电器学-经典课件

电器学大连理工大学电气工程系董恩源绪论第一节电器的用途与分类电器的定义：在电力系统中，用来对电网、电机及其他设备进行转换、控制、保护和调节的各种设备的统称。按职能分：开关电器〔如刀开关、上下压断路器等〕、控制电器〔继电器、接触器等〕、调节电器〔起动器、电压调节器等〕。按电压等级分：高压电器〔高压断路器、电抗器、高压互感器等〕、低压电器〔低压断路器、接触器、继电器、刀开关等〕。按元件与系统的关系分：配电电器〔断路器、隔离开关、刀开关、熔断器等〕、控制电器〔接触器、继电器、起动器等〕。按操作方式分：手动电器和自动电器。按使用场合分：工业电器、矿用电器、船用电器、航空航天电器、牵引电器等。绪论第二节电器在电力系统中的作用电器在电力系统及电力传输中扮演着不可或缺的重要作用。随着电力系统的容量的不断提高，对电器的需求量及技术需要也越来越高。GTVTVTUQFQSTAFUFL10kV220kVQFQSMMFRKMFUQFQFQSTMG－发电机QF－断路器QS－隔离开关TA－电流互感器FU－熔断器F－避雷器TU－升压变压器TM－降压变压器FR－热继电器KM－接触器绪论第三节电力系统对电器的要求、电器的主要参数及正常工作条件在电力系统中高压与低压区分：凡额定电压为3kV及以上的系统称为高压电力系统;而额定电压为交流1200V及以下和直流1500V及以下的系统称为低压电力系统。一.电力系统对电器的要求1)平安可靠的绝缘;2)必要的载流能力;3)较高的通断能力;4)良好的机械性能;5)必要的电寿命;6)完善的保护功能。绪论第三节电力系统对电器的要求、电器的主要参数及正常工作条件二.电器正常工作的条件1)周围环境温度高压：户外：-30˚C－+40˚C

户内：-5˚C－+40˚C低压：-5˚C－+40˚C2)海拔高度影响耐压、灭弧等3)相对温度金属生锈，导致绝缘下降等4)其他条件污染、振动、风霜雨雪等绪论第四节电器的开展特点电器的开展特点：一.提高电器的技术参数额定电压、电流、通断能力、可靠性、电寿命等二.提高电器的经济性能三.开展和使用新材料、新工艺、半导体应用等四.加强根底理论和应用新技术的研究1.电器的发热和电动力理论2.电接触理论的研究3.电弧理论4.电磁机构的研究5.电器试验技术第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第一节电器中的根本热源电器中的根本热源一.导体通过电流时的能量损耗〔当电流流过铜线时一般称为铜损〕当导体中通以交流电时，由于电流在导体内的分布不均匀，将导致其能量损耗增大，主要表达在以下两种效应。集肤效应：当导线通以交变电流时，越接近导体外表，电流密度值越大，相位越超前。邻近效应：当构成回路的二平行导线通过交变电流时，其磁场间的相互作用会使导线截面内的电流密度分布不均匀。邻近效应使得电流同向时导体内电流相斥;电流异向时导体内电流相吸引。集肤效应和邻近效应也是交流传输引起附加损耗的表现。第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第一节电器中的根本热源二.非载流铁磁质零部件的损耗〔通常称为铁损〕包括磁滞损耗和涡流损耗•铁损与电源的频率、铁磁材料的密度、磁滞损耗系数和涡流损耗系数等有关。•铁损一般可从提供的产品样册中查得。三.电介质损耗交变电磁场会在绝缘层内产生电介质损耗介质损耗角是在交变电场下，电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角〔即功率向量角ф〕的余角δ，简称介损角。第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第二节电器的允许温度和温升电器中损耗的能量一局部用来加热电器，使之升温;另一局部那么散失在周围介质中。温度的升高会使电气绝缘破坏，或使电接触外表发生氧化等化学反响。

表1-1电气绝缘材料的耐热等级耐热等级极限温度

/℃属该耐热等级的绝缘材料示例

Y

90未浸渍的棉花、丝及纸等材料或其组合形成的绝缘结构

A

105浸渍过或浸在液态电介质中的棉纱、丝及纸等材料或其组合物形成的绝缘结构

E

120合成有机薄膜、合成有机磁漆等材料或其组合物形成的绝缘结构

B

130以适当的树脂粘合或浸渍、覆盖后的云母、玻璃纤维、石棉等，以及其他无机材料、适当的有机材料或其组合物形成的绝缘结构

F

155

H

180以硅有机树脂粘合、浸渍或涂覆后的云母、玻璃纤维及石棉等材料或其组合物形成的绝缘材料

C

﹥180以适当的树脂（如热稳定性特别优良的硅有机树脂）粘合、浸渍或涂覆后的云母、玻璃纤维等，以及未经浸渍处理的云母、陶瓷、石英等材料或其组合物形成的绝缘结构（C级绝缘材料的极限温度应根据不同的物理、机械、化学和电气性能来确定）第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第二节电器的允许温度和温升温升：电器零部件温度与周围介质温度之差，是用来考核电器质量的指标。我国规定统一的环境温度为35˚C。局部截流导体的短时允许温度：热稳定性：电器能够短时承受短路电流的热效应而不致损坏的能力。

表1-2短路时的短时允许温度载流部件极限允许温度/℃铜黄铜铝钢未绝缘体300

300200400包绝缘体

Y级200200200200未绝缘体

A级250250200250包绝缘体B、C级300300200400第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第三节电器的散热与综合散热系数电器的散热形式有三种：热传导，对流和热辐射。一.热传导触头的热量主要由触头向外传导，由联接端子、导线等散热。二.对流气体或液体流动进行散热。对于电器来说，主要表现在断路器等开关开断后灭弧用。三.热辐射真空电器中有一定比例的热辐射。四.综合散热系数综合三种散热方式，用综合散热系数KT来表征电器的散热能力。它表示每1m²发热面与周围介质的温差为1K时，向周围介质散出的功率，其单位为W/(m²•K)。KT：发热体和周围介质的温度对其影响较小。表1-3综合散热系数值散热表面及其状况备注直径为1～6cm的水平圆筒或圆棒

