《電器學(xué)》丁明道 編著課后練習(xí)題答案

1、電器學(xué) 夏天偉 丁明道 編著 課后習(xí)題解答1.1電器中有哪些熱源？它們各有什么特點(diǎn)？ 答：電器中的載流系統(tǒng)通過(guò)直流時(shí)，載流導(dǎo)體中損耗的能量便是電器的唯一熱源。 通過(guò)交流時(shí)，熱源包括：導(dǎo)體通過(guò)電流時(shí)的能量損耗、非載流鐵磁質(zhì)零部件的損耗（鐵損包括渦流損耗 和磁滯損耗 ）、電介質(zhì)損耗。交變電流導(dǎo)致銅損增大，這是電流在到體內(nèi)分布不均勻所致。集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)會(huì)帶來(lái)附加損耗。鐵損只在交變電流下才會(huì)出現(xiàn)。電介質(zhì)損耗：介質(zhì)損耗角與絕緣材料的品種、規(guī)格、溫度、環(huán)境狀況及處理工藝有關(guān)。1.2 散熱方式有幾種？各有什么特點(diǎn)？ 答：熱傳導(dǎo)、對(duì)流、熱輻射。熱傳導(dǎo)是借助分子熱運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，是固態(tài)物質(zhì)傳熱的主要方式。對(duì)流總

2、是與熱傳導(dǎo)并存，只是對(duì)流在直接毗鄰發(fā)熱體表面處才具有較大意義。熱輻射具有二重性：將熱能轉(zhuǎn)換為輻射能，再將輻射能轉(zhuǎn)換為熱能，可以穿越真空傳輸能量。1.3為什么決定電器零部件工作性能的是其溫度，而考核質(zhì)量的指標(biāo)確卻是其溫升？答：電器運(yùn)行場(chǎng)所的環(huán)境溫度因地而異，故只能人為地規(guī)定一個(gè)統(tǒng)一的環(huán)境溫度，據(jù)此再規(guī)定允許的溫升 ，以便考核。1.4在整個(gè)發(fā)熱過(guò)程中，發(fā)熱時(shí)間常數(shù)和綜合散熱系數(shù)是否改變？為什么？答：一般來(lái)說(shuō)，是改變的。但是在計(jì)算中，為了方便起見(jiàn)，假定功率P為恒值，綜合散熱系數(shù)也是均勻的，并且與溫度無(wú)關(guān)，因此發(fā)熱時(shí)間常數(shù)也是恒定的。1.15 交變電流下的電動(dòng)力有何特點(diǎn)？交流電動(dòng)力特點(diǎn)： 1、單相：1

3、）是脈動(dòng)的單方向的電動(dòng)力2）單相穩(wěn)態(tài)交流電動(dòng)力以?xún)杀峨娏黝l率在零和峰值間變化。 3）最大的電動(dòng)力發(fā)生在最大的短路電流時(shí)刻，當(dāng)/2時(shí)，電流的非周期分量最大，可能出現(xiàn)的總電流、電動(dòng)力最大。4）單相系統(tǒng)最大暫態(tài)電動(dòng)力是穩(wěn)態(tài)時(shí)的3.24 倍。交流單相短路最大電動(dòng)力極限可達(dá)穩(wěn)態(tài)最大電動(dòng)力的4倍。2、三相： 1）三相穩(wěn)態(tài)交流電動(dòng)力當(dāng)導(dǎo)體作直列布置時(shí)中間相導(dǎo)體受力最大，并以?xún)杀?電流頻率在正、負(fù)峰值間變化，力的峰值為單相穩(wěn)態(tài)最大力的0.866倍 2）三相交流短路電動(dòng)力同樣是中間相導(dǎo)體受力最大，力的正、負(fù)峰值為單相穩(wěn)態(tài)最大力的2.8倍。 1.16 三相短路時(shí)，各項(xiàng)導(dǎo)線所受電動(dòng)力是否相同？不同。三相交流對(duì)稱(chēng)短路

4、時(shí)，中間B相所受的最大電動(dòng)力是A、B、C三相導(dǎo)體中各項(xiàng)所受最大電動(dòng)力之最。力的正、負(fù)峰值為單相穩(wěn)態(tài)最大力的2.8倍。 2.2電接觸和觸頭是同一概念么？答：否。賴(lài)以保證電流流通的到體檢的聯(lián)系稱(chēng)為電接觸，是一種物理現(xiàn)象。通過(guò)相互接觸以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電的具體物件稱(chēng)為電觸頭（簡(jiǎn)稱(chēng)觸頭），它是接觸時(shí)接通電路、操作時(shí)因其相對(duì)運(yùn)動(dòng)而斷開(kāi)或閉合電路的兩個(gè)或兩個(gè)以上的導(dǎo)體。2.3觸頭有哪幾個(gè)基本參數(shù)？答：開(kāi)距、超程、初壓力、終壓力。2.4觸頭大體上分為幾類(lèi)？對(duì)它們各有什么基本要求？ 答：大體上分為連接觸頭和換接觸頭。對(duì)連接觸頭的要求：在其所在裝置的使用期限內(nèi)，應(yīng)能完整無(wú)損地長(zhǎng)期通過(guò)正常工作電流和短時(shí)通過(guò)規(guī)定的故障電流。

