《电气设备》一次部分

1、电气设备一次部分第3章 电弧及电气触头的基本理论一填空题：（每空2分）1电弧是一种气体放电，即 现象，它不仅具有只需低电压就能维持稳定燃烧、能量集中、 、 亮度很大的特征， 而且是一束质量很轻、在外力作用下极易 的游离气体。答案：气体导电；温度极高；变形2用开关切断电路时，当电路中的电压不小于 V，电流不小于 mA时，就可能在触头间产生电弧。 答案：1020；801003开关电器触头分断产生电弧的起因是 ，维持电弧稳定燃烧的主要因素是 ，但形成电弧的重要因素是 。答案：热电子发射和强电场发射；热游离；碰撞游离4影响去游离的因素很多，其中的两个因素是 和 。答案：冷却条件；介质特性5在电弧形成过

2、程中，同时存在着两个相互矛盾的过程即 过程，为加速电弧的熄灭，应加强其中的 过程。答案：游离和去游离；去游离6去游离的两种方式是 和 。答案：复合去游离；扩散去游离7要加速去游离过程，使稳定电弧熄灭，就必须设法提高电弧的伏安特性曲线，通常采用的基本手段是 ，重要措施是 ，此外还可以采用 等措施，综合利用上述措施，可构成不同类型的灭弧装置答案：迅速拉长电弧；加强电弧冷却；采用电强度高的介质（或增加气体介质压力）8高压油断路器的主要灭弧方法是利用 灭弧其包含 两种方式。答案：气体或油吹动电弧；纵吹和横吹9影响接触电阻的因素很多，其中的两个因素是 和 。答案：触头材料；接触压力10电气触头的接触电阻

3、是由 和 共同组成的。答案：收缩电阻；表面膜电阻11开关电器触头分断形成电弧的四个游离过程顺序是 。答案：热电子发射强电场发射碰撞游离热游离二判断题：（每题2分）（ ）1在任何安装场所中，可以将铝母线触头与铜母线触头用螺栓连接。答案：F（ ）2接触压力越大，接触电阻越小。答案：T（ ）3开关触头间之所以会产生电弧，根本的内因在于触头本身及触头周围介质中含有大量的自由电子。答案：T（ ）4开关触头间电弧中的游离率大于去游离率，电弧就熄灭。答案：F（ ）5带电质点的复合，就是触头间电弧中正负带电质点(即正离子与电子)重新结合为中性质点。答案：T（ ）6带电质点的扩散，就是触头间电弧中正负带电质点(

4、即正离子与电子)向周围介质扩散。答案：T（ ）7在稳定燃烧的电弧中，游离与去游离作用处于动态平衡状态。答案：T（ ）8触头间的接触电阻与触头间的压力成正比。答案：F三不定项选择题：（每题2分）1利用短弧灭弧原理来灭弧的方法广泛应用于 中。(1)交流低压开关； (2)交流高压开关； (3)交、直流低压开关。答案：(3)2在通常情况下，触头电阻系由 共同组成。(1)触头体电阻、表面膜电阻及收缩电阻； (2)触头体电阻和表面膜电阻；(3)表面膜电阻和收缩电阻； (4)触头体电阻和收缩电阻。答案：(1)3在通常情况下，接触电阻系由 共同组成。(1)触头体电阻、表面膜电阻及收缩电阻； (2)触头体电阻和

5、表面膜电阻；(3)表面膜电阻和收缩电阻； (4)触头体电阻和收缩电阻。答案：(3)4电弧形成后，使电弧得以维持和发展的主要条件是 。(1)电弧电压； (2)电弧电流； (3)介质的热游离。答案：(3)四简答题（每题8分）1简要说明电弧形成和熄灭的物理过程。答案：电弧是导电体，但与金属导电性质不同，它属于气体游离导电。因为触头间隙正常充满着绝缘介质，不能导电，只有游离时使触头间隙弧道中充满了自由电子和正离子时，才具备良好的导电性能。 电弧形成的起因是开关电器的触头开始分离时，由于动、静触头间的接触压力不断下降，接触面积不断减少，使接触电阻迅速增大，接触处的温度急剧升高；另一方面，触头刚分离时，由