9～13直径小者取大的系数值窄边竖立的紫铜质扁平母线

6～9涂覆有绝缘漆的铸铁件或铜件表面

10～14浸没在油箱内的瓷质圆柱体

50～150第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第四节电器的发热计算与牛顿公式电器热源的热平衡方程：第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第四节电器的发热计算与牛顿公式电器脱离电源后的冷却过程方程解为：图1-6

等效热路例1-1横截面为a×b的矩形导体外包一层厚度为绝缘层热导率为,试做其发热计算。

的绝缘层，其热流方向由内向外，导体单位长度内的功率损耗为p,导体温度为解:令导体和绝缘层单位长度上的外外表积为A10及A20，绝缘层外外表的温度为,周围介质温度为。

按傅立叶定律，绝缘层内温差

–=

而按牛顿公式，绝缘层外外表与周围介质间的温差

–

=

因此，导体与周围介质的温差，即温升为=

–

=p上式括号内的两项恰为绝缘层的热阻及其向周围介质过渡的热阻。以符号RT表示，有RT=

–

第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第四节电器的发热计算与牛顿公式对于线圈相对周围介质的温升以牛顿公式计算，那么其等效散热面积为：直流电磁体的铁心无损耗，故可帮助线圈散热。当线圈直接绕在铁心柱上时，=2.4；

线圈绕在套于铁心柱上的金属衬套上时，=1.7；假设线圈是以布带绑扎后才套上铁心柱，那么=0.9。交流电磁铁的铁心有铁损，其线圈要绕在胶木等绝缘材料制成的骨架上，在套入铁心，以隔绝与铁心间的热交换，故=0；至于线圈上、下两端的散热作用，在一般计算时可不予考虑。第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第五节电器的工作制及其发热计算电器的额定工作制：八小时工作制，不间断工作制，短期工作制和断续周期工作制。发热计算见相关文献。第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第六节短路时的发热过程和热稳定性导体在短时间内发热过程可以看作是绝热过程，本节给出导体截面和允许湿度间的关系。热稳定电流：指在规定的使用条件和性能下、开关电器在接通状态于规定的短暂时间内所能承载的电流。第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第六节短路时的发热过程和热稳定性第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第七节电器中的电动力电器中电动力的危害：损坏电器，破坏绝缘件、结构件等。电动力的好处：有利于熄灭电弧等;应用电动斥力来提高分断速度的。电动力计算的两种方法：毕奥－萨伐尔定律和安培力公式;能量公式。第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第八节载流导体间的相互作用载有电流i1的导体元dl1处于磁感应强度为B的磁场内时，其电动力为：第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第八节载流导体间的相互作用一第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第八节载流导体间的相互作用一.平行导体间的电动力•无线长;•有线长;•主要是求其回路系数。式中Kc——仅涉及导体几何参数的积分量，称为回路系数。当二导体处于同一平面内时，=/2,sin=1,故回路系数为第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第八节载流导体间的相互作用第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第八节载流导体间的相互作用二.载流导体互成直角时的电动力第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第八节载流导体间的相互作用三.载流导体与铁磁件之间的电动力按电磁场理论，铁磁件可以认为是在载流体的对称位置放置另一等值电流的载流导体，然后将之看为是两条等长的平行导线间的电动力求解。四.导体几何参数对电动力的影响当导体截面的周长与导体间距相比不能忽略不计时，一般要考虑形状系数Kf，那么电动力公式变为：当(a-b)/(b+h)>2，可以不考虑Kf，认为其值为1，否那么由图1-13查得形状系数。第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第九节能量平衡法计算电动力根据虚位移原理，广义电动力：第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第九节能量平衡法计算电动力还应考虑线圈互感间产生的电动力〔见b图〕，可查阅相关文献。第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第十节交变电流下的电动力在我国50Hz的交变电流下，计算电动力是必要的。一.单相系统中的电动力第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第十节交变电流下的电动力单相交流电动力最大值为

二.三相系统中的电动力

第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第十一节短路电流下的电动力一.单相系统短路时的电动力

单相系统短路时的短路电流表达式为：第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第十一节短路电流下的电动力冲击电流——短路后半个周期，短路电流瞬时值最大，称之为冲击电流ich

第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第十一节短路电流下的电动力二.三相系统短路时的电动力第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第十一节短路电流下的电动力第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

第十二节电器的电动稳定性电器的动稳定性——是指电器能短时耐受短路电流的作用、不致产生永久性形变或遭到机械损伤的能力。常用电器能承受的最大冲击电流的峰值表示。

反响电流——当低压线路产生短路故障时，短路点电压骤降，连接在短路点附近的感应电动机，由于惯性的原因会对短路点反响电流，这个电流是一个衰减非常快的冲击电流。用icm表示。第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

例题复习一直流电压线圈绕在套于铁心柱上的金属衬套上，其额定电压Un=24V。线圈的外直径D1=40mm，内直径D2=20mm,高度h=60mm,匝数N=5000。绕组线直径d=0.35mm。线圈内外表的散热情况可看作是外外表的1.7倍，设线圈外外表的综合散热系数KT=12W/(㎡K),试求线圈的平均温升。〔铜的电阻率:〕第一篇电器的理论根底第一章电器的发热与电动力

例题复习第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第一节电接触与触头触头是电器开关中通断和转换电路的重要执行局部。主要包括触头及灭弧局部。一.触头的分类１．连接触头接触电阻小且稳定，易耐受一定的短路电流电动力。２．换接触头工作状态：闭合状态；断开状态；接通过程和分断过程。换接触头的四个根本参数：开距：触头处于断开状态时其动静触头间的最短距离其数值是由它能否耐受电路中可能出现的过电压以及能否保证顺利熄灭电弧来决定的。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第一节电接触与触头换接触头的四个根本参数：超程：是触头运动到闭合位置后、将静触头移开时动触头还能移动的距离，其值取决于触头在其使用期限内遭受的电侵蚀。初压力：是触头刚闭合时作用于它的正压力。终压力：是触头闭合终止位置的压力，其值由许多因素，诸如温升、熔焊等所决定。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第二节电弧及其产生过程一.载流电路的开断过程多触点接触——单触点接触——电流密度巨大——电阻与温升巨增——熔融状态——金属液桥——爆炸式断裂——开成金属蒸气——过电压击穿——火花放电——形成电弧二.电弧的形成过程在两触头别离时，１２－２０Ｖ的电压、0.25－１Ａ的电流即可形成高温电弧。电弧的形成与熄灭主要与以下因素有关：１．气体的电离电离形式主要有外表发射和空间电离。外表发射有热发射、场致发射、光发射、二次电子发射。空间电离有光电离、碰撞电离、热电离。２．消电离复合和扩散第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第二节电弧及其产生过程３．气体放电过程在两极之间施加电压，当逐渐增大电压U至一定值时，便发生了间隙内的气体放电现象。OD段—非自持放电阶段在此阶段，假设无外界催离素的作用，间隙内就没有自由电子，放电亦将终止。D点以后—自持放电阶段在此阶段，场致发射及二次电子发射的电子已甚多，以致除去外界电离因素后仍可借空间的碰撞电离维持放电。其中CE段为汤逊放电区。其中EH段为辉光放电区。

