断路器的选型.doc

断路器的选型1、 一般选用原则 (1)根据用途选择断路器的型式及极数； 根据最大工作电流选择断路器的额定电流；根据需要选择脱扣器的类型、附件的种类和规格。具体要求是： 断路器的额定工作电压线路额定电压； 断路器的额定短路通断能力线路计算负载电流； 断路器的额定短路通断能力线路中可能出现的最大短路电流（一般按有效值计算）； 线路末端单相对地短路电流1.25倍断路器瞬时（或短延时）脱扣整定电流； 断路器欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压； 断路器的分励脱扣器额定电压等于控制电源电压； 电动传动机构的额定工作电压等于控制电源电压； 断路器用于照明电路时，电磁脱扣器的瞬时整定电流一般取负载电流的6倍。 (2)采取断路器作为单台电动机的短路保护时，瞬时脱扣器的整定电流为电动机启动电流的1.35倍（DW系列断路器）或1.7倍（DZ系列断路器）。 (3)采用断路器作为多台电动机的短路保护时，瞬时脱扣器的整定电流为1.3倍最大一台电动机的启动电流再加上其余电动机的工作电流。 (4)采用断路器作为配电变压器低压侧总开关时，其分断能力应大于变压器低压侧的短路电流值，脱扣器的额定电流不应小于变压器的额定电流，短路保护的整定电流一般为变压器额定电流的6-10倍；过载保护的的整定电流等于变压器的额定电流。 (5)初步选定断路器的类型和等级后，还要与上、下级开关的保护特性进行配合，以免越级跳闸，扩大事故范围。 2、电动机保护用断路器的选用 电动机保护用断路器可分为两类： 一类是指断路器只作保护而不负担正常操作；另一类是指断路器需兼作保护和不频繁操作之用。后一类情况需考虑操作条件和电寿命。电动机保护用断路器的选用原则为： (1) 长延时电流整定值等于电动机额定电流。 (2) 瞬时整定电流：对保护笼型电动机的断路器，瞬时整定电流等于（8-15）倍电动机额定电流，取决于被保护电动机的型号、容量和启动条件；对于保护绕线转子电动机的断路器，瞬时整定电流等于（3-6）倍电动机额定电流，取决于被保护绕线转子电动机的型号、容量和启动条件。 (3) 6倍长延时电流整定值的可返回时间大于等于电动机实际启动时间。按启动时负载的轻重，可选用可返回时间为1、3、5、8、15S中的某一档。 3、导线保护断路器的选用 照明、生活用导线保护断路器，是指在生活建筑中用来保护配电系统的断路器，选用时应考虑： (1) 长延时整定值小于等于线路计算负载电流。 (2) 瞬时动作整定值等于（6-20）倍线路计算负载电流。主 题：IP防护等级介绍IP防护等级说明（按照EN60529/IEC529） 防护等级IP54， IP为标记字母，数字5为第一标记数字，4为第二标记数字 第一标记数字表示接触保护和外来物保护等级，第二标记数字表示防水保护等级；接触保护和外来物保护等级(第一个数字) 防水保护等级( 第二个数字) 第一个数字防护范围第二个数字防护范围名称说明名称说明0无防护-0 无防护-1防护50mm直径和更大的固体外来体探测器，球体直径为50mm,不应完全进入1水滴防护垂直落下的水滴不应引起损害2防护12.5mm直径和更大的固体外来体探测器，球体直径为12.5mm,不应完全进入2柜体倾斜15度时，防护水滴柜体向任何一侧倾斜15度角时，垂直落下的水滴不应引起损害3防护2.5mm直径和更大的固体外来体探测器，球体直径为2.5mm,不应完全进入3防护溅出的水以60度角从垂直线两侧溅出的水不应引起损害4防护1.0mm直径和更大的固体外来体探测器，球体直径为1.0mm,不应完全进入4防护喷水从每个方向对准柜体的喷水都不应引起损害5防护灰尘不可能完全阻止灰尘进入，但灰尘进入的数量不会对设备造成伤害5防护射水从每个方向对准柜体的射水都不应引起损害6灰尘封闭柜体内在20毫巴的低压时不应进入灰尘6防护强射水从每个方向对准柜体的强射水都不应引起损害注：探测器的直径不应穿过柜体的孔7防护短时浸水柜体在标准压力下短时浸入水中时，不应有能引起损害的水量浸入8防护长期浸水可以在特定的条件下浸入水中，不应有能引起损害的水量浸1、范围 防水试验包括第二位特征数字为1至8,即防护等级代码为IPX1至IPX8。2、各种等级的防水试验内容 （1）IPX1 方法名称：垂直滴水试验 试验设备：滴水试验装置及其试验方法见2.11 试样放置：按试样正常工作位置摆放在以1r/min的旋转样品台上，样品顶部至滴水口的距离不大于200mm 试验条件：滴水量为1 0.5 mm/min； 试验持续时间：10 min； （2）IPX2 方法名称：倾斜 15滴水试验 试验设备：滴水试验装置及其试验方法见2.11 试样放置：使试样的一个面与垂线成15角，样品顶部至滴水口的距离不大于200mm。每试完一个面后，换另一个 面，共四次。 试验条件： 滴水量为3 0.5 mm/min； 试验持续时间： 42.5 min（共10 min）； （3）IPX3 方法名称：淋水试验 试验方法： a.