电抗器专业知识解释

1、1.什么叫闪络放电？在高电压作用下，气体或液体介质沿绝缘表面发生的破坏性放电。其放电时的电压称为闪络电压。发生闪络后，电极间的电压迅速下降到零或接近于零。闪络通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭化，损坏表面绝缘.沿绝缘体表面的放电叫闪络。而沿绝缘体内部的放电则称为是击穿。沿面放电：沿绝缘子和空气的分界面上发生的放电现象闪络：沿面放电发展到贯穿性的空气击穿称为闪络 污秽闪络是发电厂、变电所中带电设备的瓷件和绝缘子，或电力线路上的绝缘子表面上逐渐沉积的一些污秽物质而引起的。在干燥的条件下，这些污秽物质往往对运行的危害并不显著，但在一定湿度条件下，这些污秽物质溶解在水分中，形成电解质的覆盖膜，

2、或是有导电性质的化学气体包围着瓷件和绝缘子，使瓷件和绝缘子的绝缘性能大大降低，致使表面泄漏电流增加，当泄漏电流达到一定数值时，导致闪络事故发生。电晕现象就是带电体表面在气体或液体介质中局部放电的现象，常发生在不均匀电场中电场强度很高的区域内（例如高压导线的周围，带电体的尖端附近）。其特点为：出现与日晕相似的光层，发出嗤嗤的声音，产生臭氧、氧化氮等。 2.什么叫系统过电压、过电流？过电压 overvoltage过电压是指工频下交流电压均方根值升高，超过额定值的10%，并且持续时间大与1分钟的长时间电压变动现象；过电压的出现通常是负荷投切的结果，例如：切断某一大容量负荷或向电容器组增能（无功补偿过

3、剩导致的过电压）。工频过电压就是频率为50Hz的过电压，区别于谐振、操作、雷电过电压。工频过电压的形成，主要是以下原因：1.空载长线路的电容效应；2.不对称短路引起的非故障相电压升高；3.甩负荷引起的工频电压升高。拓展部分电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压升高。属于电力系统中的一种电磁扰动现象。电工设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。研究各种过电压的起因，预测其幅值，并采取措施加以限制，是确定电力系统绝缘配合的前提，对于电工设备制造和电力系统运行都具有重要意义。过电压分外过电压和内过电压两大类。外过电压 又称雷电

4、过电压、大气过电压。由大气中的雷云对地面放电而引起的。分直击雷过电压和感应雷过电压两种。雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性，故常称为雷电冲击波。直击雷过电压是雷闪直接击中电工设备导电部分时所出现的过电压。雷闪击中带电的导体 ，如架空输电线路导线，称为直接雷击。雷闪击中正常情况下处于接地状态的导体，如输电线路铁塔，使其电位升高以后又对带电的导体放电称为反击。直击雷过电压幅值可达上百万伏，会破坏电工设施绝缘，引起短路接地故障。感应雷过电压是雷闪击中电工设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电工设备（包括二次设备、通信设备）上感应出的过电压。因此，架空输

5、电线路需架设避雷线和接地装置等进行防护。通常用线路耐雷水平和雷击跳闸率表示输电线路的防雷能力。内过电压 电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压。有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压 ，又称工频电压升高。常见的有：空载长线电容效应（费兰梯效应）。在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高。不对称短路接地。三相输电线路a相短路接地故障时 ，b、c 相上的电压会升高。甩负荷过电压，输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自

6、动调节而引起的过电压。操作过电压是由于进行断路器操作或发生突然短路而引起的衰减较快持续时间较短的过电压，常见的有：空载线路合闸和重合闸过电压。切除空载线路过电压。切断空载变压器过电压。弧光接地过电压。谐振过电压是电力系统中电感、电容等储能元件在某些接线方式下与电源频率发生谐振所造成的过电压。一般按起因分为：线性谐振过电压。铁磁谐振过电压。参量谐振过电压。工频过电压就是频率为50Hz的过电压，区别于谐振、操作、雷电过电压。工频过电压的形成，主要是以下原因：1.空载长线路的电容效应；2.不对称短路引起的非故障相电压升高；3.甩负荷引起的工频电压升高。3.滤波装置和补偿装置分别指什么？为什么要进行无