H点以后为弧光放电区。电子雪崩第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第二节电弧及其产生过程三.电弧的外观和本质电弧从外表看是存在于电极间隙内的一团光度极强、温度极高的火焰。阴极斑点－在电弧形成时，阴极外表有一块或假设干块光度特别强的区域，称为阴极斑点。它们有着极高的电流密度〔〕。近极区－临近斑点的一段极短的电弧区〔约等于电子的平均自由行程〕，此区域电弧光度较小，电压降却很大。弧柱－弧柱内气体全部电离〔同时不断进行消电离〕，正负带电粒子电量相等，称为等离子体区。电弧－从本质上来说，电弧是生成于气体中的炽热电流、是高温气体中的调子化放电通道，是充满着电离过程和消电离过程的热电统一体。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第三节电弧的特性和方程一.电弧的电压方程第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第三节电弧的特性和方程二.直流电弧的伏安特性电弧的负阻特性－即随着电流的增大，电弧电压反而降低。这是因为电流的增大会使弧柱内热电离加剧、离子浓度加大，故维持稳定燃弧所需电压反而减小。三.交流电弧的伏安特性和时间特性一个周期内两次自然过零，为熄弧提供了一定的条件。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第四节直流电弧及其熄灭直流电弧的燃烧点Ａ－视在燃烧点；Ｂ－稳定燃烧点。一.熄灭直流电弧的方法１．拉长电弧或对其实行人工冷却；２．增大近极区电压降；３．增大弧柱电场强度；4.分段式灭弧方法;5．人为制造过零点〔自激振荡和转移原理〕。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第五节交流电弧及其熄灭二.分断直流电路时的过电压截流过电压，主要因素是由于灭弧强度过大。降低过电压的措施〔负载并电阻等释放回路〕。交流电弧在弧隙分断后，在电弧间隙内有两种过程在进行着，一个是介质恢复强度，一个电压恢复强度。一.弧隙介质恢复过程１．近阴极区的介质恢复过程１〕电弧电流过零后弧隙两端的电极立即改变极性，使得新阴极的外表有少量的正离子；２〕这样导致无法形成场致发射；３〕由于过零，所以温度低，无法形成热发射；４〕在极短的时间内形成了150-250Ｖ的介质强度。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第五节交流电弧及其熄灭２.弧柱区的介质恢复强度零休：电弧电流自然过零前后的数十微秒内，电流已近乎等于零，这段时间被称为零休时间。热击穿：由弧隙内能量有关。弧隙散热慢。电击穿：由电压的原因导致弧隙内高温气体的击穿。交流电弧的熄灭条件：可以归结为，在零休期间，弧隙的输入能量恒小于输出能量，因而无热积累;在电流过零后，恢复电压又缺乏以将已形成的弧隙介质击穿。或者说是介质恢复强度大于电压恢复强度。二.弧隙电压恢复过程弧隙间电弧电压的恢复过程电阻性－只有稳态分量，无暂态分量承受工频正弦电压;电感性－有暂态分量;电容性－有暂态分量，加上电源电压可造成二倍左右的过电压。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第五节交流电弧及其熄灭三.交流电弧的熄灭交流电弧在零休期间是最好的灭弧时机。在此阶段电弧能量最小。截流：电流自然过零前截断。产生较高的过电压。除非有特殊要求，交流开关电器多采用灭弧强度不过强的灭弧装置，使电弧是在零休期间、而且是在电流首次自然过零时熄灭。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第六节灭弧装置一.灭火花电路用于保护直流继电器的触头系统，降低其电侵蚀、提高其分断能力，进而保证其平安可靠运行。L、C、R等查阅相关手册。二.简单灭弧在大气中靠触头拉开使电弧拉长，从而使之熄灭，主要是使弧长l增大，同时电场强度E也增大。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第六节灭弧装置三.磁吹灭弧装置采用专门的磁吹线圈建立足够强的磁场，将电弧灭弧室。〔在开断大电流与小电流时对磁场的要求不同，开断大电流适宜时，可能小电流无法开断，而在开断小电流适宜时的磁场在开断大电流时会导致电动力过大而引起触头液化体被吹走以及引起不必要的过电压。因此设计磁场时根据情况，使小电流时比较适宜，而在大电流时由于磁路的饱合而不致于磁场过强。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第六节灭弧装置五.栅片灭弧装置有绝缘栅片和多属栅片两种。绝缘栅片：借助拉长电弧并使之在与它们紧密接触的过程中迅速冷却。金属栅片：分割成多段电弧，增加近极压降以加强灭弧效果。四.弧罩与纵缝灭弧装置灭弧室采用纵缝，加速电弧冷却。有单纵缝、多纵缝和纵向曲缝等〔吹弧速度对灭弧也有较大影响〕。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第六节灭弧装置六.固体产气灭弧装置应用产气式固体做绝缘管或灭弧室，短路时熔体形成多段电弧，产气装置分解汽化，形成高压，有利于灭弧。多用于上下压熔断器。七.石英沙灭弧装置用于上下压熔断器中，一方面，阻碍电弧扩散，形成高压;另一方面，由冷却作用灭弧;但是在分断小倍数过载电流方面性能较差，容易使电弧稳定燃烧。八.油吹灭弧装置以变压器油作为灭弧介质。在气化时会产生大量的含氢气体，具有高导热性和低粘性，使电弧迅速冷却。另外在油中易形成高压气体，有利于灭弧。缺点是结构较为复杂，有泄漏等问题。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第六节灭弧装置九.压缩空气灭弧装置由预压缩的气体猛烈吹弧，带走大量热量。有单压式和双压式。十.六氟化硫〔SF6〕气体灭弧装置原理：1.高温下分解，吸热反响;2.分解物中不含C原子，介质恢复过程极快;3.分子中不含有偶极矩，对弧隙电压的高频分量也不敏感;4.SF6分子宜俘获电子形成低活动性的负离子，不宜形成电离且复合率高。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第六节灭弧装置SF6气体用于开关有很多优点：1.弧隙能量小，冷却特性好;2.介质强度恢复快，绝缘及灭弧性能好，有利于缩小电器的体积和重量。3.无火灾爆炸危险;4.全封闭结构时易实现免维修运行;5.可在较宽的温度和压力范围内使用等。十一.真空灭弧装置使用真空作为绝缘及灭弧介质。真空的绝缘强度极高。十二.无弧分断1.利用快速开关在电流过零时分断电弧;2.应用半导体技术形成混合式无弧分断。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第六节灭弧装置第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第七节触头的接触电阻接触电阻：两个导体接触时的附加电阻。导体在接触时，是由一些小点接触的，在这些点的电流要收缩，称之为收缩效应。并且形成电动斥力。接触电阻的实质：收缩电阻和膜电阻。隧道效应：触头外表由于尘埃膜、化学吸附膜、无机膜和有机膜等原因，使得电子无法穿过这层来导电，但是由于电子本身存在波粒二相性，可以以波的形式来穿透这层膜而导电，称为隧道效应。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第八节闭合状态下的触头接触电阻：两个导体接触时的附加电阻。一.触头的发热触点对周围介质的温升为：第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第八节闭合状态下的触头二.接触电阻与接触电压降由于存在软化点和熔化点，所以趋势见图。接触电阻随时间有一定的变化。与薄膜的形成有关。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第八节闭合状态下的触头三.触头间的电动斥力第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第九节触头接通过程及其熔焊一.接通过程中的机械振动减轻振动：减小动触头的质量和运动速度、增大触头初压力。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第九节触头接通过程及其熔焊二.触头的熔焊触头间的发热熔焊，包括静熔焊和动熔焊。三.触头的冷焊原子或分子的接合力。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第十节触头分断过程与其电侵蚀一.电侵蚀的类型桥蚀〔阳极遭受侵蚀〕，火花放电〔阴极遭受侵蚀〕和弧蚀〔阳极侵蚀〕二.小电流、大电流下的触头电侵蚀根本上都是弧蚀三.电侵蚀与触头的使用期限和超程为了保证触头在其规定使用期限内能正常运行，必须设有能够补偿其电侵蚀的超程。即保证一定的厚度。第一篇电器的理论根底第二章电接触与电弧理论

