高低压电器.docx

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高低压电器

1.动力系统是动力部分和电力系统的总称。

2.电力系统是由发电厂、电力网和用户组成。

3.电力网是连接发电厂和电能用户的中间环节，包括输电网和配电网两部分。

4.电能质量的三个主要指标的参数：

1频率（额定频率为50HZ；大型：

50HZ±0.2HZ；中小型：

50HZ±0.5HZ）

2电压

3波形（电压或电流的标准波形是正弦波）

5.中性点的运行方式：

指系统中星形联结的发电机、变压器对地的连接方式。

1大接地电流系统

2小接地电流系统

6.电力系统的关合与开断包括：

正常负荷的关合与开断、故障负荷的关合与开断（如单相短路故障的关合与开断和三相短路故障的关合与开断）、电容负荷的关合与开断、小电感电流的开断。

7.电力系统故障包括：

临时性故障永久性故障

8.介质强度和恢复电压是决定高压开关电器关合和开断过程中电弧是否熄灭的两个重要因素。

9.电器定义：

指用于电力系统的工业和建筑用电器，即对电能的产生、输送和应用，起控制、保护、检测、变换和切换及调节作用的电气器具的统称。

10.电器分为高压电器和低压电器

（规定：

高压与低压的分界线是1KV，我国因没有1KV的电压等级，因此将高压与低压的实际分界线定为3KV。

11.高压电器应满足以下基本要求：

①绝缘必须可靠。

②在正常运行情况下，其温升应符合有关标准。

③当系统内某一环节发生短路时，处于该环节的各种高压电器应能承受短路电流所产生的热效应和电动力效应而不致损坏。

④能可靠地进行控制、保护，并具有规定的测量精度。

6能适应一定的自然条件。

6结构简单，便于维护操作和监视。

12.高低压电器与用电设备间特性配合关系:

I

熔断器的时间－电流特性与被保护元件的允许时间－电流特性相配合，前者应尽量接近并低于后者。

t

不同保护对象允许的通电时间－电流特性

1—电缆，2—电动机，

3—半导体器件

13.高低压电器之间的保护特性配合及选择原则是：

既充分利用被保护设备的过载能力，又不使其发热超过发热允许值。

14.高低压电器的保护特性包括：

过载（电流）保护、欠电压与失电压保护、电动机断相保护、漏电保护

15.目前的国内外典型高压电器产品有：

六氟化硫断路器

高压真空断路器

高压负荷开关

高压隔离开关高压断路器

高压熔断器高压接地开关高压避雷器

16.低压电器类型：

低压配电电器、低压控制电器和终端电器

17.低压电器的发展趋势：

小型化、模块化（低压电器的“模块化结构”是提高使用性能和维护性能的重要途径）、一体化、标准化

18.低压电器技术已应用的技术有：

仿真设计技术（如Ansys软件、Adams软件）、开断技术、选择性保护技术、智能化技术（微处理器技术、现场总线技术、环保技术）、可靠性技术（动作可靠性、分段可靠性、承受环境变化可靠性、网络通信可靠性）

19.低压配电器的分类：

分类名称

主要品种

主要技术参数

用途（适用场所）

低压开关

刀开关

熔断器式刀开关

板用刀开关

额定电流

用作电路隔离，也能分断与接通电路的额定电流

转换开关

组合开关

换向开关

额定电流

主要作为两种及以上电源或负载的转换和通断电路之用

低压熔断器

有填料熔断器

无填料熔断器

自复熔断器

快速熔断器

形状

尺寸规格

额定电流

用作线路和设备的短路和过载保护

低压断路器

万能式空气断路器

塑料外壳式断路器

限流式断路器

直流快速断路器

剩余电流断路器

额定电流

分段能力

保护功能

漏电电流

用于线路的过载、短路、漏电或欠电压保护，也可用作不频繁操作电路的开关

20.配电系统对低电压配电电器的常用性能要求：

使用寿命长、通断能力强绝缘性能好、电源转换快。

21.低压熔断器熔体温度的变化过程为：

熔体在升温阶段，温度由正常温度上升到溶体材料的熔点；熔体在融化阶段，温度始终保持为熔体材料的熔点；当熔化处于金属气化阶段融化金属继续被加热，温度上升到汽化点；在燃弧阶段，熔体断裂，产生电弧直至电弧熄灭。