摆管式淋水试验 试验设备：摆管式淋水溅水试验装置(装置图形及其试验方法见本书2.14) 试样放置：选择适当半径的摆管，使样品台面高度处于摆管直径位置上，将试样放在样台上，使其顶部到样品喷水口的距离不大于200mm，样品台不旋转。 试验条件：水流量按摆管的喷水孔数计算,每孔为 0.07 L/min。 淋水时，摆管中点两边各60弧段内的喷水孔的喷水喷向样品。被试样品放在摆管半圆中心。摆管沿垂线两边各摆动60，共120。每次摆动(2120)约4s 。 试验时间：连续淋水10 min 。 b.喷头式淋水试验 试验设备：手持式淋水溅水试验装置，装置图形及其试验方法见本书2.14 试样放置：使试验顶部到手持喷头喷水口的平行距离在300mm至500mm之间 试验条件：试验时应安装带平衡重物的挡板，水流量为10 L/min 试验时间：按被检样品外壳表面积计算，每平方米为1 min (不包括安装面积)，最少5 min 。 （4）IPX4 方法名称：溅水试验； 试验方法： a.摆管式溅水试验 试验设备和试样放置：与上述第（3）条 IPX3 之a 款均相同； 试验条件: 除下述条件外，与上述第（3）条 IPX3 之a 款均相同； 喷水面积为摆管中点两边各90弧段内喷水孔的喷水喷向样品。被试样品放在摆管半圆中心。摆管沿垂两边各摆动180，共约360。每次摆动 (2360) 约12s 。试验时间： 与上述第（3） 条 IPX3 之a 款均相同 (即10 min )。 b.喷头式溅水试验 试验设备和试样放置：设备上安装带平衡重物的挡板应拆去，其余与上述第（3） 条 IPX3 之b款均相同； 试验条件：除下述条件外，与上述第（3）条 IPX3 之b款均相同； 试验时间：与上述第（3）条 IPX3 之b款均相同， 即按被检样品外壳表面积计算，每平方米为1min(不包括安装面积)最少5min 。 （5）IPX5 方法名称：喷水试验 试验设备：喷嘴的喷水口内径为6.3mm； 装置图形及其试验方法见本书2.14 试验条件：使试验样品至喷水口相距为2.53m，水流量为12.5 L/min (750 L/h)； 试验时间：按被检样品外壳表面积计算，每平方米为1min(不包括安装面积)最少3 min 。 （6）IPX6 方法名称：强烈喷水试验； 试验设备：喷嘴的喷水口内径为12.5 mm； 装置图形及其试验方法见本书第2.14章； 试验条件：使试验样品至喷水口相距为2.53m，水流量为100 L/min (6000 L/h)； 试验时间：按被检样品外壳表面积计算，每平方米为1min（不包括安装面积）最少3 min 。 （7）IPX7 方法名称：短时浸水试验； 试验设备和试验条件：浸水箱。其尺寸应使试样放进浸水箱后，样品底部到水面的距离至少为 1m 。试样顶部到水面距离至少为0.15 m 。 试验时间: 30 min 。 （8）IPX8 方法名称: 持续潜水试验； 试验设备,试验条件和试验时间: 由供需（买卖）双方商定.其严酷程度应比IPX7高。主 题：关于低压电器几个电参数含义的辨证近些年来，随着社会主义市场经济的深化，产品的竞争也日益激烈。有些电器制造商为了推广推销产品，在其样本或产品使用说明书上任意规定了一些不符合科学和标准的拟事而非的技术性能参数，从而引起混乱。考其原因，一是对那些参数的含义没有真正的理解；二是参数含义清楚，但为了让用户觉得自己的产品较别家优越，有意模糊概念拨高提级，不论是那一种情况，都是不严肃、不负责任的。为了澄清问题，我们将按国家、国际现行标准来表述电参数的含义，以便正本清源。 额定工作电压 电工术语 低压电器(GB/T2900.18-92)对“额定工作电压”的定义是：“在规定条件下，保证电器正常工作的工作电压值。”我国和世界30多个国家的额定工作电压是交流50Hz 220/380V，英国、澳大利亚等10多个国家是交流50Hz 240/415V，孟加拉、印度、马来西亚、巴基斯坦、新加坡、等国是交流50Hz 230/400V。此次还有127/220V等等。IEC出版物38，鉴于电压种类太多，影响贸易和交流，建议今后各国统一采用230/400V的标准化电压(分子为相电压，分母为线电压),但这种改革涉及面极大，是一个浩瀚的工程体系，因此目前世界各国仍沿用原来的电压系统。我国既然是220/380V就不可能出现400V的工作电压。但是有不少厂商的短路器样本里，它的短路分断能力栏赫然标志着额定电压为400V，在短路分断电流一样的情况下，让用户以为它比380V的高(倘单从数字看，400V比380V自然高好多)。这种拨高工作电压的行为如果不是有意混淆，则是一种认识上的误解。断路器在进行短路分断试验和过载操作性能试验时，都规定，其试验电压为1.05Ue，有人据此理解为1.05X380=400V。其实这里的1.05倍Ue是工频恢复电压(稳态恢复电压)。