第十一节触头材料触头材料应具有的特点:一.纯金属材料银、铜、铝、钨、石墨等——导电率好，易氧化，较软。二.合金材料铜钨合金、铜铬合金、银基合金、铜石墨合金等——硬度高、有一定的导电率，不易腐蚀。具有低的电阻率和电阻温度系数;具有高的最小燃弧电压和最小燃弧电流;具有高的热导率、比热容、以及高的熔点和沸点;具有高的抗氧化和抗化学腐蚀能力;具有适当的硬度和良好的工节性能。三.粉末合金材料也称金属陶瓷材料。包括导电相和难熔相。银氧化镉粉末合金;银氧化锡铟粉末合金;银镍粉末合金等四.真空开关电器触头材料铜铋银合金、铜铋铈合金等第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第一节电磁机构的种类和特性电磁机构由电磁系统和励磁线圈组成。一般用于电器中的感测元件、电磁驱动系统、以及灭弧系统的磁吹源等。电磁机构类型：直流和交流;并励和串励;含永久磁铁以及交、直流磁化;内衔铁式和外衔铁式的。第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第一节电磁机构的种类和特性一.静态吸引特性和动态特性静态吸引特性;动态特性：指其励磁电流、磁通、磁链、电磁吸力、衔铁运动速度等参数在衔铁吸合或释放过程中，与衔铁位移或时间之间的关系，以及衔铁位移与时间的关系等。第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第二节磁性材料及其根本特性一.磁畴、各向异性和居里点二.磁化曲线与磁滞回线第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第二节磁性材料及其根本特性三.铁损和损耗曲线铁损在工程上一般用损耗曲线来计算。四.磁性材料1.软磁材料电工纯铁;硅钢;高磁导率合金;高频软磁材料〔铁氧体〕等;2.硬磁材料特点是矫顽力大，磁滞回线宽。一般做永磁材料。如钕铁硼等。第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第三节电磁机构中的磁场及其路化一.磁场的根本物理量二.磁场的根本性质第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第三节电磁机构中的磁场及其路化三.磁场的路化磁力线是一条闭合曲线;磁通管;路化。第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第四节磁路的根本定律和计算任务磁路根本定律由磁场根本定律——磁通连续性定理和安培环路定律导出一.磁路的根本定律基尔霍夫第一定律：在磁路中取某闭合曲面为一点，那么流入及流出该点的磁通代数和恒等于零。基尔霍夫第二定律：在磁路中，回路的磁动势等于同回路交链的全部电流。二.磁路的参数与等效磁路第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第四节磁路的根本定律和计算任务三.磁路的特点四.磁路的计算的任务设计任务和验算任务第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第四节磁路的根本定律和计算任务设计任务也称正求任务，是建立磁通所需的磁动势。一般借助于电子计算机来进行计算机辅助设计。验算任务也称反求任务，就是在电磁机构几何参数和电磁参数〔主要是磁动势〕的条件下，求该磁动势能够产生的磁通。第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第五节气隙磁导和磁导体磁阻的计算工作气隙和非工作气隙〔防剩磁气隙或非磁性垫片〕。二.磁场分割法求气隙磁导一.解析法求气隙磁导当气隙均匀时可用解析法，可查表得到计算公式：例：三.磁导体的磁阻和磁阻抗第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第五节气隙磁导和磁导体磁阻的计算第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第六节磁路的微分方程及其解一.磁路的微分方程第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第六节磁路的微分方程及其解二.不计铁心磁阻时的计算第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第七节不计漏磁时的磁路计算一.正求任务Φ求IN。二.反求任务第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第八节计及漏磁时的磁路计算宜采用工程计算方法：分段法和漏磁系数法一.归算漏磁导对于直流或串励交流磁路，磁动势为恒值;对于交流〔并励〕磁路，磁链是恒值。归算漏磁导:在等效磁路中，将漏磁通集中在工作气隙处，形成归算漏磁导。第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第八节计及漏磁时的磁路计算二.分段法计算磁路是一种同时考虑漏磁通和铁心磁阻时的磁路近似计算方法。特点是将分布的磁动势和漏磁通集中于有限个小段上。第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第八节计及漏磁时的磁路计算三.漏磁系数法计算磁路电磁机构铁心各处的磁通与气隙磁通之间的关系可通过一比例系数来表示－漏磁系数法。假设不计铁心磁阻，漏磁系数为第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第十节电磁机构的吸力计算能量公式和麦克斯韦电磁力计算公式一.能量公式〔大气隙〕二.麦克斯韦计算公式〔小气隙〕第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第十一节交流电磁机构的电磁力与分磁环原理能量公式和麦克斯韦电磁力计算公式一.交流电磁吸力的特点第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第十一节交流电磁机构的电磁力与分磁环原理二.分磁环及其作用交流分量的存在，使得交流磁路容易形成有害噪音和振动。分磁环：导体短路环，把磁极分成两局部或以上，用分磁环套住局部磁极，短路环内会产生感应电动势，进而产生一个穿越分磁环的磁通，它与原磁通出现一定的相伴差，它们产生的吸力叠加后，使最小吸力大于反力，从而消除振动。第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第十二节静特性及其与机械反力特性的配合静特性主要考虑的几种形势的电磁铁：U型、E型;直动式、转动式;螺管力作用的电磁铁。静特性与机械反力特性的配合：第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第十三节电磁机构的动态特性动态特性描述：1.电磁参数对电磁吸力的影响;2.电磁吸力和机械力对运动速度和动态过程时间的影响。动态特性的计算：1.触动过程状态方程在永磁机构的触动时间内，动铁心尚没有运动，永磁机构的机械参数不发生变化，此时仅对永磁机构的激磁线圈列出电压平衡方程式就可以描述永磁机构的触动过程状态方程。第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第十三节电磁机构的动态特性2.运动过程状态方程在铁心运动过程中，除了电磁参数发生变化外，其机械参数也发生变化。因此在分析它的动态过程时，在电路方面必须遵循克希霍夫方程，在运动方面必须遵循达朗贝尔方程，在磁场方面必须遵循麦克斯韦方程，它们相互联系，共同描述了运动过程的微分方程组〔此方程组包含了触动阶段和运动阶段〕第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第十三节电磁机构的动态特性3.永磁机构运动过程状态方程组的通用格式