7、功补偿 负载需要的大量无功是从哪提供的呢？这些负载所需要的无功功率是由发电厂提供的，也就是说发电机在工作时会向系统提供有功电能，同时对有无功需要的负载提供相应的无功电能。发电机运行时必须要满足无功功率输出。当系统中无功功率需求增大时，如果不在系统人为地安装无功补偿装置，发电厂要通过调相的方式来加大无功功率输出，由于发电机的容量是一定的，那么就势必要减少有功功率的输出量，也就是为满足用电负荷无功功率的需求，降低发电机的有功功率输出能力；为满足用电质量的要求，发电机、供电线路和变压器的容量需增大，这样不仅增加供电投资、耗费资源、降低设备利用率，也将增加输、配电网络的有功电能的损耗。为了消除上述的弊

8、端，我们在供电系统中负载需要无功较大的点投入相应的电容器来为感性负载提供无功功率，这样就极大的减轻了发电厂的无功供给压力，使无功功率就地提供，减少了无功电流在庞大电力网络中流动产生的有功损耗，并降低了用电户的变压器有功损耗。用户装设无功补偿装置，并随其负荷和电压变动及时投入或切除电容器，同时用户的功率因数达到相应的标准，避免供电部门加收力率电费，补偿到位的，还有奖励电费。因此，无论对供电部门还是用电部门，对无功功率进行自动补偿以提高功率因数，对节约电能、提高电能质量、降低用电部门的用电费用都具有非常重要的意义。 无功功率的定义 国际电工委员会给出的无功功率的定义为：电压与无功电流的成积。 QC

9、=U×IC 其物理意义为：电路中电感元件与电容元件活动所需的功率交换称为无功功率。4.谐振通常指的是什么？谐振的现象是电流增大和电压减小，越接近谐振中心，电流表电压表功率表转动变化快，但是和短路得区别是不会出现零序量。谐振电路在谐振时的特性有1 谐振阻抗Z0为纯电阻，其值为最小，即Z0=R。2 电流与电源电压同相位，即=u-i=0。3 电流的模达到最大值，即I=I0=US/R0 ，I0称为谐振电流。4 L和C两端均可能出现高电压，即UL0=I0XL0=US/RXL0=QUSUC0=I0XC0=US/R XC0=QUS谐振电路都有一个特点，容抗等于感抗，电路呈阻性：那么就有L=1/C因

10、为LC都是有知条件，那么可以把谐振的频率点算出来。品质因数Q=L/R，所谓品质因数如果为28,那么并联的谐振电路就是电流减少了28倍;如果是串联的谐振电路,那么就是电压增加了28倍。那么现在串联谐振点下的电压为施加的电压乘以品质因数。如果已知条件告诉你的施加电压为峰值,那么就直接相乘;如果已知条件告诉你的施加电压为有效值,那么还需要将算出来的电压再乘以1.414得出峰值。 电路谐振含有电感线圈和电容器的无源（指不含独立电源）线性时不变电路在某个特定频率的外加电源作用下，对外呈纯电阻性质的现象。这一特定频率即为该电路的谐振频率。以谐振为主要工作状态的电路称谐振电路。无线电设备都用谐振电路完成调谐

11、、滤波等功能。电力系统则需防止谐振以免引起过电流、过电压。所谓谐振，按电路理论，它是正弦电压加在理想的(无寄生电阻)电感或电容串联电路上。当正弦频率为某一值时，容抗与感抗相等，电路的阻抗为零，电路电流达到无穷大；如果正弦电压加在电感和电容并联电路上，当正弦电压频率为某一值时，电路的总导纳(导纳是阻抗的倒数)为零,电感、电容元件上电压为无穷大。前者称为串联谐振，后者称为并联谐振。用公式表示为：Z=R+j(XL-XC) 其中，Z为阻抗，R为电阻，XL-XC=X为感抗+容抗=电抗。从公式中间可以清晰的看出：当感抗XL与容抗XC相等的时候，Z中间只包含实分量R，即纯电阻。此时即为谐振。 5.什么是温升