（前三项之和为弧前时间，后一项为燃弧时间）

22.终端电器的特征：

尺寸模块化、安装导轨化、外形艺术化、功能组合化、加工精密化、使用安全化

23.设备的命名

24.低压控制电器与低压配电电器的不同之处，主要表现在：

（1）低压控制电器常用于频繁接通或分断正常工作电流，所以需要有很高的机械寿命和电寿命，但其更换度一般高于低压配电器。

（2）低压控制电器一般不需分断短路电流，故产品的结构简单，一般没有复杂的机械操动机构，其触头的开距较低压配电电器要小一些，灭弧系统也简单些，但其须具有与短路保护电器协调配合的能力。

（3）低压控制电器一般有机械信号和电气信号两种驱动方式。

用继续IE信号驱动的控制电器（如按钮、转换开关），结构十分简单，驱动信号通过连杆直接带动触头运动；驱动信号消除后，利用反力弹簧使触头复位。

用电气信号驱动的控制电器（如接触器、继电器），其操动机构一般为电磁系统，驱动信号使电磁系统动作并通过连杆带动触头运动；驱动信号消除后，通过反力弹簧使电磁系统和触头复位。

25.低压控制继电器有：

电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、热过敏继电器、温度继电器。

1.分析原理：

如图：

16是瞬时微动开关，15是延时微动开关。

在初始状态通过调节进气调节螺钉13，调整气囊中的空气量，相当于调节弹簧的压缩程度，从而调节延时量；当线圈1通电时，衔铁3被瞬时吸上，瞬时微动开关16闭合，由于最初弹簧8被压缩，所以当5被瞬间吸上去时，弹簧带动6移动，杠杆另一端7下降，延时开关15闭合；当线圈断电，5落下，16断开，6下降，7上升，15断开。

延时时间由13调整。

注意：

当通电延时型时间继电器的电磁系统断电时，其触头的动作是瞬动的；当断电延时型时间继电器的电磁系统通电时，其触头的动作也是瞬动的。

26.直流电磁式时间继电器：

利用铁心上的阻尼铝套筒产生的磁通，阻碍穿过铝套筒内的原磁通变化，使继电器衔铁延时释放，起到延时作用。

27.热继电器的原理：

热继电器是利用流入热继电器元件的电流所产生的热量，使膨胀系数不同的双金属片发生弯曲形变，延时后推动连杆机构动作，使辅助触点断开，从而产生反时限动作的自动保护电气。

它主要用于电动机的过载保护及电流不平衡运行保护。

28.高压电器有四种组合方式（P169）：

高压侧接高压跌落式熔断器、高压隔离开关与高压熔断器串联使用、高压负荷开关与高压熔断器、高压断路器高压互感器和继电器的联合使用

29.高压电器通常具有的特点（P170）：

可靠性高、能承受很大的功率、动作时间快

30.电力系统的两类工作状态：

长期正常工作状态：

指电力系统的电压不超过工频最高工作电压，电流不超过最大负载电流的状态。

31.高压电器的工作条件（171）

32.高压电器的工作环境：

周围空气温度（高于40度低于60度）、

海拔（高于1000m但不超过4000m处且周围空气温度为40度工作时，每超过100m，允许温升降低0.3%）、湿度、地震、污秽、风力。

33.高压电器的额定电压等于电器正常工作所在的电力系统的最高电压为上限，为线电压值其中35KV以下者，为中级电压器；66KV、110KV、220KV者，成为高压级电器；220-750KV，超高压电器；1000KV以上，特高压级电器。