第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第十三节电磁机构的动态特性4.龙格—库塔法龙格—库塔法是一种用数值解法来进行微分方程组的求解的。欧拉算法：

第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第十三节电磁机构的动态特性龙格—库塔法：

上式与欧拉算法不同之处在于斜率

无法求得，所以龙格—库塔法在[xn,xn+1]的区间内取四个斜率的预测值k1、k2、k3、k4进行加权平均,代入上式中，就可以得出下一步长处的函数值。以此类推，便可以得到整个区间的函数值。

第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第十三节电磁机构的动态特性第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第十三节电磁机构的动态特性一般可以由计算软件来求得，如Ansys,Ansoft等。第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第十四节电磁机构的设计与换算一.电磁机构结构形式选择主要根据其机械反力特性的形式、并按静态吸力特性与反力特性的配合要求选择。交流电磁机构：电源易得，存在铁损、有噪声、线圈起动电流大。直流电磁机构：电磁时间常数大，磁通建立与消失较慢，动作较慢。第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第十四节电磁机构的设计与换算二.电磁机构的一般设计方法一般以起始位置上的电磁吸力来确定铁心柱的截面积。再由下面公式求出截面积最后根据经验确定其他几何尺寸。第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第十四节电磁机构的设计与换算三.相似设计法使用已有的产品为借鉴。几何相似与物理相似〔包括磁感应强度、温升等〕。然后查相似关系表〔见相关文献〕第一篇电器的理论根底第三章电磁机构理论

第十四节电磁机构的设计与换算三.相似设计法使用已有的产品为借鉴。几何相似与物理相似〔包括磁感应强度、温升等〕。然后查相似关系表〔见相关文献〕第二篇低压电器一.低压电器的分类分为配电电器和控制电器配电电器：主要用于配电系统，起着对线路的通断、控制、调节和保护等作用。所以要求其工作可靠，通断能力高，有足够的动、热稳定性。典型的电器有：刀开关、熔断器和断路器等。控制电器：主要用于电力驱动控制系统和用电设备，起控制及保护等作用。要求工作准确可靠、操作频率高和寿命长等。主要有接触器、控制继电器等。习惯上把低压电器分为13大类：刀开关和刀形转换开关、熔断器、断路器、接触器、控制器、控制继电器、主令电器、起动器、变阻器、调节器、电磁铁和其它电器〔漏电保护器、信号灯、接线盒等〕。第二篇低压电器二.对低压电器的主要要求〔一〕对通断能力的要求包括接通和分断正常的负荷电流以及短路故障电流等。●配电电器的接通能力：以额定短路接通能力表征，指在规定的电压、频率、功率因数〔对于交流〕或时间常数〔对于直流电器〕下断路器能够接通的电流值，即最大预期短路电流的峰值。多用额定短路分断电流乘以一个峰值系数n来表示。●额定短路分断能力：指在规定电压、频率及一定功率因数〔或时间常数〕下断路器能分断的短路电流。对于交流电器，以短路电流的周期分量有效值表示。第二篇低压电器●功率因数〔或时间常数〕、系统容量和短路点位置等对电器的接通和分断能力要求也不相同。●另外对于电阻性负载和电感性负载对控制电器的要求也不相同。电阻性负载的起动电流与工作电流根本相同。电感性负载存在起动电流大的问题，所以对于起动时以及堵转状态下分断电动机，对控制电器有较高的要求。〔二〕对动、热稳定性的要求对于电器本身要求有一定的动、热稳定性。●电器的动稳定性：是指它承受短路冲击电流所产生电动力的作用而不致损坏的能力。由于电动力一般是与电流的瞬时值的平方成正比，所以交流电器的动稳定性应以电流的峰值来表示。：●电器的热稳定性：是指它在规定的电压、电流、频率下承受短路电流的热效应而不致损坏的能力。第二篇低压电器〔三〕对低压电器保护性能的要求1.过电流保护短路和过载都属于过电流。●反时限保护特性：过载越严重，发热越甚，允许工作的时间就越短。反时限保护特性与电动机的热过载特性关系图见下面。●选择性保护：当电力系统中某点出现短路或过载故障，只要求在该点周围的保护电器进行动作，从而防止系统大范围停电。第二篇低压电器当线路中接有几个保护电器时，为满足选择性的要求，不但要使上下级保护电器的动作电流能满足分级保护的要求，而且动作时间也满足分级保护的要求，同时，上级保护电器还应起到对下级保护电器的后备保护作用。第二篇低压电器2.欠电压和失电压保护危害：电机疲倒，堵转，烧坏电动机。电压恢复时自起动等。临界电压：引起电动机疲倒的电源电压称为临界电压。欠压保护：在临界电压附近时，保护电器动作。主要任务是防止设备因过载而烧损。一般规定欠电压保护动作电压值为〔0.7～0.35〕UN。失压保护：低于或甚低于临界电压时，保护电器动作，主要是防止设备的自起动。第二篇低压电器3.断相保护断相产生的原因：⊙熔断器一相熔断;⊙电源线或电动机一相断线;⊙电动机绕组引出线和接线端子间的连接松脱;⊙有一相触接触不良;⊙变压器一次侧一相开路。断相后的电动机的单相运行是电动机烧坏的主要原因。⊙断相后电动机的起动转矩为零，电动机无法起动；⊙断相运行时，需要增大电流来维持，导致电机的铜损和铁都增大;⊙定子和转子的温升剧增，导致烧毁电机。电动机的断相保护星形联结的电动机可以用一般的三极热继电器来实现保护;角形的电动机要进行相应分析：第二篇低压电器第二篇低压电器4.漏电保护绝缘老化等原因造成电气设备漏电。导致人身伤害等。400V以下线路中，用30mA*s来表示危险性。中性点不接地：由于对地杂散电容的影响，造成人体较大的伤害;中性点接地：触电电压仅相当于电源电压。第二篇低压电器第四章低压控制电器