12、？导体通流后产生电流热效应,随着时间的推移, 导体表面的温度不断地上升直至稳定。稳定的条件是在3个小时内前后温差不超过2，此时测得导体表面的温度为此导体的最终温度，温度的单位为度（）。上升的温度中超过周围空气的温度（环境温度）的这一部分温度称为温升，温升的单位为开氏（K）。有些关于温升方面的文章和试验报告及试题中，经常把温升的单位写成（），单位用度（）来表示温升是不妥当的。如：电动机温度是指电动机各部分实际发热温度,它对电动机的绝缘材影响很大,温度过高会使绝缘老化缩短电动机寿命,甚至导致绝缘破坏.为使绝缘不致老化和破坏,对电动机绕组等各部分温度作了一不定期的限制,这个温度限制就是电动机的允许温

13、度.电动机的各部温度的高低还与外界条件有关,温升就是电动机温度比周围环境温度高出的数值.T2-T1式中 -温升T1-实际冷却状态下的绕组温度(即环境温度,室温不允许超过40);T2-发热状态下绕组温度. 温升是指电动机在额定运行状态下,定子绕组的温度高出环境温度的数值(环境温度规定为35或40以下,如果铭牌上未标出具体数值,则为40)6.温升限制75k中k指的什么？温升1K=1，严格上来讲，这个单位是用来表示一个固定温度的，比如说0，表示温升时严格地说应该用K。是习惯用法。 例如： A，外壳温升小于45K B，外壳温升小于45 这两句话是不同的，如果环境温度是25，那么A的意思是温度小于70（

14、25+45）都是在正常范围内的；B表示温度小于45都是在正常范围内的，温升只有15K。 如果环境温度是45，那么A的意思是温度小于90（45+45）都是在正常范围内的；B表示温度小于45都是在正常范围内的，温升为0K。 K是一个变量的单位，而是一个常量的单位。7.容性无功和感性无功的区别？（1）感性无功功率在用电设备中，凡是用绕组和磁铁组成的，在交流电路中产生电和磁交变的功能。在能量转换过程中，有部分磁能仍回复到电能，那部分电流没有消耗有功功率，称为感性无功功率。在电感性负载的电路中，电流滞后电压一个角度，cos称为功率因数。（2） 容性无功功率在电容器二块极板间产生充放电，电容电流不消耗有功

15、功率，这个电流引起的功率称为容性无功功率。在电容性负载的电路中，电流超前电压一个角度，cos也称为功率因数。因此容性无功功率可以抵消感性无功功率而提高功率因数。（3）无功功率补偿的原理在交流电路中，纯电阻负载电流IR与电压U同相位；纯电感负载电流IL滞后电压纯电容负载电流IC则超前于电压。也就是说纯电感和纯电容中的电流相位差为，可互相抵消，所以在电源向负载供电时，感性负载向外释放的能量由并联电容器将能量储存起来；当感性负载需要能量时，再由电容将能量释放出来。这样感性负载所需要的无功功率可就地解决，减少负载与电源间能量交换的规模，减少损耗.无功功率补偿的基本原理是把具有容性功率负荷的装置与感性功

16、率负荷并联接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本原理。8.涡流？什么是涡流损耗？ 涡流产生原因：当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流。如果用图表示这样的感应电流，看起来就象水中的旋涡，所以我们把它叫做涡电流。 电磁感应作用在导体内部感生的电流。又称为傅科电流。导体在磁场中运动，或者导体静止但有着随时间变化的磁场，或者两种情况同时出现