GB/T14048.1对试验参数的规定，电压Ue的公差是+5%，即电网电压的波动可以是05%的范围，就是380400V，而工频恢复电压是1.05倍Ue，Ue包括这个波动范围(最大为上限值)。另一种误解是，一般至用户的变压器是10/0.4KV的低压比，即变压器的原边电压是10KV，而副边(至用户)是0.4KV，即400V，因此其断路器产品的额定电压定为400V。这是谬误的。副边的400V是变压器的空载电压。计算负载电压时要考虑副边绕组内部的电压降，约5%的电压值。因此0.4的实际负载电压是380V。对变压器(或发电机)而言，可用空载电压来表示它的额定电压，而电器设备(包括开关电器)的额定电压，正确的理解和实际上的性能考核只能是负载电压。GB156-93标准电压中对三相四线系统或交流系统标准电压设及电气备额定电压规定为：220V、380V、660V。标准对发电机的额定电压也作了规定，它们是：230V、400V、690V。标准还规定：“与发电机出线端配套的电气设备，额定电压可采用发电机的额定电压，在产品标准中具体规定。”而我国的断路器目前似乎还没有能与发电机(或变压器)出线端配套的。综上所述，所谓产品的额定电压是400V或690V都是不正确的提法。关于额定绝缘电压 GB/T1900.18对额定绝缘电压的定义是：“在规定条件下，用来度量电器及其部件的不同电位部分的绝缘强度，电气间隙和爬电距离的标准电压值。除非另有规定，比值为电器的最大额定工作电压。” 等效采用IEC947-1(1998年第1版)的GB/T14048.1低压开关设备与控制设备总则强调系统的绝缘配合，因此电器用于电源系统的条件为：电器的额定绝缘电压应高于或等于电源系统的额定电压。从标准的规定衡量，一个电器产品如果有多种工作电压值，如380V(绝大多数产品的电压等级)和660V(常用于矿山)，则其额定绝缘电压可定为660V。额定绝缘电压标定后，在按产品适用的污染等级(断路器一般为3级)及其绝缘零部件的CTI值(相比漏电器痕指数)(此CTI值确定了绝缘材料的组别，分为I、II、IIIa、IIIb四种)，来确定产品的最小爬电距离。例如，额定绝缘电压为660V，污染等级3，材料组别为IIIa、IIIb，承受长期电压的电器的最小爬电距离为10mm。电器产品可以以此值来设计其各绝缘件的爬电距离，而不需要任意地去提高它的额定绝缘电压。现在有些断路器生产厂家，为了提高竞争力，就称自己的额定绝缘电压是800V，比人家的660V高一个等级，而它的断路器额定最高也就是660V，完全没有必要比拔高。而且有两点是不能忽视的，一是额定绝缘电压一高，爬电距离就要求加大，如果污染等级，绝缘材料的组别都不变，Ui(额定绝缘电压)为800V时，最小爬电距离应是12.5mm，比Ui=660V时加大2.5mm；二是按断路器的产品标准要求，在进行过载操作性能实验和短路分断能力实验后，均需进行耐压(工频耐压)验证，施加的电压为2倍额定绝缘电压，对Ui=660V者，耐压1320V，对Ui=800V者，耐压值要提高到1600V，实际上是加大了负担。但最重要的还是定期实验工频面压值，Ui=660V耐压值为2500V，1min,Ui=800V时，耐压值为3000V。因此那种毫无意义的炫示，实事求是地说是自己给自己添麻烦。GB/T14048.1规定：“对预期用于因绝缘故障必须重视严重后果的场所(如安装类别VI或用于大容量供电系统或要求具有隔离功能)的电器，应采用高于额定绝缘电压的电压等级的爬电距离；建议额定绝缘电压一般提高R10优先系数中二个电压的等级及以上。”R10优先系数是1.25。660V上面第一个电压是800V，第二个电压是1000V。按上面的规定，应取1000V，与660V相同的污染等级及材料组别，它的爬电距离应不小于16mm，但是由于塑壳断路器为非选择型保护(无三段保护)，加上它们的额定电流一般在800A及以下，它们不适合于安装类别IV(电源水平级)及大容量供电系统，可见取Ui大于660V是没有什么实用意义而是徒增浪费和麻烦而已。3关于辅助触头的工作电流 作辅助触头(或称辅助开关)的微动开关，它有两个电流参数，一是约定发热电流，一是工作电流。工作电流有多种，而约定发热电源只有一个。GB/T2900.18对约定发热电源电流的定义是：“在规定条件下实验时，开关电器在8h工作制下，各部件的温升不超过极限值时所能承载的最大电流。”而它的工作电流则由它所控制的电磁铁在闭合状态下的负载功能来决定。因此约定发热电流和工作电流是两个不同的概念。GN14048.5-93低压开关设备和控制设备 控制电路电器和开关元件第一部分 机电式控制电路电器的附录C“某些使用类别的辅助触头名义额定值举例”中，列出目前使用较多的AC-15和DC-13的动作电流，AC-15类别中，辅助触头的Ith=2.5A时，控制电磁铁闭合状态下的功率(容量)为180VA；Ith=5A，控制功率为360VA，Ith=10A，控制功率为720VA；DC-13(直流)Ith=1A，控制功率为28W，Ith=2.5A，控制功率为69W，Ith=5A，控制功率为138W，Ith=10A，控制功率为275W。