5、電阻應(yīng)當(dāng)不大且穩(wěn)定，既能耐受周?chē)橘|(zhì)的作用，又能耐受溫度變化引起的形變和通過(guò)短路電流時(shí)所產(chǎn)生的電動(dòng)力此二者的機(jī)械作用。對(duì)換接觸頭的要求：電阻小而穩(wěn)定，并且耐電弧、抗熔焊和電侵蝕。2.5觸頭的分?jǐn)噙^(guò)程是怎樣的？答：由于超程的存在，觸頭開(kāi)始分?jǐn)鄷r(shí)，電路并沒(méi)有斷開(kāi)，僅僅是動(dòng)觸頭朝著與靜觸頭分離的方向運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，超程和接觸壓力都逐漸減小，接觸點(diǎn)也減小。及至極限狀態(tài)、僅剩一個(gè)點(diǎn)接觸是，接觸面積減至最小，電流密度非常巨大，故電阻和溫升劇增。以致觸頭雖仍閉合，但接觸處的金屬已處于熔融狀態(tài)。此后，動(dòng)觸頭繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，終于脫離，但動(dòng)靜觸頭間并未形成間隙，而由熔融的液態(tài)金屬橋所維系著。液態(tài)金屬的電阻率遠(yuǎn)大于固體金屬的

6、，故金屬橋內(nèi)熱量高度集中，使其溫度達(dá)到材料的沸點(diǎn)，并隨即發(fā)生爆炸形式的金屬橋斷裂過(guò)程，觸頭間隙也形成了。 金屬橋剛斷裂時(shí)，間隙內(nèi)充滿(mǎn)著空氣或其他介質(zhì)及金屬蒸汽，他們均具有絕緣性質(zhì)。于是，電流被瞬時(shí)截?cái)?，并產(chǎn)生過(guò)電壓，將介質(zhì)和金屬蒸汽擊穿，使電流以火花放電乃至電弧的形式重新在間隙中流通。此后，隨著動(dòng)觸頭不斷離開(kāi)靜觸頭以及各種熄弧因素作用，電弧終將轉(zhuǎn)化為非自持放電并最終熄滅，使整個(gè)觸頭間隙稱(chēng)為絕緣體，觸頭分?jǐn)嘟Y(jié)束。2.6何為電離和消電離？他們各有哪幾種形式？ 答：電離：電子獲得足以脫離原子核束縛的能量，它便逸出成為自由電子而失去電子的原子成為正離子。電離有表面發(fā)射和空間電離兩種形式。表面發(fā)射發(fā)生于

7、金屬電極表面：熱發(fā)射、場(chǎng)致發(fā)射、光發(fā)射、二次電子發(fā)射?？臻g電離發(fā)生在觸頭間隙：光電離、碰撞電離、熱電離。消電離：電離氣體中的帶電粒子自身消失或失去電荷而轉(zhuǎn)化為中性粒子的現(xiàn)象。消電離：復(fù)合和擴(kuò)散。2.7電弧的本質(zhì)是什么？電弧電壓和電場(chǎng)是怎樣分布的？答：電弧是生成于氣體中的熾熱電流、是高溫氣體中的離子化放電通道，是充滿(mǎn)電離過(guò)程和消電離過(guò)程的熱電統(tǒng)一體。電弧電壓：兩近極區(qū)壓降基本不變?；≈鶇^(qū)內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度近乎恒值。2.8試分析直流電弧的熄滅條件。答：熄滅直流電弧，必須消除穩(wěn)定燃弧點(diǎn)。常采用以下措施來(lái)達(dá)到熄弧的條件1）拉長(zhǎng)電弧或?qū)ζ鋵?shí)行人工冷卻2）增大近極區(qū)電壓降3）增大弧柱電場(chǎng)強(qiáng)度E2.9試分析交流電弧

8、的熄滅條件，并闡述介質(zhì)恢復(fù)過(guò)程和電壓恢復(fù)過(guò)程。答：交流電弧的熄滅條件：在零休期間，弧隙的輸入能量恒小于輸出能量，因而無(wú)熱積累；在電流過(guò)零后，恢復(fù)電壓又不足以將已形成的弧隙介質(zhì)擊穿。 介質(zhì)恢復(fù)過(guò)程：近極區(qū)：1)、電弧電流過(guò)零后弧隙兩端的電極立即改變極性，(新近陰極表面，僅留下少量正離子。)2)、這樣以致無(wú)法形成場(chǎng)致發(fā)射3)、由于電流過(guò)零，溫度低亦難以產(chǎn)生熱發(fā)射。4)、在極短的時(shí)間內(nèi)形成了150250V的介質(zhì)強(qiáng)度?；≈鶇^(qū)：分為熱擊穿和電擊穿兩個(gè)階段。若弧隙取自電源的能量大于其散發(fā)出的能量,將迅速減小，剩余電流不斷增大，使電弧重新燃燒.熱擊穿當(dāng)弧隙兩端的電壓足夠高時(shí)，仍可能將弧隙內(nèi)的高溫氣體擊穿，重