34.高压电器按功能和用途不同分为：

高压开关电器、高压限制电器、高压变换电器、高压成套电器、高压保护电器与组合电器五大类。

35.高压限制电器、高压保护电器、高压变换电器列举

高压限制电器主要有电抗器、电力电容器、避雷器。

高压保护电器如高压熔断器、高压避雷器、负荷开关-熔断器组合电器、接触器-熔断器组合电器、隔离负荷开关、熔断器式开关等电器。

高压变换电器（高压互感器）包括高压电压互感器和高压电流互感器。

高压电器基本技术参数

36.标称值与额定值

标称值：

用以标识一个元件、器件或设备的合适的近似量值。

额定值：

是由制造厂对一个元件、器件或设备在规定工作条件下所规定的一个量值。

37.开断时间由分闸时间和燃弧时间两部分组成（二者之和）

38.简述高压隔离开关、高压负荷开关与高压断路器三类电器各有何作用

高压隔离开关属于特殊的刀闸，没有专门的灭弧装置，不能用来接通、切断负荷电流和短路电流，只能在电气线路切断的情况下，才能进行操作。

其主要作用是隔离电源，倒闸操作，分、合小电流

高压负荷开关功能介于高压断路器与高压隔离开关之间，可以切合负荷电流和过负荷电流，由于没有灭弧功能，不能切断短路电流。

主要作用是隔离作用，开断和关合作用、替代作用

高压断路器又称油开关，装有可靠的灭弧装置，能可靠的切断空载电流、负载电流和短路电流，能利用控制系统、继电保护系统实现遥控和自动控制，广泛用于高压系统各电压等级

39.四连杆机构

四连杆机构包括操作机构、提升机构、传动机构

四连杆机构的死区：

为了防止断路器自锁，机构在合闸位置时只能处于主动臂接近死区而不能达到死区。

40.高压真空触发开关工作原理

真空触发开关（TVS）的工作过程通常包括两个主要阶段，即触发阶段和主间隙导通阶段。

触发阶段为主间隙提供初始等离子体。

作为场击穿型TVS，初始等离子体由发针的尖端放电，燃烧触发材料，产生大量等离子体，并扩散进入主间隙。

在主间隙电场的作用下，带电粒子首先引发辉光放电，随着电流密度的迅速增加，辉光放电转变为弧光放电，建立起金属蒸气电弧，主间隙导通。

当主间隙放电电流过零时，开关断开。

41.高压断路器的定义

高压断路器时能关合、承载、开断正常运行电路的正常工作电流，也能在规定时间内关合、承载及开断规定的过载电流（包括短路电流）的机械开关电器。

42.高压断路器的组成

高压断路器包括开断、操动和传动以及绝缘三部分

开端部分：

导电和触头系统以及灭弧室，灭弧室为核心

操动和传动部分：

包括操动能源和把操动能源传动到触头系统的各种传动机构。

绝缘部分：

包括绝缘元件、绝缘连接件。

43.电力系统对高压断路器的要求

基本要求：

满足绝缘、发热和电动力要求

特殊要求：

要满足电力系统在关合和开断方面的以下要求：

正常情况下能开断和关合负载电流电路，必要时还要考虑开端和关合空载长线或电容器组等电容负荷，以及开断空载变压器和高压电动机等小电感负荷

电力系统出现各种短路故障时，能将故障部分从电力系统中切除。

44.高压断路器分类

按照灭弧介质不同，高压断路器可分为油断路器、高压压缩空气断路器、高压

断路器、高压真空断路器、高压磁吹断路器和高压固体产气断路器。

45.高压断路器的基本要求

1.有足够的能力带动高压断路器进行合闸操作

2.保证在合闸命令和操作力消失以后，高压断路器仍能可靠地保持合闸状态

3.能可靠地保持分闸状态