根据所控制的电磁铁负载功率，和微动开关(辅助触头)的电压值，就可算出它的工作电流，例如Ith=3A，可参照Ith=2.5A的控制功率，为AC-15时，控制功率为180VA(符合AC-15用于控制大于72VA的交流电磁铁负载的规定)，180VA/380V=0.47A，180VA/220V=0.81A，就是辅助触头在380V和220V电压下的动作电流Ie；再如DC-13(控制直流电磁铁)，Ith=2.5A，控制电磁铁的容量(功率)为69W，69W/220V=0.31A，69W/110V=0.63A，就是辅助触头在220V和110V下的工作电流，确定辅助触头的工作电流是很重要的，因为辅助触头的通电操作性能实验，非正常接通与分断能力实验都与Ie的数值有关的Ie取大或取小都不符合产品的要求。查阅一下国内市场仍占相当比例的某中塑壳式断路器和另两种万能式断路器的1997年行业标准修订版，就发现对辅助触头的额定工作电流的规定很是混乱，也不符合国家的大类标准。如某断路器规定Ith分别为1A、3A、6A。而在AC380V时工作电流Ie分别为0.3A、0.4A和3A(它们都是AC-15类别)，控制的交流电磁铁在闭合状态的功率，按计算分别为114VA、152VA和1140VA；在DC220V，Ie分别为0.15A、0.15A和0.2A，则直流电磁铁的功率分别为33W、33W和66W。显然是不符合GB14048.5标准的规定。另两个万能式断路器则通过规定，交流电磁铁功率为300VA，直流电磁铁功率为60W，这是沿用老标准AC-11和DC-11的，但是AC-11和DC-11早在1993年就命令取消，再去套用是没道理的。以上3点质疑未必完全正确，希望得到专家的指正。主 题：低压成套开关设备的绝缘配合问题低压成套开关设备的绝缘配合问题摘要：1987年，国际电工委员会(IEC)第17D分技术委员会起草了名为对IEC439的补充1关于绝缘配合的要求的技术文件，正式将绝缘配合问题引入到了低压成套开关设备和控制设备中。就目前我国的实际情况而言，在高、低压电器产品中，设备的绝缘配合仍是一个较大的问题，又由于在低压成套开关设备和控制设备中正式引用绝缘配合这个概念，只是近两年的事情。所以，正确处理、解决好产品中绝缘配合问题，是一个比较重要的问题。关键词：低压开关设备绝缘配合绝缘材料 一.低压成套开关设备绝缘配合问题的提出 绝缘配合问题是一个关系到电气设备产品安全性的重要问题，历来受到来自各方面的重视。绝缘配合最早应用在高压电器产品中。1987年，国际电工委员会(IEC)第17D分技术委员会起草了名为对IEC439的补充1关于绝缘配合的要求的技术文件，正式将绝缘配合问题引入到了低压成套开关设备和控制设备中。就目前我国的实际情况而言，在高、低压电器产品中，设备的绝缘配合仍是一个较大的问题，有统计数字显示，我国的电器产品中，由于绝缘系统而引发的事故占5060，又由于在低压成套开关设备和控制设备中正式引用绝缘配合这个概念，只是近两年的事情。所以，正确处理、解决好产品中绝缘配合问题，是一个比较重要的问题。 二.绝缘配合的基本原理 绝缘配合意指根据设备的使用条件及周围环境来选择设备的电气绝缘特性，只有在设备的设计基于其期望寿命中所承受的作用强度时，才能实现绝缘配合。绝缘配合的问题不仅来自设备外部而且还来自设备本身，是一个涉及各方面因素，须加以综合考虑的问题，其要点分为三部分：一是设备的使用条件；二是设备的使用环境，三是绝缘材料的选用。 (一)设备的使用条件 设备的使用条件主要指设备使用的电压、电场、频率。 1.绝缘配合与电压的关系。在考虑绝缘配合与电压的关系中，要考虑在系统中可能出现的电压、设备产 生的电压，要求的持续电压运行等级，以及人身安全、事故的危险性。 1电压与过电压的分类，波形。 a)持续工频电压，有着恒定r、m、s的电压 b)暂时过电压，较长持续时间的工频过电压 c)瞬态过电压，几毫秒或更短的持续时间的过电压，通常是高阻尼的振荡或非振荡的。 缓波前过电压：一种瞬态过电压，通常是单方向的，到达峰值的时间为20sTp5000s之间，波尾持续时间T220ms。 快波前过电压：一种瞬态过电压，通常是单方向的，到达峰值时间为0.1sT120s，波尾持续时间T2300s。 陡波前过电压：一种瞬态过电压，通常是单方向的，到达峰值的时间为Tf0.1s，总持续时间3ms，并带有叠加振荡，振荡频率地30kHzf100MHz之间。 d)联合(暂时、缓前波、快波前、陡波前)过电压。 根据上述的过电压类型，可描述出标准的电压波形。 2长期的交流或直流电压与绝缘配合的关系，要考虑额定电压、额定绝缘电压、实际工作电压。在系统正常、长期运行过程中，主要要考虑额定的绝缘电压和实际工作电压，而这一点除了要满足标准的要求外，更要注意考虑我国电网的实际情况。