9、新燃弧。電擊穿。電壓恢復(fù)過(guò)程：電弧電流過(guò)零后，弧隙兩端的電壓將由零或反向的電弧電壓上升到此時(shí)的電源電壓。這一電壓上升的過(guò)程成為電壓恢復(fù)過(guò)程，此過(guò)程中的弧隙電壓稱(chēng)為恢復(fù)電壓。2.10為什么熄滅電感性電路中的電弧要困難些？答：因熄滅電弧的最佳時(shí)機(jī)為零休期間，而此時(shí)，電壓最大，易于發(fā)生擊穿，發(fā)生電弧擊穿弧隙介質(zhì)。2.11何謂近陰極效應(yīng)？它對(duì)熄滅哪一種電弧更有意義答：電弧電流過(guò)零后弧隙兩端的電極立即改變極性。在新的近陰極區(qū)內(nèi)外，電子運(yùn)動(dòng)速度為正離子的成千倍，故它們于剛改變極性時(shí)即迅速離開(kāi)而移向新的陽(yáng)極，使此處僅留下正離子。同時(shí)，新陰極正是原來(lái)的陽(yáng)極，附近正離子并不多，以致難以在新陰極表面產(chǎn)生場(chǎng)致發(fā)射以

10、提供持續(xù)的電子流。另外，新陰極在電流過(guò)零前后的溫度已降至熱電離溫度以下，亦難以借熱發(fā)射提供持續(xù)的電子流。因此，電流過(guò)零后只需經(jīng)過(guò)0.11 ，即可在近陰極區(qū)獲得150250V的介質(zhì)強(qiáng)度。出現(xiàn)于近陰極區(qū)的這種現(xiàn)象稱(chēng)為近陰極效應(yīng)。對(duì)于熄滅低壓交流電弧更有意義。2.12 試通過(guò)電弧的電壓方程分析各種滅弧裝置的作用？滅弧裝置（1）、滅弧裝置 1簡(jiǎn)單開(kāi)斷； 2磁吹滅弧裝置； 3縱縫滅弧裝置； 4絕緣柵片滅弧裝置； 5金屬柵片滅弧裝: 6固體產(chǎn)氣滅弧裝置， 7石英砂滅弧裝置； 8變壓器油滅弧裝置； 9壓縮空氣滅弧裝置:10SF6滅弧裝置； 11真空滅弧裝置。 （2）輔助方法： 1在弧隙兩瑞并聯(lián)電阻； 2.

11、附加同步開(kāi)斷裝置； 3附加晶閘管裝置。1、滅弧裝置的滅弧原理主要有： (1)在大氣中依靠觸頭分開(kāi)時(shí)的機(jī)械拉長(zhǎng)，使電弧增大 (2)利用流過(guò)導(dǎo)電回路或特制線圈的電流在燃弧區(qū)產(chǎn)生磁場(chǎng)，使電弧迅速移動(dòng)和拉長(zhǎng)； (3)依靠磁場(chǎng)的作用，將電弧驅(qū)入用耐弧材料制成的狹縫中，以加強(qiáng)電弧的冷卻和消電離； (4)用金屬板將電弧分隔成許多串聯(lián)的短?。?(5)在封閉的滅弧室中，利用電弧自身能量分解固體材料，產(chǎn)生氣體，以提高滅弧室中的壓力，或者利用產(chǎn)生的氣體進(jìn)行吹?。?(6)利用電弧自身能量，使變壓器油分解成含有大量氫氣的氣體并建立起很高的壓力，再利用此壓力推動(dòng)冷油和氣體去吹??；(7)利用壓縮空氣吹??； (8)利用SF6

12、氣體吹??； (9)在高真空中開(kāi)斷觸頭，利用弧隙中由電極金屬蒸汽形成的弧柱在電流過(guò)零時(shí)迅速擴(kuò)散的原理進(jìn)行滅??； (10)利用石英砂等固體顆粒介質(zhì)，限制電弧直徑的擴(kuò)展和加強(qiáng)冷卻。2.13怎樣才能實(shí)現(xiàn)無(wú)弧分?jǐn)?？答：一般有兩種方法：一是在交變電流自然過(guò)零時(shí)分?jǐn)嚯娐?，同時(shí)以極快的速度使動(dòng)靜觸頭分離到足以耐受恢復(fù)電壓的距離，使電弧甚弱或無(wú)從產(chǎn)生；二是給觸頭并聯(lián)晶閘管，并使之承擔(dān)電路的通斷，而觸頭僅在穩(wěn)態(tài)下工作。2.14 接觸電阻是怎樣產(chǎn)生的？影響它的因素有哪些？答：兩相互接觸的導(dǎo)體間的電導(dǎo)是在接觸壓力作用下形成的，該壓力使導(dǎo)體彼此緊壓并以一定的面積互相接觸。實(shí)際接觸面縮小到局限于少量的a斑點(diǎn)引起了束流現(xiàn)象

13、、即電流線收縮現(xiàn)象，束流現(xiàn)象將引起稱(chēng)為束流電阻 的電阻增量。接觸面暴露在大氣中會(huì)導(dǎo)致表面膜層的產(chǎn)生，表面膜層導(dǎo)致的電阻增量稱(chēng)為膜層電阻 ，其隨機(jī)性非常大，難以解析計(jì)算。因此，電接觸導(dǎo)致了電阻增量接觸電阻 。影響因素：接觸形式、接觸壓力、表面狀況、材料性能。2.15觸頭的接通過(guò)程為什么通常伴隨著機(jī)械振動(dòng)？怎樣減弱機(jī)械振動(dòng)？答：觸頭的碰撞、電磁機(jī)構(gòu)中銜鐵與鐵心接觸時(shí)的撞擊以及短路電流通過(guò)觸頭時(shí)產(chǎn)生的巨大電動(dòng)斥力，均可引起觸頭振動(dòng)。 適當(dāng)減小動(dòng)觸頭的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度，增大觸頭初壓力，對(duì)減輕振動(dòng)是有益的。2.16何為熔焊？它有幾種形式？答：動(dòng)靜觸頭因被加熱而熔化、以致焊在一起無(wú)法正常分開(kāi)的現(xiàn)象稱(chēng)為觸頭的

