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电气基础知识

电气基础知识

一、常用基本概念

1.何谓有功功率、无功功率、全功率（视在功率）和功率因素

把电能转换为其他形式的能量，如机械能。

光能、声能、热能、化学能，并在用电设备中真实消耗的功率称为有功功率。

如电能转换为光能（电灯），电能转换为热能（电炉），电能转换成化学能（蓄电池充电），电能转换为机械能（电动机）等，用电设备所消耗的功率称为有功功率。

有些电气设备，例如电动机，为了使电动机旋转，需要在定子中产生磁场，为产生磁场而消耗的功率称为无功功率。

变压器必须产生磁场，才能在次级产生感应电压，因此变压器也要消耗无功功率。

无功功率仅仅是完成电能与磁能之间的转换，并不对外做功，也不消耗燃料或其他形式的能量，因此称为无功功率。

但无功功率与有功功率同样重要，没有无功功率，电动机就不能旋转，变压器不能变压，也就没有有功功率。

   有功功率、无功功率、全功率三者成一直角三角形关系。

即（有功功率）2＋（无功功率）2＝（全功率）2。

功率因素用COSφ表示也叫力率，是有功功率与视在功率的比值，即

在一定额定电压和额定电流下，功率因数越高，有功功率所占的比重越大，反之越低。

提高功率因数的意义分两个方面：

在发电机的额定电压、额定电流一定时，发电机的容量即是它的视在功率。

如果发电机在额定容量下运行，输出的有功功率的大小取决于负载的功率因数。

功率因数越低，发电机输出的功率越低，其容量得不到充分利用。

功率因数低，在输电线路上引起较大的电压降和功率损耗。

故当输电线输出功率P一定时，线路中电流与功率因数成反比，即：

当cos

越低时，电流I增大，在输电线阻抗上压降增大，使负载端电压过低。

严重时，影响设备正常运行，用户无法用电。

此外，阻抗上消耗的功率与电流平方成正比，电流增大要引起线损增大。

提高功率因数的措施有：

合理地选择和使用电气设备，用户的同步电动机可以提高功率因数，甚至可以使功率因数为负值，即进相运行。

而感应电动机的功率因数很低，尤其是空载和轻载运行时，所以应该避免感应电动机空载和轻载运行。

发电机、电动机的功率因素在额定负荷下一般为0．8～0．85。

 2.何谓短路

电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时而流过非常大的电流。

其电流值远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。

例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10～15倍。

大容量电力系统中，短路电流可达数万安。

这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。

电气线路上，由于种种原因相接或相碰，产生电流忽然增大的现象称短路。

相线之间相碰叫相同短路；相线与地线、与接地导体或与大地直接相碰叫对地短路。

在短路电流忽然增大时，其瞬间放热量很大，大大超过线路正常工作时的发热量，不仅能使绝缘烧毁，而且能使金属熔化，引起可燃物燃烧发生火灾。

造成短路的主要原因有：

1）.线路老化，绝缘破坏而造成短路；2）.电源过电压，造成绝缘击穿；3）.小动物（如蛇、野兔、猫等）跨接在裸线上；4）.人为的多种乱拉乱接造成；5）.室外架空线的线路松弛，大风作用下碰撞；6）.线路安装过低与各种运输物品或金属物品相碰造成短路。

3.何谓接地

将电气设备的某一部分通过接地装置同大地紧密连接起来。

接地可分为正常接地和非人为的故障接地两类。

保护接地：

为了保证人身安全，将电气设备在正常情况下不带电的金属部分，如电气设备的外壳或构架与大地连接。

工作接地：

为了保证电气设备在正常与事故情况下可靠运行，将电力系统的某一点与大地连接，如电力系统的中性点直接接地或经消弧线圈接地等。

接地作用：

防止人身遭受电击、防止设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害、保障电力系统正常运行

4.何谓“三相四线制”

引出中性线的星形接成，连同三根端线（火线）共四根电源线，这种接法称为“三相四线制”。

5．何谓电气的“四关”、“四对照”、“四禁止”时指什么？

四关：

受令复诵、复审签字、核对模拟、操作监护

四对照：

即对照设备名称、编号、位置、拉合方向

四禁止：

禁止操作人和监护人一起动手操作，失去监护禁止有疑问盲目操作

解释四关：

（值班负责人）接受（工作命令）复诵（工作命令）关、（操作人、监护人、值班负责人）签字审核（操作票）关、（操作人、监护人）模拟（盘）对照（操作票分项）关、（监护人唱票）（操作人复诵）的操作监护关。