在目前我国电网质量尚不高的情况下，设计产品时，对绝缘配合而言，实际可能出现的工作电压更重要。 3瞬态过电压与绝缘配合的关系，这与电气系统内被控过电压的条件有关。在系统和设备中，存在多种形式的过电压，要全面考虑各种过电压的影响，在低压电力系统中，过电压可能会受到各种多变因素的影响，所以，系统中的过电压的是通过统计的方法来评定，反映了一种发生概率的概念，并可通过概率统计的方法来决定是否需要保护控制。 2.设备的过电压类别 根据设备的使用条件，要求的长期持续电压运行等级，将直接由低压电网供电设备的过电压类别分为级。过电压类别级的设备是使用在配电装置电源端的设备，如电表和前级电流保护设备。过电压类别级的设备是安装在配电装置中的任务，以及设备的使用安全性和适用性必须符合特殊要求者，如配电装置中的开关电器。过电压类别级的设备是由配电装置供电的耗能设备，如家用和类似用途的负载。过电压类别级的设备是连接在将瞬态过电压限制在相当低水平的设备，如具有过压保护的电子电路上。对于不直接由低压电网供电的设备，必须考虑到系统设备可能出现的最高电压及各种情况的严重组合。当设备要工作在较高一级别过电压类别的场合，而设备本身的允许过电压类别不够时，就需要采取措施，降低该处的过电压，可采用以下方法。 a)过电压保护器件b)具有隔离绕组的变压器 c)具有分散转移浪通过电压能量的多分支电路配电系统 d)能吸收浪涌过电压能量的电容 e)能吸收浪涌过电压能量的阻尼器件 3.电场与频率 电场情况分为均匀电场与非均匀电场，在低压成套开关设备中，一般认为是处在非均匀电场情况下，关于频率问题，目前尚在考虑中，一般认为低频对绝缘配合影响不大，但高频还是有影响的，尤其是对绝缘材料。(二)绝缘配合与环境条件的关系 设备所处的宏观环境影响着绝缘配合，从目前实际应用与标准的要求来看，气压的变化只考虑到海拔高度引起的气压的变化，日常的气压变化已经忽略，温度与湿度的因素也已忽略，但如果有更精确的要求时，这些因素也还是应予以考虑。从微观环境上讲，宏观环境决定了微观环境，但微观环境有可能会好于或坏于宏观环境设备，外壳不同的防护等级、加热、通风、灰尘都有可能影响微观环境，微观环境在相关标准有明确规定，见表1，这就为产品的设计提供了依据。 (三)绝缘配合与绝缘材料 绝缘材料的问题相当复杂，它不同于气体，是一种一旦遭到破坏便不可恢复的绝缘介质，即使偶然发生的过电压事件也有可能造成永久损坏，绝缘材料在长期的使用中，会遇到各种各样情况，如放电事故等，而绝缘材料本身由于长期积累的各种因素，如热应力、温度，机械冲击等应力，又会加速它的老化过程。对于绝缘材料来讲，由于品种的多样性，其衡量绝缘材料的特性指标虽多，但不统一。这就为绝缘材料的选择和使用带来一定难度，这也就是目前从国际上对绝缘材料的其它特性，如热应力、机械特性、局部放电等指标暂不予以考虑的原因。上述应力对绝缘材料的影响在IEC的出版物中已开始有了一些论述，对实际应用能起一些定性的指导作用，但就定量的指导，目前还做不到。目前，低压电器产品中作为定量指导绝缘材料的指标用的较多的有相比漏电起痕指数CTI值，分为三组四类，耐漏电起痕指数PTI值。漏电起痕指数以通过含水污染的液滴落至绝缘材料表面而形成漏电痕迹，给出定量的比较。 这一定量指标已实际应用到产品的设计中。 三.绝缘配合的验证 目前验证绝缘配合的优选方法是使用冲击介电试验来进行，对于不同设备可选定不同额定冲击电压值。 1.用额定冲击电压试验验证设备的绝缘配合 额定冲击电压的为1.2/50s的波形。用此波形来模拟瞬态过电压、大气过电压，同时也包括低压设备的接通分断所产生的过电压，冲击试验电源脉冲波形发生器其输出阻抗一般应大于500，额定冲击电压值的确定，应根据设备的使用场合，过电压类别和设备的长期使用电压来决定，并应根据相应的海拔高度进行修正。目前低压成套开关设备对某些试验条件。如湿度、温度没有作出明确的规定，但也应该在成套开关设备标准适用范围内，如设备的使用环境超出了成套开关设备的适用范围，则必须予以考虑修正。气压与温度的修正关系如下式： K=P/101.3293(T293) K气压与温度的修正参数 T实际(试验室)温度与T=20的温差K P实际气压kPa 2.替代冲击电压的介电试验 对于低压成套开关设备可以用交流或直流试验来替代冲击电压试验，但是这类试验方法比冲击电压试验要严酷，应征得制造厂的同意。 交流试验，在交流情况下，持续时间为3个周波。 直流试验，每相(正、负极)各施加电压三次，每次持续时间为10ms。 四.绝缘配合的一般程序。 1.典型过电压的确定。 2.配合耐受电压的确定。 3.额定绝缘水平的确定。主 题：电气知识问答总结41、各类稳定的具体含义是什么?答: (1).电力系统的静态稳定是指电力系统受到小干扰后不发生非周期性失步,自动恢复到起始运行状态。(2).