14、熔焊。有靜熔焊和動(dòng)熔焊兩種形式。2.17何為冷焊？如何防止發(fā)生冷焊？答：繼電器所用貴金屬觸頭當(dāng)接觸面上的氧化膜（它本來(lái)就不易生成）被破壞、因而純金屬接觸面增大時(shí)，因金屬受壓力作用致使連接處的原子或分子結(jié)合在一起的現(xiàn)象稱(chēng)為冷焊。為防止發(fā)生冷焊，一般通過(guò)實(shí)驗(yàn)，在觸頭及其鍍層材料的選擇方面采取適當(dāng)?shù)拇胧?.18在長(zhǎng)期通電的運(yùn)行過(guò)程中，接觸電阻是否不變？為什么？答：接觸電阻會(huì)發(fā)生變化。會(huì)出現(xiàn)軟化、熔化現(xiàn)象，會(huì)破壞膜層，導(dǎo)致接觸電阻變化。2.19 觸頭電侵蝕有幾種形式？它與哪些因素有關(guān)？如何減小電侵蝕？答： 橋蝕（陽(yáng)極遭受侵蝕），火花放電（陰極遭受侵蝕）和弧蝕（陽(yáng)極侵蝕）保證運(yùn)行：設(shè)定能夠補(bǔ)償其電侵蝕

15、的超程。2.21對(duì)觸頭材料有何要求？答：具有低的電阻率和電阻溫度系數(shù);具有高的最小燃弧電壓和最小燃弧電流;具有高的熱導(dǎo)率、比熱容、以及高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn);具有高的抗氧化和抗化學(xué)腐蝕能力;具有適當(dāng)?shù)挠捕群土己?的工節(jié)性能。2.23真空開(kāi)關(guān)電器使用什么觸頭材料？答：銅鉍銀合金，銅鉍鈰合金等。3.1電磁機(jī)構(gòu)在電器中有何作用？答：電磁機(jī)構(gòu)由磁系統(tǒng)和勵(lì)磁線圈組成，廣泛用于電器中作為電器的感測(cè)元件（接受輸入信號(hào)），驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（實(shí)行能量轉(zhuǎn)換）以及滅弧裝置的磁吹源。既可以單獨(dú)成為一類(lèi)電器，諸如牽引電磁鐵、制動(dòng)電磁鐵、起重電磁鐵和電磁離合器等，也可以作為電器的部件，如各種電磁開(kāi)關(guān)電器和電磁脫扣器的感測(cè)部件、電磁操動(dòng)機(jī)

16、構(gòu)的執(zhí)行部件。3.2 何為磁性材料，它有何特點(diǎn)？答：磁性材料是具有鐵磁性質(zhì)的材料，它包含鐵、鎳、鈷、釓等元素以及它們的合金。 最大的特點(diǎn)是具有比其他材料高數(shù)百到數(shù)萬(wàn)倍的磁導(dǎo)率，同時(shí)其磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度之間存在非常復(fù)雜的非線性關(guān)系。3.3磁性材料的磁化曲線有幾種？它們有何區(qū)別？工程計(jì)算時(shí)應(yīng)使用哪一種磁化曲線？答：有2種：起始磁化曲線、基本磁化曲線（平均磁化曲線，含直流磁化曲線和交流磁化曲線兩個(gè)亞種）。 起始磁化曲線是以去磁的磁性材料磁化所得的曲線。 基本磁化曲線是由許多不飽和對(duì)稱(chēng)磁滯回線頂點(diǎn)連接而成的。 工程計(jì)算時(shí)應(yīng)使用基本磁化曲線，直流磁化曲線和交流磁化曲線分別適用于直流磁路計(jì)算和交流磁路計(jì)

17、算.3.4何謂軟磁材料和硬磁材料？它們各有何特點(diǎn)？常用的軟磁材料有哪些？答：矯頑力小，磁滯回線很窄的磁性材料稱(chēng)為軟磁材料。其矯頑力小，磁導(dǎo)率高，剩磁不大，所以磁滯現(xiàn)象不明顯。常用的有電工純鐵、硅鋼、高磁導(dǎo)率合金、高頻軟磁材料、非晶態(tài)軟磁合金。 矯頑力大，磁滯回線很寬的磁性材料稱(chēng)為硬磁材料。矯頑力大，磁滯回線寬，且最大磁能積大。3.5 試述磁場(chǎng)的基本物理量和基本定律。答：磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量B、磁場(chǎng)強(qiáng)度H、磁導(dǎo)率、磁通為磁場(chǎng)的基本物理量。 磁通連續(xù)性定理：磁場(chǎng)中任一封閉曲面內(nèi)不論有無(wú)載流導(dǎo)體，進(jìn)入該曲面的磁通恒等于自該曲面穿出的磁通。 安培環(huán)路定律：磁場(chǎng)強(qiáng)度 沿任一閉合回路 的線積分等于穿越該回路界定