第一节概述第二节主令电器对低压电器的主要要求为：工作准确可靠、允许操作频率高、寿命长、体积小、重量小等。它应能接通和分断额定电流和过载电流，但不能分断短路电流。主要种类有：低压接触器、控制继电器、起动器、主令电器、控制器、电阻器、调节器和电磁铁等。主令电器：是用来接通和分断控制电路以发布命令、或对生产过程作程序控制的开关电器。一.按钮按钮是用人力操作、并具有弹簧储能复位的主令电器。第二篇低压电器第四章低压控制电器

第二节主令电器二.行程开关行程开关是用于反映工作机械的行程、发布命令以控制其运动方向或行程大小的主令电器。三.主令控制器是按预定程序转换电路的主令电器，供电力驱动装置作频繁转换控制线路用。第二篇低压电器第四章低压控制电器

第二节主令电器四.接近开关接近开关在控制电路中可供位置检测、行程控制、计数控制及检测金属物体的存在用。接近开关以高频振荡式为最常用。第二篇低压电器第四章低压控制电器

第三节控制继电器一.控制继电器的用途与分类控制继电器是一种自动电器，它适用于远距离接通和分断交、直流小容量控制电路，并在电力驱动系统中供控制、保护及信号转换用。习惯于按输入量不同来给继电器分类：1.电压继电器;2.电流继电器;3.时间继电器;4.热继电器;5.温度继电器;6.速度继电器。二.继电器的输入、输出特性窗口型特性曲线第二篇低压电器第四章低压控制电器

第三节控制继电器三.控制继电器的主要技术参数1.额定参数2.动作参数与整定参数输入量的动作值和返回统称动作参数，可以调整的动作参数那么称为整定参数。3.返回系数指继电器的返回值与动作值的比值。过电流或过电压继电器的返回系数小于1;欠电流或欠电压继电器的返回系数大于1。4.储藏系数额定值与动作值的比值，也称为平安系数。使工作可靠，不发生误动作。5.灵敏度电磁式灵敏度低;半导体式，电子式灵敏度高。6.动作时间吸合和释放时间。继电器可分为瞬时动作继电器和延时动作继电器。第二篇低压电器第四章低压控制电器

第三节控制继电器四.常用控制继电器〔一〕通用继电器〔二〕电流继电器过电流和欠电流继电器，可用于电动机的起动控制和过载保护等，也用于断路器中相应功能。〔三〕中间继电器一种特殊的电磁式电压继电器。第二篇低压电器第四章低压控制电器

第三节控制继电器〔四〕影响电磁式继电器性能的主要参数1.整定值可以通过反力弹簧等调节2.返回系数返回系数应使吸力特性与反力特性较好的配合。不能太大，太大了会引起振动等。3.动作时间快速型，延时型，一般型等。4.功率消耗在一定范围内，功率消耗越小，灵敏度相对较高它是指继电器线圈消耗的功率第二篇低压电器第四章低压控制电器

第三节控制继电器五.时间继电器分为电磁式时间继电器、钟表式时间继电器、气囊式时间继电器、电子式时间继电器、数字式时间继电器,电动机式时间继电器等。延时方式：通电延时型和断电延时型。〔一〕电磁式时间继电器调节延时的方法有：1.在衔铁和铁心的接触处垫以非磁性垫片，即能调节延时，又能减小剩磁，防止衔铁被剩磁吸住不放。2.改变电磁系统反作用弹簧反力的大小来改变延时。3.在同一磁路中套上一个阻尼筒，可以获得延时。4.短接线圈，获得延时。电动机式时间继电器

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一般指由同步电动机与特殊的电磁传动机构来产生延时的继电器。它主要由同步电动机、离合器、齿轮装置及延时触点组等组成。当控制信号输入电磁铁绕组时，离合器闭合，同步电动机带动齿轮装置，旋转到一定位置，推动相应触点，使之启闭，从而完成延时作用。它适用于各种机械、电信或电气设备中作为自动控制系统的定时元件。第二篇低压电器第四章低压控制电器

第三节控制继电器〔二〕电子式时间继电器分为阻容式和数字式。六.热继电器热继电器是利用电流通过吸热元件时产生的热量、使双金属片受热弯曲而失去机构动作的一种电器。主要用于电动机的过载、断相及电流不平衡的保护等。常用的有：双金属片式、热敏电阻式、易熔合金式三种。第二篇低压电器第四章低压控制电器