17、，都可以造成磁力线与导体的相对切割。按照电磁感应定律，在导体中就产生感应电动势，从而驱动电流。这样引起的电流在导体中的分布随着导体的表面形状和磁通的分布而不同，其路径往往有如水中的漩涡，因此称为涡流。导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，因涡流而导致能量损耗称为涡流损耗。涡流损耗的大小与磁场的变化方式 、导 体的运动 、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。涡流损耗的计算需根据导体中的电磁场的方程式，结合具体问题的上述诸因素进行。电动机，变压器的线圈都绕在铁心上。线圈中流过变化的电流，在铁心中产生的涡流使铁心发热，浪费了能量，还可能损坏电器。因此，我们要想办法减小涡流。途

18、径之一是增大铁心材料的电阻率，常用的铁心材料是硅钢。如果我们仔细观察发电机、电动机、和变压器，就可以看到，它们的铁心都不是整块金属，而是用许多薄的硅钢片叠合而成。为什么这样呢？原来，把块装金属置于随时间变化的磁场中或让它在磁场中运动时，金属块内将产生感应电流。这种电流在金属块内自成闭合回路，很像水的漩涡，因此叫做涡电流简称涡流。整块金属的电阻很小，所以涡流常常很强。如变压器的铁心，当交变电流穿过导线，时穿过铁心的磁通量不断随时间变化，它在副边产生感应电动势，同时也在铁心中产生感应电动势，从而产生涡流。这些涡流使铁心大量发热，浪费大量的电能，效率很低。但涡流也是可以利用的，在感应加热装置中，利用

19、涡流可对金属工件进行热处理。大块的导体在磁场中运动或处在变化的磁场中，都要产生感应电动势，形成涡流，引起较大的涡流损耗。为减少涡流损耗，交流电机、电器中广泛采用表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物的薄硅钢片叠压制成的铁心，这样涡流被限制在狭窄的薄片之内，磁通穿过薄片的狭窄截面时，这些回路中的净电动势较小，回路的长度较大，回路的电阻很大，涡流大为减弱。再由于这种薄片材料的电阻率大（硅钢的涡流损失只有只有普通钢的1/5至1/4），从而使涡流损失大大降低。 另一方面，利用涡流作用可以做成一些感应加热的设备，或用以减少运动部件振荡的阻尼器件等。涡流的害处：当交流电流通过导线时，在导线周围会产生交变的磁场。

20、交变磁场中的整块导体的内部会产生感应电流，由于这种感应电流在整块导体内部自成闭合回路，很像水的旋涡，所以称作涡流。涡流不但会白白损耗电能，使用电设备效率降低，而且会造成用电器（如变压器铁芯）发热，严重时将影响设备正常运行。 涡流损耗导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，因涡流而导致的能量损耗。涡流是上述情况下导体内的感生的电流。这种电流在导体中形成一圈圈闭合的电流线，称为涡流（又称傅科电流）。 涡流损耗的大小与磁场的变化方式、导体的运动、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。涡流损耗的计算需根据导体中的电磁场的方程式，结合具体问题的上述诸因素进行。 置于随时间变化的磁场中

21、的导体内，也会产生涡流，如变压器的铁心，其中有随时间变化的磁通，它在副边产生感应电动势，同时也在铁心中产生感应电动势，从而产生涡流。这些涡流使铁心发热，消耗电能，这是不希望有的。但在感应加热装置中，利用涡流可对金属工件进行热处理。 大块的导体在磁场中运动或处在变化的磁场中，都要产生感应电动势,形成涡流,引起较大的涡流损耗。为减少涡流损耗，常将铁心用许多铁磁导体薄片（例如硅钢片）叠成，这些薄片表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。磁通穿过薄片的狭窄截面时，涡流被限制在沿各片中的一些狭小回路流过，这些回路中的净电动势较小，回路的长度较大，再由于这种薄片材料的电阻率大，这样就可以显著地减小涡流损耗。所以