18、面積所有電流之和。3.6試述磁路的特點(diǎn)及其基本定律。答：磁路的特點(diǎn)：a) 由于磁路主體磁導(dǎo)體的磁導(dǎo)率不是常數(shù)，而是H值的非線性函數(shù)，所以磁路是非線性的。b) 磁導(dǎo)體與磁導(dǎo)率相差35個(gè)數(shù)量級(jí)，故忽略泄露磁通可能導(dǎo)致不能容許的誤差。c) 雖然泄露磁通處處存在，但主要集中于磁導(dǎo)體之間，所以構(gòu)成等效磁路時(shí)，也只考慮這部分泄露磁通d) 磁動(dòng)勢(shì)由整個(gè)線圈產(chǎn)生，它是分布性的，泄露磁通也存在于整個(gè)磁導(dǎo)體之間，同樣是分布性的，因而磁路也是分布性的。e)磁通并不是實(shí)體，所以說(shuō)它通過(guò)磁導(dǎo)體不過(guò)是一種計(jì)算手段，絕無(wú)任何物質(zhì)流動(dòng)，當(dāng)然也無(wú)能量損耗與交換。基本定律：磁路的基爾霍夫第一定律和磁路的基爾霍夫第二定律。磁路的基

19、爾霍夫第一定律：將封閉曲面取在磁路分支處的一點(diǎn)（稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)），則進(jìn)入及流出該點(diǎn)的磁通代數(shù)和恒等于零。磁路的基爾霍夫第二定律：磁路中沿任一閉合回路的磁壓降的代數(shù)等于回路中各磁動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。3.7試述電磁機(jī)構(gòu)計(jì)算的基本任務(wù)。答：設(shè)計(jì)任務(wù)和驗(yàn)算任務(wù)。 設(shè)計(jì)任務(wù)是根據(jù)電器及其他電工裝置對(duì)其電磁機(jī)構(gòu)的技術(shù)要求，設(shè)計(jì)出外形尺寸、重量、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性等均屬上乘的電磁機(jī)構(gòu)。驗(yàn)算任務(wù)是根據(jù)已有的電磁機(jī)構(gòu)的參數(shù)計(jì)算其特性校核其是否符合電器或電工裝置的要求。3.8 計(jì)算氣隙磁導(dǎo)的解析法有何特點(diǎn)？ 答：解析法計(jì)算磁導(dǎo)具有概念清晰的特點(diǎn)，但適用性很差。通常，只有銜鐵與鐵心已閉合或接近閉合時(shí)，才應(yīng)用這種公式計(jì)算氣隙磁導(dǎo)。3

20、.9 分磁環(huán)及其作用。答：交流分量的存在，使得交流磁路容易形成有害噪音和振動(dòng)。分磁環(huán)：導(dǎo)體短路環(huán)，把磁極分成兩部分或以上，用分磁環(huán)套住部分磁極，短路環(huán)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而產(chǎn)生一個(gè)穿越分磁環(huán)的磁通，它與原磁通出現(xiàn)一定的相伴差，它們產(chǎn)生的吸力疊加后，使最小吸力大于反力，從而消除振動(dòng)。3.12 磁路計(jì)算的復(fù)雜性表現(xiàn)在哪里？1、分布性 2、非線性 3、磁滯現(xiàn)象導(dǎo)致非線性更復(fù)雜3.15 交流磁路和直流磁路的計(jì)算有何異同？一、交流磁路特點(diǎn)：1)交變磁場(chǎng)中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象不能忽略交流磁路計(jì)算要應(yīng)用基爾霍夫定律和電磁感應(yīng)定律2)電、磁間的作用不同交流磁路中電與磁相互作用直流磁路的穩(wěn)態(tài)時(shí)，只有激磁線圈的電對(duì)磁

21、導(dǎo)體的磁的單方向的作用并勵(lì)交流磁路是恒磁鏈變安匝特性：這使得磁路的計(jì)算、歸算漏磁導(dǎo)的表達(dá)式都不同于直流磁路3)鐵損存在 磁滯和渦流損耗 勵(lì)磁電流存在與磁通相同的磁化分量，以及超前磁通90º的損耗分量磁路及其計(jì)算屬于復(fù)數(shù)域4）勵(lì)磁線圈的阻抗是磁路參數(shù)的函數(shù)5）分磁環(huán) 短路的導(dǎo)體環(huán)，嵌放于磁極端面；交流磁通存在兩個(gè)過(guò)零點(diǎn)/周期。3.23 單相電磁機(jī)構(gòu)為什么需要分磁環(huán)？分磁環(huán)是否可以用磁性材料制造？單相電磁機(jī)構(gòu)具有銜鐵會(huì)發(fā)生振動(dòng)的缺點(diǎn), 為克服此缺點(diǎn)，故需要。通常認(rèn)為，磁性材料是指由過(guò)度元素鐵、鈷、鎳及其合金等能夠直接或間接產(chǎn)生磁性的物質(zhì)。3.27 為保證吸合動(dòng)作的可靠性，電磁機(jī)構(gòu)的靜態(tài)特

