大工秋《电气工程概论》辅导资料

1、电气工程概论一 主 题：绪论以及第一章第一节开关电器辅导资料 学习时间：2010年10月18日10月24日 内 容： 我们这周主要学习绪论以及第一节开关电器的技术参数；低压断路器（自动开关）；低压控制器；空断路器；六氟化硫断路器；熔断器。希望通过下面的内容能使同学们加深对相关知识的理解。 一、学习要求 通过绪论的学习对电气工程概论这门课程有个总体的了解，对低压断路器（自动开关）；低压控制器；空断路器；六氟化硫断路器；熔断器的概念以及技术参数和使用方法重点掌握。 二、主要内容 绪论 1电气工程的历史和形成 电气工程是研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术，以电工科学中的理论和方法为基础而形成的

2、工程技术称为电气工程。 根据电气工程学科的发展现状，可将其分为相对独立的五个分学科:电力系统及其自动化技术、电机与电器及其控制技术、高电压与绝缘技术、电力电子技术和电工新技术 2电气工程的地位和发展 电气工程学科在国家科技体系中具有特殊的重要地位。 ）是国民经济的一些基本工业（能源、电力、电工制造等）所依靠的技术1科学； 2）是另一些基本工业（交通、铁路、冶金、化工、机械等）必不可少的支持技术； 3）是一些高新技术的重要科技组成部分。 3电气工程的展望 ? 20世纪中叶以来，以电子信息技术为核心的新技术革命正在兴起，冲击着所有传统科学，包括基础科学、技术科学、综合科学，甚至社会科学等在内的广大

3、领域。 ? 有人统计，最近20年中的科技创造和发明超过了过去两千年中创造发明的总和。 ? 在技术科学范围内，不少学科都发生了“旧貌换新颖”的变化，电工学科的巨大变化也十分显著。 第一章电机与电器基础 1.1.1开关电器概述 1 断路器：电力网正常工作和发生故障时关合和开断电路。 2 隔离开关：将高压设备与电源隔离，以保证检修工作人员的安全。 3 熔断器：电路发生故障或短路时,依靠熔件的熔断来开断电路。 4 低压控制电器：接通和分断低压交、直流的控制电路。 （二）开关电器技术参数 1 额定电压：额定电压是指开关电器设计时所采用的标称电压。 额定电流：开关电器在额定频率下能长期通过而各个金属部分和

4、绝缘部2 分的温升不超过长期工作时最大容许温升的最大标称电流。 3 额定短时耐受电流：额定短时耐受电流是高压开关电器在规定时间内能够通过而其温升不超过规定条件的最大标称电流，主要反映开关电器承受短路电流热效应的能力。 4 额定峰值耐受电流：额定峰值耐受电流是指开关电器在规定条件下能够通过，而不发生机械损坏的最大标称电流，主要反映开关电器承受短路电流电动力效应的能力。 1.1.2低压断路器 （一）低压断路器概述 低压断路器主要用于配电线路和电气设备的过载、欠压、失压和短路保护，常在低压大功率电路中作为主控电器。按电源类型分为交流式和直流式低压断路器，按结构可分为万能式和装置式低压断路器。 （二）

5、低压断路器的选择要点 （1）额定工作电压不小于线路额定电压。 （2）额定电流不小于线路计算负载电流。 （3）额定短路通断能力不小于线路中可能出现的最大短路电流。 （4）线路末端单相对地短路电流不小于1.5倍断路器脱扣器整定电流。 （5）欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压；按使用场合的需要来确定是否需要带延时。 ）注意断路器接触方向，母联断路器应选用可在下方进线的断路器。6（7）注意与其他电器的配合协调，各级断路器的过电流脱扣器整定值和延时应符合选择性配合要求。 8）电动机保护断路器的瞬时动作电流应考虑电动机的启动条件（电动机的种类、启动电流倍数和时间）。 （三）断路器额定电流的确定 断路器壳

6、架等级额定电流（指塑壳或框架中所能装的最大过流脱扣器的额定电流）和断路器额定电流（过电流脱扣器额定电流）可确定为： III为线路的计算负载电流；为断路器壳架等级的额定电流；式中N.ORN.QFca为过电流脱扣器的额定电流。 1.1.3低压控制电器 （一）低压接触器概述 低压接触器是电气传动和自动控制系统中应用最广的一种电器，适用于远距离频繁的接通和分断交、直流主电路及大容量控制电路，其主要控制对象是电动机，也可用于控制照明设备、电焊机、电容器、电热设备等负载。 （二）低压接触器的选用 1、控制电动机负载 2、控制非电动机负载 ）控制电热设备1（ （2）控制电容器 （3）控制变压器 （4）控制照

