电弧及电气触头的基本理论
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开关电器典型灭弧装置的工作原理开关电器作为现代电力系统中不可或缺的设备,在电力传输、配电和控制等方面扮演着重要的角色。
然而,在开关电器操作过程中,由于电流突然中断导致的电弧现象给电气设备和人身安全带来了巨大威胁。
为了解决这一问题,开关电器通常配备典型的灭弧装置,本文将介绍几种常见的灭弧装置及其工作原理。
一、消弧室消弧室是一种常见的灭弧装置,其结构特点在于采用开合时间大于或等于交流电流的零电压时长的方式实现电流零交流时消弧。
消弧室通常由两个可移动式电极、一定形状的可移动式活动触头和一定的灭弧介质组成。
当开关电器需要切断电流时,电极分开,触头与电极之间产生电弧。
随后,活动触头以合适的速度向电极移动,当电流通过零时,电极再次接近,最终将电弧排除在灭弧室中,从而实现消弧的目的。
二、磁增强器磁增强器是一种常用的灭弧装置,其原理基于磁场的作用。
磁增强器由线圈和磁芯组成,线圈连接在控制回路中。
当开关电器需要断开电流时,线圈中的电流流过,产生磁场。
磁场的作用使得电弧的移动受到约束,由于磁场的强大作用,电弧失去能量,电流被迫中断。
磁增强器通过这种方式有效地灭弧,确保了设备的安全和可靠性。
三、灭弧腔灭弧腔是一种常见的灭弧装置,其工作原理基于高速喷射气流。
灭弧腔通常由喷口、喷嘴和气体压力调节装置组成。
当开关电器需要切断电流时,喷射装置快速喷射高压气流,形成高速气流。
电弧在高速气流的作用下,受到气流的冷却和扩散,导致电弧能量不断减弱,最终熄灭。
灭弧腔通过喷射气流的方式实现灭弧,有效地保护了开关电器和附近设备的安全。
四、真空灭弧室真空灭弧室是一种高效的灭弧装置,其工作原理基于在真空环境中切断电流。
真空灭弧室由真空室、固定触头和活动触头以及灭弧介质组成。
当开关电器需要中断电流时,固定触头和活动触头分离并产生电弧。
在真空环境中,电弧的扩散速度受到限制,由于缺乏物质传递热量,电弧能量迅速耗散,最终中断电流。
真空灭弧室通过创造真空环境实现高效的灭弧效果,广泛应用于高压开关设备中。
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《电器理论基础》复习提纲篇一第一章绪论1、什么是电器?答:指定信号和要求自动或手动接通和断开电路/断续或连续地改变电路参数的电气设备对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换和调节2、电器的分类依据有哪些?答:1)耐压等级2)工作职能3)IEC 标准4)动作方式5)灭弧介质3、典型电器的宏观结构原理?答:1)系统角度2)控制角度4、典型电器的微观结构原理?答:1)断路器(开关柜、自由脱口机构结构)2)接触器(结构、吸反力配合)3) 继电器(返回系数与控制系数)5、电器中主要涉及的理论及其实际意义?答:1)电磁机构理论2)电弧理论3)电接触理论4)发热理论5)电动力理论6、电器技术的发展方向第二章电器的发热理论1、电器在工作时为什么会发热?答:内部能量损耗主要热源2、什么是趋肤效应和临近效应及其衡量标准?与什么有关?答:趋肤效应:感应电动势,涡流场邻近效应:相邻载流导体,电磁场从产生原因推理3、减小铁损的措施有哪些?答:磁通通过铁磁元件涡流80%①②③④⑤4、电器的散热方式?5、热阻如何计算?6、对流的方式? 及其形成原因?答:强制:外部施加作用自由:密度差7、什么是层流和紊流?什么是层流层、紊流层?传导方式如何?答:层流:持续稳定性紊流:紊动变化8、什么是波尔斯满定律?答:黑体发射与接收9、制定电器各部分极限允许温升的依据是什么?答:绝缘性能力学性能工作寿命10、热平衡关系的构成?牛顿公式的结构?答:热力学第一定律11、综合散热系数的主要影响因素?答:电器零部件:热对流、热传导电弧:热对流、热传导、热辐射12、典型电器(变截面导体)的温升分布情况是?答:求解过程分布规律13、温升方式有那些?答:1)升温初始温度变化过程2)冷却14、什么是热时间常数?与什么有关?答:热惯量比热容15、电器的工作制有哪些?温升情况如何?与热时间常数如何?答:1)1小时内的温度变化不超过1度2)未达稳定值周围介质温度3)未达稳定值不下降到周围环境温升16、由什么引出功率过载系数与电流过载系数?不同工作制下的P P 和P i ?什么是通电持续力TD%?答:热惯量热时间常数通电时间18、短路电流通过导体的发热的特点?答:1)通电时间短2)电阻率变化19、什么是电器的热稳定性?影响因数是?答:一定时间短路电流热损伤(与短路情况有关)20、P52-2.3答:短时间,大电流;根据公式,相同。
接触器的基本结构和技术参数接触器是一种用于频繁地接通或断开交直流主电路、大容量控制电路等大电流电路的自动切换电器。
在功能上接触器除能自动切换外,还具有手动开关所缺乏的远距离操作功能和零压及欠压保护功能,但没有自动开关所具有的过载和短路保护功能。
接触器生产方便,成本低,主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等,是电力拖动自动控制电路中使用最广泛的一种低压电器元件。
按接触器所控制的电流种类可分为交流接触器和直流接触器两种.一.交流接触器概述1、交流接触器的工作原理交流接触器的工作原理如图1所示。
图1 交流接触器的工作原理示意图按钮7在断开位置,交流接触器处于不得电的状态——常态,它的常闭触头闭合,常开触头断开.按动按钮7,电磁线圈6得电,电磁机构产生电磁力吸动衔铁,衔铁3向下运动,带动触头动作(反作用力弹簧被压缩)。
常闭触头断开,常开触头闭合.松开按钮7,电磁线圈断电,电磁铁电磁力消失,衔铁在反作用力弹簧4的作用下向上运动回到常态的位置,常开触头断开、常闭触头复位。
可以把交流接触器理解为一个由电磁铁控制的多触头开关。
其图形符号和文字符号如图2所示。
图22、交流接触器的基本结构(1)电磁机构交流接触器的电磁机构由铁心(两侧柱端部嵌有短路环)、电磁线圈、衔铁、反作用力弹簧和缓冲弹簧等组成。
衔铁的运动形式有绕轴转动的拍合式和直线运动的直动式,衔铁直线运动式又可分为正装直动式和倒装直动式(即触头在电磁机构的下方)。
(2)触头系统交流接触器的触头可分为主触头和辅助触头。
主触头用于接通、断开电流较大的负荷电路即主电路。
所以,主触头截面积较大,一般为平面型。
辅助触头截面积较小,一般为球面型,用于接通、断开控制电路、信号电路等。
交流接触器的主触头多为常开触头,辅助触头则有常开触头及常闭触头两种。
交流接触器的触头有桥式双断点和指式单断点等型式。
(3)灭弧装置交流接触器的主触头在切断具有较大感性负荷的电路时,动、静触头间会产生强烈的电弧,灭弧装置可使电弧迅速熄灭,减轻电弧对触头的烧蚀和防止相间短路。