22、性與機(jī)械反力特性應(yīng)怎樣配合?1) 靜態(tài)特性位于反力特性（折線2)上2）曲線3積聚的動(dòng)能大于折線2，即陰影部分面積I大于面積2，保證可靠吸合同時(shí)又可以減小沖擊課后練習(xí)：P150 練習(xí)4.2，4.94.2 試述低壓電器的主要特點(diǎn)和分類(lèi)？ 答： 按使用場(chǎng)所，低壓電器分為配電電器和控制電器兩大類(lèi)。配電電器主要用于配電系統(tǒng)，起對(duì)線路的通斷、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)作用。 特點(diǎn)：工作可靠，通斷能力高，有足夠的動(dòng)、熱穩(wěn)定性?？刂齐娖髦饕糜陔娏︱?qū)動(dòng)控制系統(tǒng)和用電設(shè)備，起控制及保護(hù)等作用。 特點(diǎn)：工作準(zhǔn)確可靠、操作頻率高，壽命長(zhǎng)。4.9 接觸器常用滅弧裝置有哪幾種？它們有何特點(diǎn)？答：1）、陶土滅弧罩：利用觸頭回路產(chǎn)生

23、電動(dòng)力拉長(zhǎng)電弧，使之與陶土滅弧罩接觸，為其冷卻而熄滅。這種滅弧罩最簡(jiǎn)單的滅弧裝置，適用于小容量的交流接觸器。 2）、柵片滅弧室：主要用于交流接觸器，利用電流自然過(guò)零時(shí)的近陰極效應(yīng)和柵片的冷卻作用熄弧。 3）、串聯(lián)磁吹滅?。褐饕糜谥绷鹘佑|器和重任務(wù)的交流接觸器。電弧在磁吹線圈產(chǎn)生的電動(dòng)力作用下迅速進(jìn)入滅弧室，為其室壁冷卻而熄弧。缺點(diǎn)：噴弧距離大，聲光效應(yīng)大，過(guò)電壓較高；熄滅交流電弧時(shí)，可能發(fā)生電弧反吹現(xiàn)象。5.1 配電電器包含那些電器？它們?cè)谂潆娤到y(tǒng)中起何作用？刀開(kāi)關(guān)（單投）和刀形轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（雙投）：1、簡(jiǎn)單的刀開(kāi)關(guān)主要用在負(fù)載切除后隔離電源以確保檢修人員的安全。2、有些刀開(kāi)關(guān)由于采用了快速觸刀

24、結(jié)構(gòu)，并裝有滅弧室，也可以非頻繁地接通和分?jǐn)嘈∪萘康牡蛪汗╇娋€路。3、刀開(kāi)關(guān)還可與熔斷器組合成為負(fù)荷開(kāi)關(guān)級(jí)熔斷式刀開(kāi)關(guān)（俗稱(chēng)刀熔開(kāi)關(guān)）。負(fù)荷開(kāi)關(guān)；1、有一定的接通、分?jǐn)嗄芰投搪贩謹(jǐn)嗄芰Γ勺鳛椴活l繁地接通和分?jǐn)嚯娐返氖謩?dòng)式電器，其短路分?jǐn)嗄芰τ扇蹟嗥鞯姆謹(jǐn)嗄芰Q定。低壓熔斷器；1、串聯(lián)在電路中，當(dāng)電路發(fā)生過(guò)載或短路時(shí)，其熔體熔化并分?jǐn)嚯娐贰?、由于其分?jǐn)嗄芰拖蘖髂芰σ呀?jīng)超過(guò)斷路器，故不僅能用于保護(hù)半導(dǎo)體元器件，而且可作為斷路器的后備保護(hù)。低壓斷路器；1、當(dāng)電路發(fā)生過(guò)載、短路或電壓過(guò)低等故障時(shí)，能夠自動(dòng)分?jǐn)嚯娐罚Ｗo(hù)電氣設(shè)備和線路。2、在正常情況下，又可用于非頻繁地接通和分?jǐn)嗑€路。漏電保護(hù)開(kāi)

25、關(guān)：低壓電網(wǎng)人身觸電保護(hù)功能漏電保護(hù)斷路器：低壓電網(wǎng)人身觸電保護(hù)和電氣設(shè)備漏電保護(hù)。為漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)與斷路器融為一體的電器。5.3 熔斷器有哪些主要技術(shù)參數(shù)？額定電流 額定電壓 分?jǐn)嗄芰?保護(hù)特性 I*I t 特性5.8 低壓斷路器有哪些基本組成部？它可以裝設(shè)哪些脫扣器？答：低壓斷路器主要組成部分：1、觸頭系統(tǒng)；2、滅弧系統(tǒng)；3、各種脫扣；4、開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)；5、構(gòu)架或外殼?？裳b設(shè)的脫扣器：過(guò)電流脫扣器；電磁式分壓脫扣器；分勵(lì)脫扣器；熱雙金屬脫扣器；油阻尼脫扣器；多功能半導(dǎo)體脫扣器。6.1 試述高壓電器的分類(lèi)方法并分析他們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的作用？1、按照用途分類(lèi)高壓電器可分為：a、開(kāi)關(guān)電器： 用來(lái)關(guān)合及開(kāi)