7、明装置 （5）控制电磁铁 （三）控制继电器概述 电磁式控制继电器是根据电磁吸合和释放原理而动作的继电器。常见的电磁式控制继电器有通用（电压、电流）继电器、中间继电器、时间继电器、热过载继电器等。 1.1.4真空断路器 一）真空断路器概述 利用真空作为触头间的绝缘与灭弧介质的断路器称为真空断路器。 （二）真空断路器的触头 1 圆盘形触头 圆盘形触头目前只用于开断电流要求不大的真空负荷开关和真空接触器上。 2 横向磁场触头 横向磁场就是与弧柱轴线相垂直的磁场，它与电弧电流产生的电磁力能使电弧在电极表面运动，防止电弧停留在某一点上，延缓阳极斑点的产生，提高 了开断能力。 3 纵向磁场触头 在同样触头

8、直径的情况下，纵向磁场触头能够开断的电流最大。 4 触头材料 触头材料除了要求具有一定的导电、导热和机械性能外，还必须具备下述要求： （1）耐弧性能好。真空断路器的特点是不需检修，因此要求触头能够耐受少则812次，多则3050次开合额定短路电流时对触头的烧损，还要求具有开合几千上万次额定电流的能力。 （2）截断电流小。真空断路器使用中的一个严重问题是截流过电压高，往往使被控制的电器设备的绝缘受到损坏，降低这种过电压的有效措施是减小截断电流值，而截流值的大小与触头材料有关。 （3）抗熔焊性能好。 （4）含气量低。放气量太多会影响灭弧室的真空度，放气量的多少取决于材料的性质。 （三）真空灭弧室的基

9、本结构 真空灭弧室主要由以下部件组成： 1 绝缘外壳 2 屏蔽罩 波纹管3 4 动、静触头 1 绝缘外壳 2 屏蔽罩 1）主屏蔽罩作用 （1）有效地防止金属蒸气喷溅到绝缘外壳的内表面，避免内表面绝缘性能下降。 （2）屏蔽罩可使交流电流过零时，灭弧室内剩余的金属蒸气和导电粒子径向快速地扩散到屏蔽罩上冷却、复合和凝结，有利于电流过零后弧隙介质强度的提高。 （3）提高触头间绝缘强度。 2）主屏蔽罩分类 （1）固定电位式。 （2）悬浮电位式。 3 波纹管 （1）液压成形波纹管。长度有限，最大压缩行程为自由长度的2030，寿命数万次。 （2）薄片焊接成形波纹管。长度任意，最大压缩行程可达自由长度的60，

10、寿命几百万次。 1.1.5、六氟化硫断路器 （一）六氟化硫断路器概述 六氟化硫（SF）断路器是利用SF气体作绝缘与灭弧介质的断路器。 66优点：与油断路器比较，SF6断路器具有断流能力强，灭弧速度快，电绝缘性能好，检修周期长的优点。比较适于频繁操作，而且没有燃烧爆炸的危险。 缺点：要求断路器加工精度很高，密封性能要求很严，因此价格比较昂贵。 （二）双压式SF断路器 6 （三）单压式SF断路器 6 与双压式SF断路器相比，单压式SF断路器具有结构简单和开断电流大66的特点。 （四）自能式气自吹SF断路器 6 灭弧室的压力变化特性曲线 1.1.6、熔断器 （一）熔断器概述 电路中通过短路电流或长期

11、过负载电流时，利用熔体本身产生的热量将自 己熔断，从而切断电路，达到保护电气设备和载流导体的目的。熔断器按电压可分为高压熔断器和低压熔断器；按装设地点可分为户内式和户外式；按结构可分为螺旋式、插片式和管式；此外，还可分为限流式和无限流式等。 熔断器的基本结构由金属熔体、支持熔体的触头和外壳组成。 （二）熔断器的安秒特性 熔体的熔断时间与通过的电流的关系称为熔断器的安秒特性。 （三）熔断器过电压 高压熔断器的额定电压必须大于或等于电网的额定电压。对于充填石英砂限流的熔断器，在电流达最大值之前就将电流截断而产生过电压，这将对电气设备造成威胁。过电压倍数与电路的参数、熔体的长度有关。 三、重要考点 简答题 1根据电气工程学科的发展现状，可将其分为相对独立的哪几个个分学科？ 2简述高压电气设备和低压电器设备的定义。