第三节控制继电器热继电器的热元件加热方式有四种：直接加热式、间接加热式、复合加热式和电流互感器加热式。双金属片的工作原理：采用不同线膨胀系数的两金属片轧合在一起，在受热后，膨胀系数大的主动层伸长得比膨胀系数小的被动层多些，致使双金属片发生弯曲。JR型热继电器结构原理图〔注意补偿双金属片〕：第二篇低压电器第四章低压控制电器

第三节控制继电器使用差动机构实现电动机的断相保护：第二篇低压电器第四章低压控制电器

第四节低压接触器接触器：用于远距离频繁地接通和分断交直流主电路和大容量控制电路的电器。一.接触器的分类：按操作方式或灭弧方式：电磁接触器、气动接触器、液压接触器、真空接触器、半导体接触器等。第二篇低压电器第四章低压控制电器

第四节低压接触器励磁类型灭弧方式电压电流等级操作频率双断点直动式交流栅片灭弧高工作电压低杠杆传动双断点交流磁吹与多纵缝灭弧大电流低杠杆传动单断点交流磁吹与多纵缝灭弧大电流高杠杆传动单断点直流式直流磁吹与多纵缝灭弧大电流高双断点桥式单断点指形优点有两个有效灭弧区域，灭弧效果好触头产生滑动，易去氧化膜缺点触头参数调节不便，为防止氧化，需用银基触头，价格昂贵磨损快，另外单断口需要大开距灭弧各结构形式接触器特点双断点桥式与单断点指形比照第二篇低压电器第四章低压控制电器

第四节低压接触器二.结构和工作原理第二篇低压电器第四章低压控制电器

第四节低压接触器二.结构和工作原理第二篇低压电器第四章低压控制电器

第四节低压接触器二.结构和工作原理三.主要技术参数1.额定工作电压2.额定工作电流3.使用类别与通断条件〔见相关文献〕4.寿命包括机械寿命和电寿命机械寿命：以其在需要维修或更换机械零件前所能承受的无载操作循环次数来表示。电寿命：在一定的使用条件下，无需修理或更换零件的负载操作次数来表示。根据我国的标准，额定电压应在下述标准系数中选取：直流：12、24、36、48、60、72、110、125、220、250、440V;交流：24、36、42、48、127、220、380、660、1140V。第二篇低压电器第四章低压控制电器

第四节低压接触器如何提高接触器的电寿命？1〕尽量减小弹跳;2〕良好的吸反力配合;3〕加缓冲装置，吸收动能。如何提高接触器的机械寿命？1〕适当增大铁心面积，减小碰撞应力;2〕铁心外表进行硬化处理;3〕合理地选择运动副，降低摩擦。5.操作频率和额定工作制6.与短路保护电器的协调配合四.结构分析1.主触头2.灭弧装置主要有利用回路电动力拉长电弧、栅片灭弧室、串联磁吹灭弧。3.防剩磁气隙4.辅助触头第二篇低压电器第四章低压控制电器

第四节低压接触器五.混合式低压交流接触器六.接触器的选用与故障分析根据所控制负载的任务轻重;对使用环境有一定要求;主要从线圈、触头等温升进行故障分析。第二篇低压电器第四章低压控制电器

第四节低压电动机起动器一.用途与分类低压电动机起动器是控制电动机起动、停止和可逆运转的电器。第二篇低压电器第四章低压控制电器

第四节低压电动机起动器二.结构和工作原理〔一〕全压直接起动器第二篇低压电器第四章低压控制电器

第四节低压电动机起动器〔二〕星－三角起动器起动电流是全压起动时的1/3。第二篇低压电器第四章低压控制电器

第四节低压电动机起动器〔三〕自动式自耦减压起动器采用自耦变压器来实现将低起动电流，一般自耦变压器有65％和80％两个抽头。第二篇低压电器第四章低压控制电器

第四节低压电动机起动器〔四〕起动器的选用1.根据电网容量和被控电动机的功率选择起动方式;2.根据负载的性质与对起动的要求选择起动方式;综合考虑对电网及负载的冲击等，以及控制的难度上等。3.根据起动器不同的起动特性来选择起动器;4.选用时还应考虑起动器与短路保护电器间的协调配合。第二篇低压电器第五章配电电器

第二节刀开关和负荷开关配电电器：是指在低压配电系统或动力装置中，用来进行电能分配、接通和分断电路及对配电系统进行保护的电器。主要有刀开关、熔断器、断路器等。一.刀开关和刀形转换开关400A以下多用单极刀开关，600A及以上者多用双极的。第二篇低压电器第五章配电电器

第二节刀开关和负荷开关二.负荷开关刀开关和熔断器组合具有一定的接通和分断能力及小倍数短路分断能力。其分断能力取决于熔断器。刀开关有封闭式和开启式的。刀开关和熔断器组合分为熔断器式刀开关〔俗称发熔开关〕、熔断器式隔离开关和负荷开关。第二篇低压电器第五章配电电器

第三节低压熔断器一.熔断器的结构和工作原理熔断器的主要部件有：熔体、载熔件、熔断器底座、填料、绝缘管及导电触头。二.熔断器的主要技术参数1.额定电流：熔断器内能装入的最大熔体的额定电流。一般熔体可以是多级的。2.额定电压：指熔断器长期工作时和分断电路时能耐受的电压。电压等级一般有：220、250、380、500、660、750、1000、1140V等。3.分断能力：额定分断能力是指在规定使用条件〔线路电压、功率因数或时间常数下〕，熔断器所能分断的预期短路电流。多用有效值来表示。4.保护特性：熔体通过的电流与熔断时间的关系。是一种反时限曲线，允许一定的过载后再熔断。第二篇低压电器第五章配电电器

第三节低压熔断器5.即熔体的熔化过程，主要是电流的大小与时间的积分关系。三.熔断器的分类和产品⊙半封闭插入式熔断器;⊙无填料密封管式熔断器;⊙有填料封闭管式熔断器;四.熔断器的材料与结构〔一〕熔体材料一般有低熔点和高熔点两类低熔点：锡、锌、铅及其合金。高熔点：铜、银、铝及合金。冶金效应：为解决高熔点金属熔体在低过载倍数时，触头温升过高的问题。在高熔点金属在焊接一些低熔点的金属，使得在低过载倍数时，低熔点金属率先熔化，包在高熔点金属的外层，形成“熔剂〞，使高熔点金属比较容易熔断。第二篇低压电器第五章配电电器