26、斷電路的電器。 1）斷路器DK 在電路正常工作和發(fā)生故障時(shí)（如短路）關(guān)合和開(kāi)斷電路。 2）隔離開(kāi)關(guān)G 將高壓設(shè)備與電源隔離，以保證檢修工作人員的安全。 3）熔斷器RN 在電路發(fā)生過(guò)載或短路時(shí)依靠熔件的熔斷開(kāi)斷電路。 4）負(fù)荷開(kāi)關(guān)FW 在電路正常工作或過(guò)載時(shí)關(guān)合和開(kāi)斷電路，它不能開(kāi)斷短路電流。b、限制電器： 用來(lái)限制電路中的電壓和電流的電器。4）電抗器 主要用來(lái)限制電路中的短路電流。 某些類(lèi)型的熔斷器也有限制短路電流的作用2）避雷器 用來(lái)限制電路中的過(guò)電壓或過(guò)電流的電器。c、變換電器： 用來(lái)交換電路中的電壓和電流使之便于檢測(cè)的電器。1) 電流互感器 用來(lái)交換電路中的電流，以便供電給測(cè)量?jī)x表、繼電

27、器或 自動(dòng)裝置 ，并使之與高壓電路隔離的電器。2）電壓互感器 用來(lái)交換電路中的電壓，以便供電給測(cè)量?jī)x表、繼電器或 自動(dòng)裝置 ，并使之與高壓電路隔離的電器。組合電器：將上述幾種電器，按一定的線路裝配成一個(gè)電器整體的電器組合為組合電器。2.按照安裝地點(diǎn)分類(lèi)（1）戶(hù)內(nèi)式：裝在建筑物內(nèi)，一般工作在35kV及以下的電壓等級(jí)。（2）戶(hù)外式：適用于安裝在露天，一般工作在35kV及以上的電壓等級(jí)。3.按照電流制式分類(lèi) （1）交流電器：它是工作于三相或單相工頻交流制的電器，極少數(shù)工作在非工頻系統(tǒng)。 （2）直流電器：工作于直流制的電器，常用于電氣化鐵道城市交通系統(tǒng)。4、按照高壓電器的功能不同，可以分為三大類(lèi)，即開(kāi)

28、關(guān)電器、量測(cè)電器和限流、限壓電器。5、對(duì)所有高壓電器的統(tǒng)一要求是： 所有的高壓電器都應(yīng)滿(mǎn)足運(yùn)行可靠、工作靈活，同時(shí)還必須考慮經(jīng)濟(jì)條件。6、高壓電器的作用： 高壓電器是指在高電壓的電路中用來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的關(guān)合、開(kāi)斷、控制、保護(hù)、調(diào)節(jié)和量測(cè)作用的電器。6.3 試分析對(duì)高壓斷路器的主要技術(shù)要求？高壓斷路器的技術(shù)參數(shù)有：（1）額定電壓 是指斷路器所能承受的正常工作電壓。額定電壓指的是線電壓，在銘牌上標(biāo)明。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其電壓等級(jí)有：10kV；35Kv；60kV；110kV；220kV；330kV；500kV各級(jí)。（2）最高工作電壓 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于額定電壓在220kV以下的斷路器其最高工作電壓為額

29、定電壓的l l l 15倍；對(duì)于 330kV的斷路器規(guī)定為額定電壓的 1 1倍。（3）額定電流 是指銘牌上所標(biāo)明的斷路器在規(guī)定環(huán)境溫度下可以長(zhǎng)期通過(guò)的最大工作電流。（4）額定開(kāi)斷電流 它是斷路器在額定電壓下能可靠切斷的最大電流，稱(chēng)為額定開(kāi)斷電流。當(dāng)斷路器在不等于額定電壓的情況下工作時(shí)，斷路器能可靠切斷的最大電流，稱(chēng)為該電壓下的開(kāi)斷電流。（5）額定斷流容量 又稱(chēng)額定遮斷容量或開(kāi)斷能力。一個(gè)斷路器額定斷流容量與額定開(kāi)斷電流、額定線電壓有關(guān)，即： SKN=3UINIKN式中 SKN額定斷流容量（ MVA）； UIN額定線電壓（kV）； IKN額定開(kāi)斷電流（A）。（6）動(dòng)穩(wěn)定電流 它是指斷路器在合閘位

30、置時(shí)所允許通過(guò)的最大短路電流，又稱(chēng)極限通過(guò)電流。（7）熱穩(wěn)定電流 熱穩(wěn)定電流是斷路器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)允許通過(guò)的短路電流值，一般用有效值來(lái)表示。 熱穩(wěn)定電流標(biāo)明了斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的能力。（8）合閘時(shí)間 自發(fā)出合閘信號(hào)起，到斷路器的主觸頭剛剛接通為止的一段時(shí)間，稱(chēng)為斷路器的合閘時(shí)間。 （9）分閘時(shí)間 是指從分閘線圈接通起，到斷路器三相電弧完全熄滅為止的一段時(shí)間。（10）觸頭行程 觸頭從起始位置到終止位置所經(jīng)過(guò)的距離。（11）觸頭超程 動(dòng)、靜觸頭接觸后，動(dòng)觸頭繼續(xù)前行的距離。（12）剛分速度 指斷路器分閘過(guò)程中，動(dòng)觸頭剛剛分離時(shí)的速度。（13）剛合速度 指斷路器合閘過(guò)程中，觸頭剛接觸時(shí)，動(dòng)觸頭的