22、，交流电机、电器中广泛采用叠片铁心。9.爬电距离？安全距离包括电气间隙（空间距离），爬电距离（沿面距离）和绝缘穿透距离1、电气间隙：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。2、爬电距离：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离。 爬电1、爬电现象在绝缘材料的性能降低时受天气等外界因素如空气湿度大,接连阴天霉雨季节,潮湿环境等使得带电金属部位与绝缘材料产生象水纹样电弧沿着外皮爬的现象，也有点象闪电一样. 2、爬电原理两极之间的绝缘体表面有轻微的放电现象，造成绝缘体的表面（一般）呈树枝状或是树叶的经络状放电痕迹，一般这种放电痕迹不是连通两极的，放电一般不

23、是连续的，只是在特定条件下发生，如天气潮湿、绝缘体表面有污秽、灰尘等，时间长了会导致绝缘损坏。 3、引起爬电现象的原因绝缘部分表面附着污秽，使绝缘部分绝缘强度下降，在空气潮湿发生爬电。 4、爬电的本质绝缘表面电压分布不均匀，造成局部放电。 5、发生爬电的环境发生爬电时电弧的长度受污秽的面积大小、空气湿度、电压高低因素影响。 在电缆的绝缘部分，绝缘材料的绝缘强度、防污秽附着、加长绝缘“距离”等性能会对爬电现象有影响 1、定义两个导电部件之间,或一个导电部件与设备及易接触表面之间沿绝缘材料表面测量的最短空间距离.沿绝缘表面放电的距离即泄漏距离也称爬电距离，简称爬距。 爬距=表面距离/系统最高电压.

24、根据污秽程度不同, 爬的意思，可以看做一个蚂蚁从一个带电体走到令一个带电体的必须经过最短的路程，就是爬电距离。电气间隙，是一个带翅膀的蚂蚁，飞的最短距离。爬电比距的定义：电力设备外绝缘的爬电距离与设备最高工作电压有效值之比，单位为mm/kV。 现行的有关行业标准规定了高压开关设备外绝缘公称爬电比距应用系数,其中相间爬电比距应用系数为(3).10.线性度？线性，指量与量之间按比例、成直线的关系，在空间和时间上代表规则和光滑的运动；而非线性则指不按比例、不成直线的关系，代表不规则的运动和突变。如问：两个眼睛的视敏度是一个眼睛的几倍？很容易想到的是两倍，可实际是 610倍！这就是非线性：11不等于2

25、。 非线性关系虽然千变万化，但还是具有某些不同于线性关系的共性。线性关系是互不相干的独立关系，而非线性则是相互作用，而正是这种相互作用，使得整体不再是简单地等于部分之和，而可能出现不同于"线性叠加"的增益或亏损。 11.磁饱和？磁饱和是一种磁性材料的物理特性，磁饱和产生后，在有些场合是有害的，但有些场合有时有益的。比方磁饱和稳压器，就是利用铁心的磁饱和特性达到稳定电压的目的的。电源变压器，如果加上的电压大大超过额定电压，则电流剧增，变压器很快就会发热烧毁。 假定有一个电磁铁，通上一个单位电流的时候，产生的磁场强度是1，电流增加到2的时候，磁场强度会增加到2.3，电流是5的时

26、候，磁场强度是7，但是电流到6的时候，磁场强度还是7，如果进一步增加电流，磁场强度都是7不再增加了，这时就说，电磁铁产生了磁饱和。 有磁芯的电感器有磁饱和问题, 在电感器中加铁氧体或其他导磁材料的磁芯, 可以利用其高导磁率的特点, 增大电感量减少匝数减小体积和提高效率. 但是由于导磁材料物理结构的限制, 通过的磁通量是不可以无限增大. 通过一定体积导磁材料的磁通量大到一定数量将不再增加, 不管你再增加电流或匝数, 就达到磁饱和了. 尤其在有直流电流的回路中, 如果其直流电流已经使磁芯饱和, 电流中的交流分量将不能再引起磁通量的变化. 电感器就失去了作用.12.合闸涌流？合闸涌流即：合闸的过程中