4.能正确地执行各种规定的动作程序，发出各类切换信号

5.有自由脱口功能

6.有防跳跃功能

7.应有复位功能

46.电磁操动结构怎样进行操作

工作原理图

动作过程如下：

分闸。

分闸机构3的电磁铁通电，铁心向上运动，撞击保持机构搭钩，使铁杆5被释放，高压断路器在分闸弹簧作用下分闸。

合闸。

合闸机构1的电磁铁通电，铁心向上运动，推动转杆顺时方向旋转，拉杆向下运动使断路器合闸。

达到一定位置后，转杆被保持机构2扣住，使高压断路器处在合闸位置。

47.

气体的绝缘性能与灭弧性能和热化学性能有关

48.

按灭弧原理不同的分类：

双压力式、单压力式和自能式

49.灭弧室的气动过程包括预压缩和气吹两个阶段（单压力）

预压缩阶段：

也成为超程阶段，是灭弧室为使触头分离、产生电弧时就能实行有效的气吹而先进行的一段预压缩过程。

由于触头和喷口均没有打开，此阶段压气室内气体只受压缩而不排出，变化过程按绝热考虑。

其主要作用是使压气室中的气体压力提高后再打开喷口，产生吹弧作用，同时可使触头分离时产生一定的初速度，使燃弧时间有效缩短

气吹阶段：

指触头或喷口打开后，气体开始从压气室向外气吹，同时带走电弧产生的热量，并在电流过零时建立足够的介质恢复阶段

50.六氟化硫全封闭组合电器（GIS）特点

1．大大减小开关设备的占地面积

2．完全不受大气条件的影响，如工业污秽，沿海地区盐雾

3．运行可靠性高，能保证人身安全

4．可安装在现场易受限地方，如地面不牢固或地震活跃地区

5．

气体的耐压强度比空气高得多，且无嗅、不易燃。

缺点是制造困难价格贵

51.六氟化硫全封闭组合电器（GIS）发展方向

三相共简化、复合化、小型化

高压真空开关电器

52.真空间隙击穿的三种假设原理：

场致发射、团粒作用、电极的二次电子发射

53.电弧有两个明显不同的形态：

扩散型和聚集型

54.隔离开关用途

检修与分段隔离、倒换母线、分合空载线路、自动快速隔离

55.隔离开关和断路器开断先后顺序

停电时（打开时）：

断路器先打开再隔离开关送电时（闭合时）：

隔离开关先闭合再断路器

56.接地开关如何应用

57.现代高压负荷开关特点

一是三工位，即分、合、接地，完成开断、隔离和接地任务

二是灭弧与载流分开，灭弧系统不接受动热稳定电流，载流系统不参与灭弧

58.高压熔断器熔体热特性

时间-电流特性、上下级高压熔断器时间-电流特性的配合、熔丝材料的选择

59.避雷器工作原理

当雷电入侵或操作过电压超过某一电压值后，其优先与并联的被保护电力设备放电，从而限制过电压，保护与其并联的设备；电压值正常后，避雷器迅速恢复原状，保证系统正常供电

60.高压开关设备实验的类型

型式实验、出厂试验、参考性实验

61.高压开关设备实验的方法

机械速度特性试验方法；温升试验方法；动、热稳定试验方法；开断关合能力试验方法；绝缘性能试验方法

62.绝缘实验包括:

工频耐压试验、冲击电压实验（雷电冲击电压、操作冲击电压）、局部放电实验、人工污秽实验、泄漏电流实验、无线电干扰实验

63.开断关合能力实验装置书336-338

优缺点、接线图及原理分析

64.短时和峰值耐受试验是考核产品在闭合状态下，耐受短路故障电流的电动力效应和热效应能力的试验

65.机械性能试验主要内容

机械操作试验、时间特性试验、速度特性试验、机械强度试验、密封试验