31、移動(dòng)速度。 另外，還有三相同期、油重、總重、無(wú)電流間隔時(shí)間等技術(shù)參數(shù)。6.4 試述少油斷路器滅弧室的種類(lèi)和每種滅弧室的特點(diǎn)？少油斷路器的滅弧方式是采用橫吹、縱吹和附加油流的機(jī)械油吹三種方式聯(lián)合作用。滅弧室：由絕緣材料制成并裝設(shè)在觸頭周?chē)?，用以限制電弧、并產(chǎn)生高速氣流對(duì)電弧進(jìn)行強(qiáng)烈氣吹而使電弧熄滅。按照產(chǎn)生氣吹的能源 滅弧室可以分為3類(lèi)。（1）自能氣吹式滅弧室：利用電弧自身的能量使油分解出氣體，提高滅弧室中的壓力，當(dāng)吹弧口打開(kāi)時(shí)，由于滅弧室內(nèi)外的壓力差而在吹弧口產(chǎn)生高速油氣流，對(duì)電弧進(jìn)行氣吹而使之熄滅。（2）外能氣吹式滅弧室：利用外界能量(通常是由油斷路器合閘過(guò)程中被貯能的彈簧提供)在分?jǐn)噙^(guò)程中

32、推動(dòng)活塞，提高滅弧室的壓力驅(qū)動(dòng)油氣吹弧而熄滅電弧。也有稱(chēng)此為強(qiáng)迫油吹式滅弧室。（3）綜合式滅弧室：它綜合了自能吹弧和外能吹弧的優(yōu)點(diǎn)，利用電弧自身的能量來(lái)熄滅大電流電弧，利用外界能量來(lái)熄滅小電流電弧，并可改善分?jǐn)嗵匦?。這種滅弧室結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，但分?jǐn)嘈阅芎?。超高壓少油斷路器中大多?shù)采用這種滅弧室。按照主要吹弧形式：可將油斷路器的滅弧室分別稱(chēng)為縱吹滅弧室、橫吹滅弧室、縱橫吹滅弧室和環(huán)吹滅弧室等。6.6 試述真空滅弧室及真空斷路器的特點(diǎn)？真空滅弧室：是利用高真空工作絕緣滅弧介質(zhì),靠密封在真空中的一對(duì)觸頭來(lái)實(shí)現(xiàn)電力電路的通斷功能的一種電真空器件。具有節(jié)能、節(jié)材、防火、防爆、體積小、壽命長(zhǎng)、維護(hù)費(fèi)低、運(yùn)行可

33、靠 無(wú)污染等特點(diǎn)。真空滅弧室從用途上又分為斷路器用滅弧室和負(fù)荷開(kāi)關(guān)用滅弧室，斷路器滅弧室主要用于電力部門(mén)中的變電站和電網(wǎng)設(shè)施負(fù)荷開(kāi)關(guān)用滅弧室主要用于電網(wǎng)的終端用戶(hù)。工作原理：當(dāng)其斷開(kāi)一定數(shù)值的電流時(shí),動(dòng)靜觸頭在分離的瞬間,電流收縮到觸頭剛分離的 一點(diǎn)上,出現(xiàn)電極間電阻劇烈增大和溫度迅速提高,直至發(fā)生電極金屬的蒸發(fā),同時(shí)形成極高的電場(chǎng)強(qiáng)度,導(dǎo)致極強(qiáng)烈的發(fā)射和間隙擊穿,產(chǎn)生真空電弧,當(dāng)工頻電流接近零時(shí),同時(shí)也是觸頭開(kāi)距的增大,真空電弧的等離子體很快向四周擴(kuò)散,電弧電流過(guò)零后,觸頭間隙的介質(zhì)迅速由導(dǎo)電體變?yōu)榻^緣體,于是電流被分?jǐn)?。由于觸頭的特殊構(gòu)造,燃弧期間觸頭間隙會(huì)產(chǎn)適當(dāng)?shù)目v向磁場(chǎng),這個(gè)磁場(chǎng)可使電

34、弧均勻分布在觸頭表面,維持低的電弧電壓,從而使真空滅弧室具有較高弧后介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度,小的電弧能量和小的腐蝕速率。這樣,就提高了真空滅弧室開(kāi)斷電流的能力和使用壽命。真空斷路器： 因其滅弧介質(zhì)和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質(zhì)都是高真空而得名；真空斷路器的主要優(yōu)缺點(diǎn) 主要優(yōu)點(diǎn)：（1）觸頭開(kāi)距小、動(dòng)作快； （2）燃弧時(shí)間短，觸頭燒損輕； （3）壽命長(zhǎng)，適于頻繁操作； （4）體積小，重量輕、適于頻繁操作、真空滅弧室不需要檢修，維修工作量?。?（5）防火、防爆性能好； 主要缺點(diǎn)：（1）制造工藝復(fù)雜，造價(jià)高； （2）監(jiān)視真空度變化的簡(jiǎn)易裝置尚未解決； （3）開(kāi)斷電流小時(shí)，有可能產(chǎn)生較高的過(guò)電壓，需要采取降低過(guò)電壓的措施。 課本練習(xí)：P218 7.1,7.5 ,7.6 7.1 隔離開(kāi)關(guān)有何用途？、隔離電源 利用隔離開(kāi)關(guān)斷口的可靠的絕緣