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电器学复习（第四章---第八章）课堂笔记及练习题主题：复习（第四章---第八章）学习时间： 2017年1月30日--2月5日内容：一、复习要点【第四章】低压控制电器1、主令电器主令电器：是用来接通和分断控制电路以发布命令、或催生产过程控制的开关电器。
包括按钮、行程开关、主令控制器、接近开关。
2、控制继电器影响电磁式继电器性能的主要参数：整定值、返回系数、动作时间、功率消耗。
3、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。
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，无需修理或鞥换零件的负载操作次数来表示。
（1）如何提高接触器的电寿命？①尽量减小弹跳；②良好地吸反力配合；③加缓冲装置，吸收动能。
（2）如何提高接触器的机械寿命？①适当增大铁芯面积，减小碰撞应力；②铁芯表面进行硬化处理；③合理地选择运动副，降低摩擦。
④低压电动机启动器。
（3）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；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件的协调配合。
【第五章】配电电器1、刀开关与负荷开关刀开关是一种手动电器，它的转换方式是单投的，若为双投的则称为刀形转换开关。
简单的刀开关主要用在负载切除以后隔离电源以确保检修人员的安全。
刀开关和熔断器组合分为熔断器式刀开关（俗称刀熔开关）、熔断器式隔离开关（作为检修保护，形成断口，但是不能用来分断电流）和负荷开关。
负荷开关有封闭式和开启式的。
2、低压熔断器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。
它串接于被保护的线路中，当线路发生过载或短路时，线路电流增大，熔体发热，一旦熔体的温度高于其熔点，它即将熔断并分断电路，已达到保护线路的目的。
3、低压断路器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。
电力系统大气过电压及防护4、1 电力系统的过电压一、过电压定义：超过止常运行电压并可使电力系统的绝缘或保护设备损坏的危险电压升高二、分类：外部过电压和内部过电压(1)外部过电压形式：直击雷过电压、感应过电压、侵入波过电压(2)内部过电压屯力系统内部因操作或发生故障，使系统常数发生变化所引起的过电压，其能量来自系统内部，幅值与最大工作相电压有一定比例关系。
形式：工频过电压、操作过电压及谐振过电压4、2 高压设备的绝缘旋转电机的绝缘1、旋转电机绝缘的工作条件旋转电机绝缘在运行中受到热、机械和电场的作用2、旋转电机常用的绝缘材料(1)云母制品(2)绝缘漆和漆布3、旋转电机常用的绝缘结构绕组绝缘分主绝缘、匝间绝缘、股间绝缘和层间绝缘定子绕组主绝缘的绝缘结构分套筒式绝缘和连续式绝缘4、新技术、新产品简介二、变压器绝缘1、电力变压器绝缘的工作条件(对各方面的要求)电气性能、机械性能、热性能以及其它性能方面的要求2、油浸变压器屮常用的绝缘材料变压器油、绝缘纸、油一屏障绝缘3、干式电力变压器特点4、新技术、新产品简介：采用SF6气体绝缘变压器（GIT）三、电缆的绝缘电力电缆常用的绝缘材料1、35KV及以下：采用油浸纸绝缘、塑料绝缘、橡皮绝缘2、110KV及以上：充油电缆、钢管油压电缆、充气电缆4、3 高压线路的绝缘一、电瓷产品的分类：绝缘子、瓷套、套管二、绝缘子的特点：1、对于电气和机械性能要求高2、工作环境差3、使用数量大，要求保证良好的老化性能。
三、绝缘子1支持绝缘子2线路绝缘了3新技术、新产品简介：有机复合绝缘子、玻璃绝缘子4、4 高压保护电气设备（本章重点）一、气体间隙二、避雷器1、避雷器的作用：它是一种保护电器。
用于防止侵人波过电压。
2、对避雷器的要求（1）当电压超过一定值时，避雷器动作（放电）（2）过电压消失后，避雷器迅速切断工频电弧。
三、避雷器的类型：1、管型避雷器2、阀型避雷器3、磁吹避雷器4、氧化锌避雷器四、阀型避雷器:1、结构：主要由火花间隙和阀片组成。
操作过电压限制措施
1.利用断路器并联电阻限制分合闸过电压
（1）利用并联电阻限制合空线过电压
合闸过程：S2合闸-R串入LC回路—1.5-2个工频周期后S1合闸- R短接；
两个阶段—过渡过程振荡重量幅值减小，电阻阻尼-振荡过程衰减加快。
电阻因素：
①并联电阻接入时间：10-15ms
②阻值的影响
分合闸造成过电压
限制措施：断路器主触头并联大容量电阻，主触头外串联帮助触头
①分合闸过程分成两个阶段---缩小每个阶段过渡过程的起始值与稳态值的差值—减小每一阶段过电压；
②大电阻阻尼加速振荡过程衰减—抑制分合闸过电压。
1阶段过电压幅值随R增大减小
2阶段过电压幅值随R增大增大