6、于触头间的距离极小，即使触头间的电压很小，电场强度也很大。上述两个原因使阴极表面向外发射起始自由电子，这种现象前者称热电子发射而后者称强电场发射。电弧形成的重要因素是从阴极表面发射出来的自由电子，在电场力的作用下向阳极作加速运动且自由行程较大时将获得大的动能，当它与前方中性质点相撞时就能把其撞裂为自由电子和正离子，连续碰撞游离的结果，尤如雪崩一样使触头间隙内充满了自由电子和正离子，这种现象称碰撞游离。此时，间隙具有很大的电导，在外加电压作用下，带电粒子作定向运动形成电流而被击穿形成电弧。电弧形成后，维持其稳定燃烧的主要因素是由于处于弧隙高温下的中性质点产生强烈的热运动，它们之间不断碰撞的结果，

7、又可能发生游离，这种现象称热游离。热游离维持电弧稳定持续燃烧。 在触头间隙产生大量带电粒子的同时，还发生带电粒子消失的相反过程即去游离。去游离有复合和扩散两种形式，当去游离作用比游离作用强时，电弧电流将逐渐减少而使电弧熄灭。2直流电路中，为什么大都采用空气灭弧的开关电器，而不采用油断路器？答案：断开有电感的直流电路，会在电路中产生自感电势，其大小与电流变化速度成正比。如用油断路器断开电路，因其灭弧装置的灭弧能力较强，电弧迅速熄灭，电流极快降为零，此时较大的电流变化率使电路产生很高的自感电势，危及电路和设备的绝缘。因此，直流电路中一般要用灭弧能力不很强的开关。目前多采用在空气中灭弧的开关，如自动

8、空气开关、闸刀开关、接触器等。3为什么高压断路器都采用多个断口？答案：高压断路器每相有两个或多个串联断口，其作用有（1）可使加在每个断口上的电压降低，从而使弧隙的恢复电压降低（2）可以把电弧分割成多个小电弧段，在相等的触头行程下，多断口的电弧比单断口的电弧拉得较长，从而增大弧隙电阻（3）多断口总的分闸速度增加了，介质恢复速度也就增大。这些使断路器有较好的灭弧性能，所以高压断路器采用多个断口。4低压开关利用金属灭弧栅熄灭交流电弧和直流电弧的灭弧原理有什么不同？答案：低压交流电弧的灭弧，是利用电弧电流过零时，每一栅片内的短弧由于近阴极效应作用，立即在阴极附近产生150250V的起始介质电强度。若所

9、有短电弧中阴极的介质电强度的总和，永远大于触头间外加的恢复电压，电弧就不再重燃。这就是以近阴极效应的原理为基础的交流短弧灭弧原理。 低压直流电弧的灭弧，是利用每一栅片内维持短弧燃烧的阴极和阳极电压降的总和大于触头的外加电压，电弧就不能维持，来实现灭弧的。这就是以直流电弧特性为基础的直流短弧灭弧原理。5为什么电气设备的铜铝接头不宜直接连接？答案：以氢为基准，金属物质都有不同的电化序。铝的电化序在氢之前，标准电极电位为1.34V；铜的电化序在氢之后，标准电极电位为0.34V。如把铜和铝用简单的机械方法连接在一起，特别是在潮湿并含盐份的环境中，铜、铝接头就相当于浸泡在电解液中的一对电极，形成电位差为0.34(-1.34)1.68V的原电池。在原电池的作用下，铝会很快丧失电子而被腐蚀掉，从而使电气接头慢慢地松驰，使接触电阻增大。如此恶性循环，直到接头烧毁为止。6为什么许多电气触头表面镀银？答案：银是很好的触头材料。镀银触头加热到100时，AgO被分解；加热到200时，Ag2O被分解；加热到300时，硫化物被分解。银触头上的氧化物因受热分解，自动清除，而使触头接触良好，接触电阻减小。因此，银触头的允许温度可