解释四对照：

（按操作票操作人、监护人）对照设备名称、对照设备编号、对照设备位置（设备地理位、工作位、试验位、检修位）、对照开关拉合方向（左分绿灯，右合红灯）。

6．何谓倒闸操作

电气设备分为运行、备用（冷备用及热备用）、检修三种状态。

将设备由一种状态转变为另一种状态的过程叫倒闸，所进行的操作叫倒闸操作。

通过操作隔离开关、断路器以及挂、拆接地线将电气设备从一种状态转换为另一种状态或使系统改变了运行方式。

这种操作就叫倒闸操作。

倒闸操作必须执行操作票制和工作监护制。

7．何谓绝缘

所谓绝缘就是使用不导电的物质将带电体隔离或包裹起来，以对触电起保护作用的一种安全措施。

良好的绝缘对于保证电气设备与线路的安全运行，防止人身触电事故的发生是最基本的和最可靠的手段。

　　绝缘通常可分为气体绝缘、液体绝缘和固体绝缘三类。

在实际应用中，固体绝缘仍是最为广泛使用，且最为可靠的一种绝缘物质。

　　有强电作用下，绝缘物质可能被击穿而丧失其绝缘性能。

在上述三种绝缘物质中，气体绝缘物质被击穿后，一旦去掉外界因素（强电场）后即可自行恢复其固有的电气绝缘性能；而固体绝缘物质被击穿以后，则不可逆地完全丧失了其电气绝缘性能。

因此，电气线路与设备的绝缘选择必须与电压等级相配合，而且须与使用环境及运行条件相适应，以保证绝缘的安全作用。

此外，由于腐蚀性气体、蒸气、潮气、导电性粉尘以及机械操作等原因，均可能使绝缘物质的绝缘性能降低甚至破坏。

而且，日光、风雨等环境因素的长期作用，也可以使绝缘物质老化而逐渐失去其绝缘性能。

8、何谓安全距离

为了防止人体触及或接近带电体，防止车辆或其它物体碰撞或接近带电体等造成的危险，在其间所需保持的一定空间距离。

　　对于交流电压的最小安全距离：

　　·10KV及以下——0.70米

　　·20、35KV——1.00米

　　·110KV——1.50米

　　·220KV——3.00米

　　·330KV——4.00米

　　·500KV——5.00米

　　·750kV——8.0米

·1000KV——7.00米

9.何谓继电器

继电器是一种电控制器件。

它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。

通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。

故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

当输入量（如电压、电流、温度等）达到规定值时，继电器使被控制的输出电路导通或断开。

输入量可分为电气量（如电流、电压、频率、功率等）及非电气量（如温度、压力、速度等）两大类。

继电器具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。

广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。

10.何谓熔断器

熔断器是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开；运用这种原理制成的一种电流保护器。

熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。

熔断器是一种过电流保护器。

熔断器主要由熔体和熔管以及外加填料等部分组成。

使用时，将熔断器串联于被保护电路中，当被保护电路的电流超过规定值，并经过一定时间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体，使电路断开，从而起到保护的作用。

以金属导体作为熔体而分断电路的电器，串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，熔体自身将发热而熔断，从而对电力系统、各种电工设备以及家用电器都起到了一定的保护作用。