电力系统的暂态稳定是指系统在某种运行方式下突然受到大的扰动后,经过一个机电暂态过程达到新的稳定运行状态或回到原来的稳定状态。(3).电力系统的动态稳定是指电力系统受到干扰后不发生振幅不断增大的振荡而失步。主要有:电力系统的低频振荡、机电耦合的次同步振荡、同步电机的自激等。(4).电力系统的电压稳定是指电力系统维持负荷电压于某一规定的运行极限之内的能力。它与电力系统中的电源配置、网络结构及运行方式、负荷特性等因素有关。当发生电压不稳定时,将导致电压崩溃,造成大面积停电。(5).频率稳定是指电力系统维持系统频率与某一规定的运行极限内的能力。当频率低于某一临界频率,电源与负荷的平衡将遭到彻底破坏,一些机组相继退出运行,造成大面积停电,也就是频率崩溃。42、保证和提高电力系统静态稳定的措施有哪些?答:电力系统的静态稳定性是电力系统正常运行时的稳定性,电力系统静态稳定性的基本性质说明,静态储备越大则静态稳定性越高。提高静态稳定性的措施很多,但是根本性措施是缩短电气距离。主要措施有: (1)、减少系统各元件的电抗:减小发电机和变压器的电抗,减少线路电抗(采用分裂导线); (2)、提高系统电压水平; (3)、改善电力系统的结构; (4)、采用串联电容器补偿; (5)、采用自动调节装置; (6)、采用直流输电。 在电力系统正常运行中,维持和控制母线电压是调度部门保证电力系统稳定运行的主要和日常工作。维持、控制变电站、发电厂高压母线电压恒定,特别是枢纽厂(站)高压母线电压恒定,相当于输电系统等值分割为若干段,这样每段电气距离将远小于整个输电系统的电气距离,从而保证和提高了电力系统的稳定性。43、提高电力系统的暂态稳定性的措施有哪些?答:提高静态稳定性的措施也可以提高暂态稳定性,不过提高暂态稳定性的措施比提高静态稳定性的措施更多。提高暂态稳定性的措施可分成三大类:一是缩短电气距离,使系统在电气结构上更加紧密;二是减小机械与电磁、负荷与电源的功率或能量的差额并使之达到新的平衡;三是稳定破坏时,为了限制事故进一步扩大而必须采取的措施,如系统解列。提高暂态稳定的具体措施有: (1)、继电保护实现快速切除故障; (2)、线路采用自动重合闸; (3)、采用快速励磁系统; (4)、发电机增加强励倍数; (5)、汽轮机快速关闭汽门; (6)、发电机电气制动; (7)、变压器中性点经小电阻接地; (8)、长线路中间设置开关站; (9)、线路采用强行串联电容器补偿; (10)、采用发电机线路单元结线方式; (11)、实现连锁切机; (12)、采用静止无功补偿装置; (13)、系统设置解列点; (14)、系统稳定破坏后,必要且条件许可时,可以让发电机短期异步运行,尽快投入系统备用电源,然后增加励磁,实现机组再同步。44、引起电力系统异步振荡的主要原因是什么?系统振荡时一般现象是什么?答:引起系统异步振荡的主要原因为: 1) 输电线路输送功率超过极限值造成静态稳定破坏; 2) 电网发生短路故障,切除大容量的发电、输电或变电设备,负荷瞬间发生较大突变等造成电力系统暂态稳定破坏; 3) 环状系统(或并列双回线)突然开环,使两部分系统联系阻抗突然增大,引启动稳定破坏而失去同步; 4) 大容量机组跳闸或失磁,使系统联络线负荷增大或使系统电压严重下降,造成联络线稳定极限降低,易引起稳定破坏; 5) 电源间非同步合闸未能拖入同步。 系统振荡时一般现象: 1)发电机,变压器,线路的电压表,电流表及功率表周期性的剧烈摆动,发电机和变压器发出有节奏的轰鸣声。 2)连接失去同步的发电机或系统的联络线上的电流表和功率表摆动得最大。电压振荡最激烈的地方是系统振荡中心,每一周期约降低至零值一次。随着离振荡中心距离的增加,电压波动逐渐减少。如果联络线的阻抗较大,两侧电厂的电容也很大,则线路两端的电压振荡是较小的。 3)失去同期的电网,虽有电气联系,但仍有频率差出现,送端频率高,受端频率低并略有摆动。45、低频率运行会给电力系统带来哪些危害?答:电力系统低频运行是非常危险的,因为电源与负荷在低频率下重新平衡很不牢固,也就是说稳定性很差,甚至产生频率崩溃,会严重威胁电网的安全运行,并对发电设备和用户造成严重损坏,主要表现为以下几方面:1)引起汽轮机叶片断裂。在运行中,汽轮机叶片由于受不均匀汽流冲击而发生振动。在正常频率运行情况下,汽轮机叶片不发生共振。当低频率运行时,末级叶片可能发生共振或接近于共振,从而使叶片振动应力大大增加,如时间过长,叶片可能损伤甚至断裂。2)使发电机出力降低,频率降低,转速下降,发电机两端的风扇鼓进的风量减小,冷却条件变坏,如果仍维持出力不变,则发电机的温度升高,可能超过绝缘材料的温度允许值,为了使温升不超过允许值,势必要降低发电机出力。3)使发电机机端电压下降。因为频率下降时,会引起机内电势下降而导致电压降低,同时,由于频率降低,使发电机转速降低,同轴励磁电流减小,使发电机的机端电压进一步下降。 4)对厂用电安全运行的影响。