第三节低压熔断器〔二〕熔体的形状〔三〕填充材料石英沙和三氧化二铝等。筛选、除铁、清洗、枯燥等。〔四〕绝缘管材料高的机械强度和良好的耐弧性能。多用纤维管，在高温下可以产生含氢气体，有利于熄弧。第二篇低压电器第五章配电电器

第三节低压熔断器五.熔断器的选用1.熔断器的额定电压应等于或大于线路的额定电压;2.熔断器的额定分断能力应不小于线路中可能出现的最大故障电流;3.随着用途的不同应选择相应的熔断器，使其保护特性能与保护的过载特性相匹配;4.满足选择性保护原那么;5.保护半导体时，熔断器的值，必须小于保护对象。以及对半导体的反向重复电压与工作电流等相配合。第二篇低压电器第五章配电电器

第四节低压断路器一.低压断路器的工作原理与分类主要组成局部：1.触头系统;2.灭弧系统;3.各种脱扣器;4.开关机构;5.框架或外壳。第二篇低压电器第五章配电电器

第四节低压断路器一、低压断路器的品种很多，可按用途、结构特点、限流性能、电流和电压种类等不同方式分类：〔1〕按用途区分有配电线路保护用、电动机保护用、照明线路保护用和漏电保护用断路器。〔2〕按结构区分有万能式〔框架式〕断路器和塑料外壳式断路器。〔3〕按极数区分有单极、二极、三极、和四极断路器。〔4〕按限流性能区分有限流式断路器和普通式断路器。〔5〕按操作方式区分有直接手柄操作式、杠杆操作式、电磁铁操作式和电动机操作式断路器。二.典型结构分析〔一〕万能断路器1.普通万能式低压断路器⊙触头系统主触头、辅助触头、弧触头，在电路中它们是并联的。合闸时：弧－辅－主分闸时：主－辅－弧⊙灭弧系统多采用栅片灭弧第二篇低压电器第五章配电电器

第四节低压断路器第二篇低压电器第五章配电电器

第四节低压断路器⊙操作机构和自由脱扣机构操作机构是实现操作手柄或触头用的。自由脱扣：指主电路出现故障电流时，不管操作手柄在何位置，触头均能迅速自动分断电路。⊙脱扣器:脱扣器是断路器的感受元件，当电路发生故障或需要分断时，脱扣器接受信号并动作，通过自由脱扣机构使断路器分闸。第二篇低压电器第五章配电电器

第四节低压断路器为了得到不同的保护特性，断路器应该有不同的脱扣器：▲失压脱扣器：用于失压保护。▲分励脱扣器：有电压线圈的电磁铁，可实现远程操作。▲半导体脱扣器：采用半导体技术来进行检测，比较等来实现动作保护。第二篇低压电器第五章配电电器

第四节低压断路器第二篇低压电器第五章配电电器

第四节低压断路器2.万能式限流断路器触头斥开先于自由脱扣机构。第二篇低压电器第五章配电电器

第四节低压断路器〔二〕塑壳式断路器1.普通式;2.限流式。第二篇低压电器第五章配电电器

第四节低压断路器三.低压断路器的主要技术参数〔一〕额定电压交流：220、380、660、1140V〔50Hz〕直流：110、220、440V〔二〕额定电流是指过电流脱扣器的电流〔三〕额定短路分断能力指断路器在规定的使用条件下，分断预期短路电流的能力。一般以有效值来表示。〔四〕额定短路接通能力是指断路器在规定的工作电压、功率因数〔或时间常数〕下能够接通的适中电流，一般以最大预期电流峰值表示。〔五〕额定短时耐受电流是指断路器处于合闸状态下，短时耐受一定时间短路电流的能力。主要指电动力效应和热效应。〔六〕保护特性与寿命与配电用以及电动机保护的具体情况而定。对漏电流有特殊的断路器。寿命主要包括：机械寿命和电寿命。第二篇低压电器第五章配电电器

第四节低压断路器四.低压断路器的选用1.断路器的额定工作电压等于或大于线路的额定电压;2.断路器的额定工作电流等于或大于线路计算负载电流;3.断路器的额定短路通断能力等于或大于线路中可能出现的最大短路电流;4.断路器的过电流脱扣器的额定电流等于或大于负载工作电流;5.断路器的欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压;6.按不同的要求来选择断路器的种类;7.注重上、下级之间的时间、电流特性等配合;8.与熔断器配合使用时，熔断器一般做为断路器的后备使用。第二篇低压电器第五章配电电器

第五节漏电保护开关和漏电保护断路器漏电保护开关仅作为防触电保护用。漏电保护断路器可以实现断路器的相关保护功能等。漏电保护断路器包括：断路器本体、零序电流互感器和漏电脱扣器等。第二篇低压电器第五章配电电器

第五节漏电保护开关和漏电保护断路器电磁式电流脱扣器：派生出电子漏电保护器。〔小漏电信号即可驱动，灵敏度高，输出功率增加，机械强度增高等〕。漏电保护断路器有快速动作型和延时动作型等。第三篇高压电器高压电器承担着电能的生产、传输、分配和输电系统的保护任务。一.高压电器的分类〔一〕开关电器▲高压断路器▲高压熔断器▲负荷开关▲隔离开庆▲接地开关〔二〕测量电器▲电流互感器▲电压互感器〔三〕限流与限压电器▲电抗器▲避雷器第三篇高压电器二.对高压电器的主要要求〔以断路器为例〕〔一〕开断短路故障〔二〕关合短路故障主要针对“预伏故障〞而言。关合能力以关合电流的峰值来表示。〔三〕快速分断快速分断短路故障，减弱短路电流对电气设备的危害。〔四〕自动重合闸第三篇高压电器〔五〕允许合分次数〔寿命〕高压断路器的机械寿命一般为2000次。高压断路器的电寿命一般为数千次。三、主要技术参数〔1〕额定电压3、6、10、20、35、66、110、220、330、500kV等〔2〕额定电流〔3〕额定开断电流断路器能开断的最大电流称为极限开断电流〔4〕短时耐受电流〔热稳定电流〕〔5〕峰值耐受电流〔动稳定电流〕〔6〕额定短路接通〔或关合电流〕〔7〕合闸时间从接到合闸命令到合闸到位的时间。〔8〕开断时间从接到分闸命令到分闸到位的时间。第三篇高压电器