交点R≈0.5-2.0Z 最佳Z=400Ω 线路波阻抗，R取200-800Ω
（2）利用并联电阻限制切空线过电压
分闸过程：S1先断开—R接
入—1.5-2周期后S2开。
电阻限制过电压的作用：
①降低触头间恢复电压，减小重燃机会
②本身降低重燃后过电压。
切空线、合空线电阻不同
2. 利用避雷器限制操作过电压
传统：避雷器限制雷电过电压
性能改进，进展---限制操作过电压成为可能。
第4章电力系统大气过电压及防护4、 1 雷闪过电压一、雷闪放电过程1、先导放电阶段：当云中的电荷达到一定数量时，电场强度达到使空气绝缘破坏（击穿），变成导电通道，即先导放电通道，向地面发展（逐级）。
2、主放电阶段：当先导通道头部接近地面时，先导通道头部对大地的极大电位差，使剩余间隙中产生极大的场强，造成强烈的游离，形成高导电通道，将先导通道头部与大地接通，即主放电阶段开始，发生闪电和巨大的雷响。
3、余辉放电阶段：主放电完成后，云中的剩余电荷沿雷电流通道继续流向大地，形成余辉放电。
二、雷电特点和参数1、雷电特点：雷击具有冲击性一一在很短的时间内（<0.5s）,电压、电流会迅速上升（1亿伏、几十万安），电能达到2500kW.h。
雷电具有重复性——放电的平均数是3。
雷击具有选择性——雷云附近，因静电感应而产生的电荷的分布的特点是：地面上弯曲的部分比平坦的电荷多而密集，容易将带异性电荷的雷云拉过来，对其放电，造成定向雷击。
2、雷电参数：1）雷电通道波阻抗——Z = 300~400 欧2）雷电流的波形一一波头1~4卩s, —般取T 1=2.6卩s。
波长40~50卩s。
雷电流的上升陡度为d I L/dt= I L/2.63）雷电流幅值及概率分布lgP=-I L/108例：当I L =100kA时，P=11.9%。
表明每100次雷电中，大约有12次雷电流超过100kA。
从曲线知：I L =300kA 的概率很小。
4）雷暴日T――每年中有雷电的日数。
T与纬度及距海洋远近有关。
我国第1 大雷区：海南省那大镇130.7 日/年我国第2 大雷区：海南省海口市115 日/年广州市84 日/年5）地面落雷密度r ——每一雷暴日、每平方公里地面遭受雷击的次数。
r=0.015 次/km2. 雷暴日三、冲击波过电压和伏秒特性1、冲击波过电压——作用时间很短的非周期变化的过电压2、标准冲击电压波形：标准冲击电压波形的参数：波前时间T1 =（1.2 ±0.36）us，波长T2 = （50 ±0）us，通常表示为：1.2 / 50 us3、50%冲击击穿电压U50%：由于冲击电压作用下放电的分散性，如果在某一冲击电压作用下，间隙击穿的概率为50%时，称此电压为50%冲击击穿电压，用U5。
第一节 操作过电压操作过电压是一种在操作过程中产生的电压暂态过程，它瞬间电压极高，严重时会损坏设备的绝缘，引发电网事故。
下面就以宜宾电网发生的一次操作过电压为例来分析它产生的原因。
如图5.14。
白沙站沙山南线186投入运行，经庙梁山站旁母的旁母刀闸1423送至下江弯站，线路带电无负荷。
庙梁山运行人员在白沙186开关未断开的情况下将旁母刀闸1423断开，此时产生操作过电压，引起下江湾站设备绝缘被破坏而发生接地故障，白沙站保护动作跳开186开关。
故障前，网络中存在大量的电感量，以及对地电容，相间电容和杂散电容，这些电感和电容都是处于充点状态，我们把这些电容等效为对地电容，电感等效为一个线路电抗，对地电容两端电压为线路的相电压U ，U=6.3KV 。
注意到这里110KV 系统是中性点直接接地方式，作出故障前的等效图5.15断开刀闸1423时会产生较长时间的弧光，电容，电感和电阻就构成了一个RLC 的衰减振荡电路。
由电工学可知：当回路的开关断开时，往往产生较大反电势。
电容器两端电压按一定规律变化，其电压波形是一个正弦衰减振荡电压。
由于此电压不受电源控制，所以又叫自由分量电压，此电压经过1/4周期稍长的时间达到最大值，1423刀闸就起到这个开关的作用。
利用叠加原理，可以把图5.15分解为图5.16与图5.17。
在图5.16中，P 点电压为正常时的电压E 。
图5.17就是暂态放电回路，由于刀闸操作的时间较长，整个振荡回路的时间常数较大，所以过电压衰减时间较慢，P 点长时间承受高于正常电压数倍的电压，绝缘必然会被破坏。
如果是用白沙的186开关断开电源，开关能迅速灭弧，产生的过电压瞬间衰减至零，就能避免这样的事故发生。
白沙站 庙梁山 下江弯 系统电势E系统电势E附录 1《“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则》二○○二年三月六日1.总则1.1为贯彻落实国电公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》（国电发[2000] 589号文），做好防止电力生产重大事故的措施，保障电网运行安全，特制定《“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则》（以下简称《实施细则》）。