当低频运行时,所有厂用交流电动机的转速都相应的下降,因而火电厂的给水泵、风机、磨煤机等辅助设备的出力也将下降,从而影响电厂的出力。其中影响最大的是高压给水泵和磨煤机,由于出力的下降,使电网有功电源更加缺乏,致使频率进一步下降,造成恶性循环。5)对用户的危害:频率下降,将使用户的电动机转速下降,出力降低,从而影响用户产品的质量和产量。另外,频率下降,将引起电钟不准,电气测量仪器误差增大,安全自动装置及继电保护误动作等。46、在电力系统中电抗器的作用有那些?答:电力系统中所采取的电抗器,常见的有串联电抗器和并联电抗器。 串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。 并联电抗器用来吸收电网中的容性无功,如500kV电网中的高压电抗器,500kV变电站中的低压电抗器,都是用来吸收线路充电电容无功的;220kV、110kV、35 kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。 超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能,主要包括: 1) 轻空载或轻负荷线路上的电容效应,以降低工频暂态过电压。 2) 改善长输电线路上的电压分布。 3) 使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动,同时也减轻了线路上的功率损失。 4) 在大机组与系统并列时,降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列。 5) 防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。 6) 当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以加速潜供电流自动熄灭,便于采用单相快速重合闸。47、什么叫谐振过电压?分几种类型?如何防范?答:电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路,在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象,导致系统某些元件出现严重的过电压。谐振过电压分为以下几种:(1) 线性谐振过电压 谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输电线路的电感,变压器的漏感)或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件(如消弧线圈)和系统中的电容元件所组成。 (2) 铁磁谐振过电压 谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器)和系统的电容元件组成。因铁芯电感元件的饱和现象,使回路的电感参数是非线性的,这种含有非线性电感元件的回路在满足一定的谐振条件时,会产生铁磁谐振。 (3) 参数谐振过电压 由电感参数作周期性变化的电感元件(如凸极发电机的同步电抗在Xd Xq间周期变化)和系统电容元件(如空载线路)组成回路,当参数配合时,通过电感的周期性变化,不断向谐振系统输送能量,造成参数谐振过电压。限制谐振过电压的主要措施有: (1) 提高开关动作的同期性 由于许多谐振过电压是在非全相运行条件下引起的,因此提高开关动作的同期性,防止非全相运行,可以有效防止谐振过电压的发生。 (2) 在并联高压电抗器中性点加装小电抗用这个措施可以阻断非全相运行时工频电压传递及串联谐振。 (3) 破坏发电机产生自励磁的条件,防止参数谐振过电压。48、什么叫标幺值和有名值?采用标幺值进行电力系统计算有什么优点?采用标幺值计算时基值体系如何选取?答:有名值是电力系统各物理量及参数的带量纲的数值。标幺值是各物理量及参数的相对值,是不带量纲的数值。标幺值是相对某一基值而言的,同一有名值,当基值选取不一样时,其标幺值也不一样,它们的关系如下:标么值有名值/基值。 电力系统由许多发电机、变压器、线路、负荷等元件组成,它们分别接入不同电压等级的网络中,当用有名值进行潮流及短路计算时,各元件接入点的物理量及参数必须折算成计算点的有名值进行计算,很不方便,也不便于对计算结果进行分析。采用标幺值进行计算时,则不论各元件及计算点位于哪一电压等级的网络中,均可将它们的物理量与参数标幺值直接用来计算。计算结果也可直接进行分析。当某些变压器的变比不是标准值时,只须对变压器等值电路参数进行修正,不影响计算结果按基值体系的基值电压传递到各电压等级进行有名值的换算。 基值体系中只有两个独立的基值量,一个为基值功率,一般取容易记忆及换算的数值,如取100MW、1000MW等,或取该计算网络中某一些发电元件的额定功率。另一个为基值电压,取各级电压的标称值。标称值可以是额定值的1.0、1.05或1.10倍。 