具有反时延特性，当过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断时间短。

因此，在一定过载电流范围内至电流恢复正常，熔断器不会熔断，可以继续使用。

熔断器主要由熔体、外壳和支座3部分组成，其中熔体是控制熔断特性的关键元件。

二、常用电气工器具

1.验电笔

验电笔是广大电工经常使用的工具之一，用来判别物体是否带电。

它的内部构造是一只有两个电极的灯泡，泡内充有氖气，俗称氖泡，它的一极接到笔尖，另一极串联一只高电阻后接到笔的另一端。

当氖泡的两极间电压达到一定值时，两极间便产生辉光，辉光强弱与两极间电压成正比。

当带电体对地电压大于氖泡起始的辉光电压，而将验电笔的笔尖端接触它时，另一端则通过人体接地，所以验电笔会发光。

验电笔中电阻的作用是用来限制流过人体的电流，以免发生危险。

如何使用验电笔：

1）在测试电器和线路是否带电前应该先在有电的地试一下，看看验电笔是不是完好，以防判断失误而触电。

2）握笔时，用手指按住验电笔的尾部，其余手指握住笔身即可。

3）测电时，笔尖触到测试体上，手接触验电笔的尾部。

如果测试体带电，则验电笔的氖管会发光;若氖管不发光，则说明测试体不带电。

4）验电笔的绝缘电阴小于1兆欧的不能使用。

（我厂配发的验电笔电阻值约1.8-2.0兆欧）

2.兆欧表

手摇式兆欧表外部构造图：

手摇式兆欧表电气原理造图：

使用摇表测量绝缘电阻时要注意：

（1）兆欧表一般有500、1000、2500伏几种，应按设备的电压等级按规定选好哪一种兆欧表。

（2）测量设备的绝缘电阻时，必须先切断电源，对具有较大电容的设备（如电容器、变压器、电机及电缆线路），必须先进行放电。

（3）兆欧表应放在水平位置，在未接线之前先摇动兆欧表，看指针是否在“∞”处，再将“L”和“E”两个接线柱短接，慢慢地摇动兆欧表，看指针是否指在“零”处。

（4）兆欧表引用线用多股软线，且应有良好的绝缘。

（5）测量电容器、电缆、大容量变压器和电机时，要有一定的充电时间。

电容量愈大，充电时间应愈长。

一般以兆欧表转动一分钟后的读数为准。

（6）在摇测绝缘电阻时，应使兆欧表保持额定转速，一般为120转/分。

当被测物电容量大时，为了避免指针摆动，可适当提高转速（如130转/分）。

（7）被测物表面应擦拭清洁，不得有污物，以免漏电影响测量的准确度。

（8）兆欧表没有停止转动和设备未放电之前，切勿用手触及测量部分和兆欧表的接线柱，以免触电。

3.高压绝缘手套

高压绝缘手套是电工安防用品，起到对手或者人体的保护作用，用橡胶、乳胶、塑料等材料做成，具有防电，防水、耐酸碱、防化、防油的功能。

带电作业用高压绝缘手套是个体防护装备中绝缘防护的重要组成部分.随着电力工业的发展,带电作业技术的推广,对带电作业用高压绝缘手套使用安全性提出了更加严格的要求.

高压绝缘手套

高压绝缘手套适用于500伏至36000伏的工作电压范围注意：

经常使用的绝缘手套应至少每隔6个月就测试一次，偶尔使用的手套需在每次使用后测试！

在任何情况下，保存在仓库中的绝缘手套应该每隔12个月就测试一次，间隔时间不能超过12个月。

4.高压验电器

高压验电器是用来检查高压线路和电力设备是否带电的工具，是发电厂常用的最基本的安全用具。

检查线路或者设备是否带电，目的是为了保障人身安全，因此，正确使用高压验电器验电必须做到如下几点：

投入使用的高压验电器必须是经电气试验合格的验电器，高压验电器必须定期试验，确保其性能良好。

使用高压验电器必须穿戴高压绝缘手套、绝缘鞋、并有专人监护。

在使用验电器之前，应首先检验电器是否良好、有效，还应在电压等级相适应的带电设备上检验报警是否正确，方能到需要接地的设备上验电，禁止使用电压等级不对应的验电器进行验电，以免现场测验时得出错误的判断。

要对线路或设备逐相进行验电，对联络用的断路器或隔离开关或其他检查设备验电时，应对其进出线两侧各相分别验电。

对同杆架设的多层电力线路进行验电时，先验低压，后验高压，先验下层，后验上层。

对电容器组验电时，应待其放电完毕后再进行。

应将高压验电器的伸缩杆全部拉出，使用时手握部分不得超出绝缘手柄套。

验电时如果需要使用梯子，应使用绝缘材料的牢固梯子，并应采取必要的防滑措施，禁止使用金属材料的梯子。

 5.接地线

接地线的作用是释放被检修设备和线路上的残余电荷；保护突然来电；消除带电设备对被检修设备和线路上产生的感应电压。

要正确使用接地线：

1）.每次使用接地线前，应进行外观检查，不得有铜线断股，压接部分和螺丝连接部分不得有松动现象。

2）.装设接地线必须有两人进行，1人操作，1人监护。

3）.验电证实无电后，应立即装设接地线接地端，然后接导体端，并保证接触良好。

拆接地线的顺序与此相反。

装拆接地线均应使用绝缘杆和戴绝缘手套。

4）.接地线必须使用专用线夹挂接在导体上，使用专用线鼻子固定在接地端子上。

严禁用缠绕的方法进行接地或短路。

5）.悬挂接地线时应保证工作人员和接地线与带电设备保持安全距离，工作人员不准接触接地线。

6）.线路和电气设备的运行和检修人员必须遵守《安规》中有关使用接地线的安全规定。

7）.设备检修时模拟盘上，所挂地线的数量、位置和地线编号，应与工作票和操作票所列内容一致，与现场所封挂的接地线一致。

三、电气操作注意事项

1.操作中坚持唱票复诵制，按票操作，逐项打勾，不得跳项。

不得中途离开现场，防止单人操作或走错间隔，不得随意解除闭锁装置。

2.保护压板的投退应准确、可靠。

3.提前送往接地点的接地线不得随意乱放，只能放在将要操作的间隔里。

4.重点防止误合接地刀闸。

5.送电操作时注意小车开关的插头是否插入，插接是否良好。

6．监护人不得代替操作人操作。

7.发现任何异常情况应立即停止操作，只有查清原因并得到值班负责人允许后才能继续进行操作。

8.切送电时检查开关确断，电流回零

9.操作人、监护人共同确认间隔

10.电气倒闸操作时要时刻牢记防止发生下列事故：

1）带负荷拉合刀闸

2）带电装设接地线（合接地刀闸）

3）带接地线（接地刀）合闸送电

4）误拉合断路器

5）非同期并列

6）.防止误入带电间隔