Akft 袈Ihfih “T 動機Ho 】*功機L3-injiFUfpu 】4Tfiiii u-tfati （二）單壓式 SFSF6 6斷路器 Hfl 2-14隈氣

20、成禺新邸番丿F斷過秤用幣 件厲th悴也出* （cl ukmjlt （d） p: 1頭* 2ttfiAtt頭 3功Sfi去* 44fr 5（feri 6 活7 啪作桿r H 嗽嘟F 9 I叮i它 和雙壓式 SFSF6斷路器相比，單壓式 SFSF6斷路器具有結構簡單和開斷電流大 的特點 （四）自能式氣自吹 SFSF6斷路器r町 閣2-15喉式氣口欺期瞬躋羅他川慮圖 仆聞也置】開斷A堪證匕tcJ斤斷小豈證匸td) 一鱗就口/ 3主命知4-Jttlklj 5主動知 A 普氣薊 ? 樂蟲;$ RHi 9 輸財filfi縱i io-HStS*H-Nn 滅弧室的壓力變化特性曲線 2 - 17 亦向丿1棲亡點

21、、IB燃豪時間下+ t|誠過烏沖寸的I任刀 C 145kV/ M JkA) 1.1.61.1.6、熔斷器 (一)熔斷器概述 電路中通過短路電流或長期過負載電流時，利用熔體本身產生的熱量將自己 熔斷，從而切斷電路，達到保護電氣設備和載流導體的目的。 熔斷器按電壓可分為高壓熔斷器和低壓熔斷器； 按裝設地點可分為戶內式和 戶外式；按結構可分為螺旋式、插片式和管式；此外，還可分為限流式和無限流 式等。 熔斷器的基本結構由金屬熔體、支持熔體的觸頭和外殼組成。 1 /c m 之T7 疋 j a 柑打丄玉星 4? O口黒*1 事 6衣浮牛 （二） 熔斷器的安秒特性 熔體的熔斷時間和通過的電流的關系稱為熔斷器

22、的安秒特性。 （三） 熔斷器過電壓 高壓熔斷器的額定電壓必須大于或等于電網的額定電壓。 對于充填石英砂限 流的熔斷器，在電流達最大值之前就將電流截斷而產生過電壓， 這將對電氣設備 造成威脅。過電壓倍數(shù)和電路的參數(shù)、熔體的長度有關。 、重要考點 簡答題 1 根據(jù)電氣工程學科的發(fā)展現(xiàn)狀，可將其分為相對獨立的哪幾個個分學科？ 2 簡述高壓電氣設備和低壓電器設備的定義。 3 配電系統(tǒng)和用電設備對低壓電器設備的主要要求在哪幾方面？ 4 根據(jù)控制、保護對象不同，高壓斷路器大致可分為哪幾種類型？ 5 高壓開關電器設備必須能關合短路故障的原因是什么？ 6 真空斷路器有哪些優(yōu)缺點？ 參考答案： 由于本課程知識點繁瑣，希望同學們帶著問題仔細的看看課本，相信大家都 能找到答案。同時歡迎大家提問在學習中不懂得地方， 老師會盡快的給予答復的