如取500/330/220/110kV或525/346.5/231/115.5kV或550/363/242/121kV,其它基值量(电流、阻抗等)可由以上两个基值量算出。49、潮流计算的目的是什么?常用的计算方法有几种?快速分解法的特点及适用条件是什么?答:潮流计算有以下几个目的: (1)在电网规划阶段,通过潮流计算,合理规划电源容量及接入点,合理规划网架,选择无功补偿方案,满足规划水平年的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。 (2)在编制年运行方式时,在预计负荷增长及新设备投运基础上,选择典型方式进行潮流计算,发现电网中薄弱环节,供调度员日常调度控制参考,并对规划、基建部门提出改进网架结构,加快基建进度的建议。 (3)正常检修及特殊运行方式下的潮流计算,用于日运行方式的编制,指导发电厂开机方式,有功、无功调整方案及负荷调整方案,满足线路、变压器热稳定要求及电压质量要求。 (4)预想事故、设备退出运行对静态安全的影响分析及作出预想的运行方式调整方案。 常用的潮流计算方法有:牛顿-拉夫逊法及快速分解法。 快速分解法有两个主要特点: (1)降阶 在潮流计算的修正方程中利用了有功功率主要与节点电压相位有关,无功功率主要与节点电压幅值有关的特点,实现P-Q分解,使系数矩阵由原来的2N2N 阶降为NN阶,N为系统的节点数(不包括缓冲节点)。 (2)因子表固定化 利用了线路两端电压相位差不大的假定,使修正方程系数矩阵元素变为常数,并且就是节点导纳的虚部。 由于以上两个特点,使快速分解法每一次迭代的计算量比牛顿法大大减少。快速分解法只具有一次收敛性,因此要求的迭代次数比牛顿法多,但总体上快速分解法的计算速度仍比牛顿法快。 快速分解法只适用于高压网的潮流计算,对中、低压网,因线路电阻与电抗的比值大,线路两端电压相位差不大的假定已不成立,用快速分解法计算,会出现不收敛问题。主 题：无功电容补偿在低压配电系统中的应用随着国家经济的发展和人民生活水平的提高，大量的居住楼盘、高档商场、宾馆、办公楼等民用建筑在城市中拔地而起，使城市用电量快速增长。但是，在这些民用建筑场所内使用的多为单相电感性负荷，因其自身功率因数较低，在电网中滞后无功功率的比重较大。为保证降低电网中的无功功率，提高功率因数，保证有功功率的充分利用，提高系统的供电效率和电压质量，减少线路损耗，降低配电线路的成本，节约电能，通常在低压供配电系统中装设电容器无功补偿装置。本文主要通过设计工作中所遇到的具体工程对无功自动补偿的方式和安装位置作出了分析和比较。 分相自动补偿的必要性无功自动补偿按性质分为三相电容自动补偿和分相电容自动补偿。三相电容自动补偿适用于三相负载平衡的供配电系统。因三相回路平衡，回路中无功电流相同，所以在补偿时，调节无功功率参数的信号取自三相中的任意一相，根据检测结果，三相同时投切可保证三相电压的质量。三相电容自动补偿适用于有大量的三相用电设备的厂矿企业中。在民用建筑中大量使用的是单相负荷，照明、空调等由于负荷变化的随机性大，容易造成三相负载的严重不平衡，尤其是住宅楼在运行中三相不平衡更为严重。由于调节补偿无功功率的采样信号取自三相中的任意一相，造成未检测的两相要么过补偿，要么欠补偿。如果过补偿，则过补偿相的电压升高，造成控制、保护元件等用电设备因过电压而损坏；如果欠补偿，则补偿相的回路电流增大，线路及断路器等设备由于电流的增加而导致发热被烧坏。这种情况下用传统的三相无功补偿方式，不但不节能，反而浪费资源，难以对系统的无功补偿进行有效补偿，补偿过程中所产生的过、欠补偿等弊端更是对整个电网的正常运行带来了严重的危害。据有关资料介绍，某地综合楼是集商场、银行、办公、车库、宾馆为一体的一类高层建筑，总建筑面积万。主要用电设备有空调机组、水泵、风机及照明灯具等，其中照明灯具均为单相负荷，功率因数在之间。低压有功计算负荷，其中，照明用电有功负荷，其它负荷基本为空调、风机、水泵、电梯等三相负荷。补偿前无功功率，若整体功率因数补偿到，需补偿，补偿后无功功率。原设计采用低压配电室并联电容器组三相集中自动补偿，工程竣工投入使用后，经常出现仪器、灯具等用电设备烧坏或不能正常使用等情况，影响正常经营和工作。经现场测试，发现低压馈线回路三相负荷不平衡，差距很大，电流差异大，最大相电流差为；检测母线电压，三相母线电压有的高达，有的低到。通过分析是三相电容自动补偿造成的结果。对于三相不平衡及单相配电系统采用分相电容自动补偿是解决上述问题的一种较好的办法，其原理是通过调节无功功率参数的信号取自三相中的每一相，根据每相感性负载的大小和功率因数的高低进行相应的补偿，对其它相不产生相互影响，故不会产生欠补偿和过补偿的情况。该装置的控制模块和数据采集模块采用新型单片机和大规模集成电路，开关模块采用大功率晶闸管，实现电容器组的零电压投入和零电流切除，无合闸浪涌电流冲击，无火花和谐波干扰。产品特