27、，电压从零突变上升，du/dt引起脉冲，以及摩擦产生的火花都可以引起涌流。 (电容器和电源电感结合构成并联谐振电路，在谐振的情况下，谐波被放大，最终的电压会大大高于电压的额定值导致电容器损坏） 13.品质因数？ 品质因数(Q因数) quality factor 电学和磁学的量。表征一个储能器件(如电感线圈、电容等)、谐振电路所储能量同每周损耗能量之比的一种质量指标。元件的Q值愈大,用该元件组成的电路或网络的选择性愈佳。电抗元件的Q值等于它的电抗同等效串联电阻的比值。对于无辐射系统,如Z=R+jX,则Q =|X|/R。SI单位:1(一)。 Q=无功功率/有功功率 谐振回路的品质因数为谐振回路的特

28、性阻抗与回路电阻之比。14.电抗器龟裂？龟裂也称网裂，裂缝与裂缝连接成龟甲纹状的不规则裂缝，且其短边长度不大于40CM者。在路面纵向有平行密集的裂缝，虽未成网，但其距离不大于30CM者，都属龟裂，裂缝测定以面积计。龟裂一般用在土地龟裂，皮肤龟裂上。 15.短时电流是什么？额定短时耐受电流又称额定热稳定电流，等于额定短路开断电流；额定峰值耐受电流又称额定动稳定电流，是指断路器在合闸位置所能耐受的额定短时耐受电流第一个大半波的峰值电流，等于额定短时关合电流，是额定短路开断电流的2.55倍；16.浪涌电流?浪涌电流是指电网中出现的短时间象“浪”一样的高电压引起的大电流。当某些大容量的电气设备接通或断

29、开时间，由于电网中存在电感，将在电网产生“浪涌电压”，从而引发浪涌电流。浪涌电流指电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。由于输入滤波电容迅速充电， 所以该峰值电流远远大于稳态输入电流。电源应该限制AC开关、整流桥、保险丝、EMI滤波器件能承受的浪涌水平。反复开关环路，AC输入电压不应损坏电源或者导致保险丝烧断。 浪涌电流也指由于电路异常情况引起的使结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流。17.电抗率是如何定义的？ 进行无功补偿或进行滤波的电容器组上，为了减少合闸涌流和滤除谐波，大多在电容器组中串联一组电抗器，这个串联电抗器的电抗值与电容器组的容抗值之比就是该组电容器装置的电抗率。 18.匝

30、间击穿？ 绕组匝间绝缘被击穿，19.什么是闪变？ 电压波动造成灯光照度不稳定（灯光闪烁）的人眼视感反应称为闪变，换言之，闪变反映了电压波动引起的灯光闪烁对人视感产生的影响；电压闪变是电压波动引起的结果，它不属于电磁现象。 引起电压升降的原因有短路，无功补偿，功率冲击性波动负荷。由于波动性负荷功率因素低，无功变化量也相对较大，且其功率变化过程快，所以认为波动性负荷是主要原因。如轧钢机，绞车，电动机，炼钢电弧炉。 负荷中有功率冲击性波动负荷时，其在2-3个电压周期内向电网输送无功，又在接下来的2-3个电压周期内吸收电网无功，时间很短，实际上SVC名副其实，达到了了同步调相机一样好的特性曲线，能够很好的抑制闪变。 如果抑制效果不好，还要考虑到SVC接入点，测量点，波动性负荷的电器位置，如果补偿接入点离波动性负荷相对远，而你又是在波动负荷附近观察电压，即使补偿点电压保持稳定，那你那里观察到的电压也是波动的。 （ 闪变是电压峰值的波动（频率在8.8Hz左右,幅度道达到10%时）作用白炽灯上对人的视觉产生感官上的影响，人们习惯把闪变称作电压闪变，所以电压闪变是照度波动主观反应，非电气特性，属于