电工基础-2

1、电路图：电路图是利用各种电气符号、图线来表示电气系统中各种电气设备、装置、元件的相互关系或连接关系，阐述电的工作原理，用来指导各种电气设备、电路的安装接线、运行、维护和管理。

它是电气工程语言，是进行技术交流不可缺少的手段。

2、主要电路图：常用电路图有电路原理图和电路接线图3、电路原理图：原理图是用来说明电气控制线路的工作原理、各电气元件的相互作用和相互关系。

所以它应包括所有电气元件的导电部分和接线端头，而不考虑各元件的实际位置。

4、电路原理图绘制方法和原则：Ⅰ、在电路图中，主电路、电源电路、控制电路、信号电路分开绘制。

无论是主电路还是辅助电路，各电器元件一般应按生产设备动作的先后动作顺序从上到下或从左到右依次排列，可水平布置或垂直布置。

Ⅱ、所有电器的开关和触点的状态，均以线圈未通电状态；手柄置与零位；行程开关、按钮等的接点不受外力状态；生产机械为开始位置。

Ⅲ、为了阅读、查找方便，在含有接触器、继电器线圈的线路单元下方或旁边，可标出该接触器，继电器各触点分布位置所在的区号码。

Ⅳ、同一电器各导电部分常常不画在一起，应以同一标号注明。

5、电气接线图绘制方法及原则：1. 各电气的符号、文字和接线编号均于电路原理图一致。

2. 电气接线图应清楚的表示各电器的相对位置和他们之间的电气连接。

所以同一电器的各导电部分是画在一起的，常用虚线框起来，尽可能的反映实际情况。

3. 不在同一控制箱内或不在同一配电屏上的各电器连接导线，必须通过接线端子进行，不能直接连接。

4. 成束的电线可以用一条实线表示，电线很多时，可在电器接线端只标明导线的线号和去向，不一定将导线全部画出。

5. 接线图应表明导线的种类、截面、套管型号、规格等等。

小知识：在电器维护中，常常根据电器设备的电流来选择线径、保护等。

所以根据已知条件求得电器电流很重要。

但往往现场条件又没有相应计算设备，所以这就应当掌握估算技巧。

1、根据电机容量、电压求额定电流：估算公式：电机容量除以千伏数，商乘以0.76。

公式适用与任何电压等级的三相电机。

0.76考虑的电机的功率因数为0.85，效率为0.9。

所以对于一些10KW以下电机，求得的值要小一些，对于功率500KW以上电机，求得的值要大一些。

举例：220伏三相电机1千瓦为0.35安培380伏三相电机1千瓦为2安培660伏三相电机1千瓦为1.2安培3000伏三相电机1千瓦为0.25安培依次类推，常用的可以熟记。

(一)交流断路器选用计算1．选择电气参数的一般原则(1)断路器的额定工作电压大于或等于线路额定电压。

(2)断路器的额定电流大于或等于线路计算负载电流。

(3)断路器的额定短路通断能力大于或等于线路中可能出现的最大短路电流，一般按有效值计算。

如果选用的断路器额定电流与要求相符，但额定短路通断能力小于断路器安装点的线路最大短路电流，必须提高选用断路器的额定电流，而按线路计算负载电流选择过电流脱扣器的额定电流。

如果这样还不能满足要求，则可考虑下述三种方案解决：1）采用级联保护(或称串级保护)方式，利用上一级断路器和该断路器一起动作来提高短路分断能力。

采用这种方案时，需将上一统断路器的脱扣器瞬动电流整定在下级断路器额定短路通断能力的80％左右。

2)采用限流断路器。

3)采用断路器加后备熔断器。

(4) 线路末端单相对地短路电流大于或等于1.25倍断路器瞬时(或短延时)脱扣器整定电流。

这对负载电流较小，配电线路较长的情况尤为重要。

因为线路较长时，末端短路电流较小，单相对地短路电流就更小。

在三相四线制中相零短路时，对地短路电流还要小些，有时比道电流脱扣器整定的电流还要小，不能使过电流脱扣器动作，因而在单相对地时失去保护。

在这种情况下，考虑在零线上装设电流互感器(其二次接电流继电器，对地短路时，继电器动作使断路器分断)，或采用带零序电流互感器的线路(或漏电继电器)来解决。

采用这些方法时，变压器中性点均应接地。

(5) 断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。

是否需要欠电压保护，应按使用要求而定，并非所有断路器都需要带欠电压脱扣器。

在某些供电质量较差的系统，选用带欠电压保护的断路器，反而会因为电压波动造成不希望的断电。

如必须带欠电压脱扣器，则应考虑有适当的延时。

(6)具有短延时的断路器，若带欠电压脱扣器，则欠电压脱扣器必须是延时的，其延时时间应大于或等于短路延时时间。

(7)断路器的分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。

(8)电动传动机构的额定工作电压等于控制电源电压。

2．配电用断路器的选用计算除考虑上述一般选用原则外，还需考虑把系统的故障限制在最小范围内，防止故障时扩大停电区域，为此，需增加下列选用原则：(1)断路器的长延时动作电流整定值小于或等于导线允许载流量。

对于采用电线电缆的情况，可取电线电缆容许载流量的80％。

(2)3倍长延时动作电流整定值的可返回时间大于或等于线路中最大起动电流的电动机的起动时间。

(3)短延时动作电流整定值按下式选用油断路器具有结构简单、制造容易、价格便宜、运行经验丰富等优点。

但它容易发生火灾和爆炸，同时检修周期短且费用高，这些缺点制约了油断路器的发展。

对断路器的无油化改造工作已经广泛地得以利用。

在中低压配电网络中，六氟化流断路器同样以其优良的性能成为首选设备。

一、真空断路器的特点1、分断能力高、熄弧能力强真空介质具有优异的介质强度和灭弧性能，真空介质恢复速率快达25KV/us，触头开距间的真空耐压强度为60KV/mm以上。

2、触头电磨损小、电寿命长在真空介质中的燃烧时间短，一般不超过半个周波，电弧电压低，通常为20-100V，所以电弧能量小，使触头的电磨损小。

在分断电路时，触头间形成金属液桥，在高温、高电流密度的作用下被融化和蒸发，向触头间隙喷出大量金属蒸气，继而形成金属蒸气电弧。

当电流过零熄灭的瞬间，弧隙间的金属微粒除部分向触头四周扩散，并在屏蔽罩等零部件上附着冷凝以外，大部分金属蒸气微粒溅落在触头表面上，并迅速凝结与复合，形成新的金属层，所以触头材料的损耗较小。

在真空电弧中，触头材料的损耗与负载电流成正比，而在空气电弧中触头材料的损耗与电流的平方成正比，所以触头的电寿命长。

真空断路器触头的电寿命，满容量开断达30-50次，额定电流开断高达5000次以上。

3、触头开距小、机槭寿命长由于触头开距小，操动机构的操作功就小，机槭传动部分行程也小，其机槭寿命自然就长。

真空断路器的机槭寿命已达10000次以上。

4、结构简单、维修方便触头完全封闭在真空灭弧室内，所以不需要检修，只需要定期对断路器表面除尘，检查连线的松动情况并给以紧固，定期检查灭弧室的真空度。

若触头磨损超过规定或真空度降低，则更换真空灭弧室。

二、真空断路器的结构及原理真空灭弧室的主要部件真空灭弧室是真空断路器的最重要部件，它的性能将直接影响断路器的整机性能。

构成灭弧室的主要部件有触头、波纹管、屏蔽罩和外壳等。

1、触头通常要求触头材料耐压强度高、截流水平低、电磨损小、抗熔性能好、开断容量大。

现在普遍采用铜铬合金材料制造触头，在铜铬合金触头上加上纵向磁场可大大提高真空断路器的开断容量。

其结构是在触头背后设置一个特殊形状的线圈，串联在触头与导电杆之间导电杆中的电流先分成四路流过线圈的径向导体进入线圈的圆周部分，然后流入触头。

动静触头的结构完全一样，以实现电流流过触头时的方向完全一致。

由于流过线圈的电流在电弧电压下产生适当的磁场，这个磁场的磁性作用可使电弧均匀分布在触头表面，维持较低的电弧电压，从而大大提高了触头的分断能力和使用寿命。

2、波纹管波纹管的功能是使导电杆能够自由运动而又不破坏灭弧室的密封，波纹管的好坏直接影响灭弧室的机槭寿命。

波纹管一般选用不锈钢材料压制成型，其长度应与触头的开距相匹配，通常波纹管的伸长度的2/3左右为触头的开距。

3、屏蔽罩屏蔽罩一般采用中间封接式结构，这种结构可以改善电场分布，提高灭弧室的绝缘强度。

屏蔽罩的另一个作用是保护灭弧室外壳，使其不被在开断电流时触头间产生的金属微粒损害。

4、外壳真空灭弧室的外壳采用玻壳或陶壳，玻壳有足够的机槭强度，且灭弧室内部状况一目了然，而陶壳机槭强度更高且耐热性能更好。

三、影响真空断路器电气性能的几个因素1、真空度真空是良好的绝缘体，具有优异的熄弧性能，但不是在任何真空度下都具备有这种性能，只有在0.001-0.000000001Pa范围内才具有这种良好的绝缘和灭弧性能，真空断路器中的真空度为0.0000133Pa。

高真空度的真空间隙具有很高的电气强度，理论上光滑电极表面的真空间隙能受电场为100000000V/cm的高电压。

真空间隙中电弧的燃烧是在电极发出的金属蒸气中进行的，电弧电压较低，当电弧电流接近零点时，由于金属蒸气不足和电源电压不够高而熄灭。

电弧熄灭后，真空间隙的绝缘恢复到原始的水平。

因此，真空是影响真空断路器电气性能的最关键因素。

只有保持真空灭弧室密封良好，才能保证真空度不致降低。

2、载流过电压真空断路器属硬开断特性，在开断小的感性电流时，会因载流而产生过电压，载流过电压与触头的材料密切相关，故采用低过电压触头材料是限制过电压的最好方法。

但目前尚不具备采用低过电压触头材料的条件，因而普遍采用的限制过电压的措施是给真空断路器加装过电压吸收装置，这样可以防止因过电压损害真空断路器。