第五章 供配电系统设备及电缆的选择

第五章供配电系统设备及电缆的选择

答案

5-1交流电弧产生的原因及熄灭的条件是什么？

答：电弧实际上是触头间气体在电场作用下产生的放电现象。即触头间隙中的气体被游离产生大量的电子和离子，在强电场作用下，大量的带电粒子作走向运动，于是绝缘的气体就由于游离而成了导体。电流通过这个游离区时所消耗的电能转换为热能和光能发出光和热的效应，以电弧的形式表现出来。

只要电流过零后，弧隙介质强度永远大于恢复电压，弧隙不再被击穿，电弧即熄灭；否则电弧会重燃。

5-2开关电器和熔断器的常用灭弧方式有哪些？各种灭弧方式依据的基本原理分别是什么？

答：开关电器和熔断器的常用的灭弧方式及其基本原理如下：

（1）磁吹灭弧：利用气体或油吹动电弧灭弧，广泛应用于各种电压的开关电器，特别是大容量高压断路器中。

（2）采用多断口灭弧：这种方式在高、中、低压开关中都有应用。采用多断口是把电弧分割成多个电弧段，在相等的触头行程下，多断口比单断口的电弧门．拉长了，从而增大孤隙间隙，同时电弧被拉长的速度也增加了（即开断速度增加），也增大了介质强度的恢复速度。由于加在每个断口的电压降低，使弧隙的恢复电压降低，因此灭弧性能更好。

（3）利用短弧的近阴极效应灭弧：灭弧栅灭弧由于近阴极效应的存在，可将电弧分割成许多短弧，利用其起始介质强度，当所有的阴极的介质强度总值大于加在触头上的电压时，电弧将会熄灭。

（4）利用固体介质的狭缝灭弧：这种灭弧方式是利用固体介质壁的冷却作用使电弧熄灭。5-3试比较中压断路器、中压负荷开关和中压隔离开关的异同。

答：断路器不仅可以分合负荷电流，还能分断短路电流，即断路器应具有很好的灭弧能力，因此需要专用的灭弧装置。中压断路器可以按安装地点分为户内式和户外式，但中压断路器一般都安装在成套配电装置内，所以大多做成户内式。中压开关电器通常按灭弧室中的灭弧介质进行分类，主要有少油式断路器、真空断路器和六氟化硫断路器。

中压负荷开关具有简单的灭弧装置，常用来分合负荷电流和较小的过负荷电流，但不能分断短路电流。负荷开关常与熔断器一起使用，利用熔断器切除故障电流，这种形式广泛用

于城网改造和农村电网。目前，中压负荷开关主要有产气式、压气式、真空式和SF。等类型，主要用于 10kV电网。负荷开关也可分为户内式和户外式两大类。

中压隔离开关的主要功能是隔离电源，以保证需隔离设备和线路的检修安全及人身安全，隔离开关分断后具有明显的可见断开间隙，绝缘可靠，但隔离开关没有灭弧装置，不能带负荷分、合闸，不过可用来分合一定的小电流，如励磁电流不超过ZA的空载变压器、电容电流不超过SA的空载线路以及电压互感器和避雷器等。中压隔离开关按安装地点分户内式和户外式两大类。按有无接地开关可分为不接地、单接地、双接地三类。

5-4低压断路器的主要功能有哪些？

答：低压断路器又叫低压自动空气开关，是低压系统中既能分合负荷电流也能分断短路电流的开关电器。

低压断路器除了具有一般开关通断电路的功能外；同时还具有反映系统的故障状态，判断是否需要分断电路，并执行分断动作的功能，即具有对系统的保护功能。

5-5万能式低压断路器、塑料外壳式低压断路器和小型断路器的组成和功能上的主要区别是什么？

答：万能式低压断路器一般具有一个有绝缘衬垫的钢制框架，所有部件均安装在这个框架内，所以又成为框架式断路器。万能式断路器有一般式、多功能式、高性能式和智能式等几种功能层次；有固定式、捅入式两种安装方式；有手动和电动两种操作方式。万能式断路器同时具有瞬时、短延时和长延时动作的电流保护特性，主要用于低压配电网主干线的开关和保护。

塑料外壳式断路器的主要特征是有一个采用聚酯绝缘材料模压而成的外壳，所有部件都装在这个封闭型外壳中。塑料外壳式断路器也有固定式、插入式两种安装方式。大容量塑料外壳式断路器的操作机构采用储能式，小容量（50A以下）断路器常采用手柄扳动式。塑料外壳式断路器一般只有瞬时和长延时的保护特性。主要用于低压配电开关柜（箱）中，作配电线路、电动机、照明电路及电热器等设备的电源控制开关及保护。在正常情况下，断路器可分别作为线路的不频繁投切及电动机的不频繁起动之用。

模数化小型断路器属于配电网的终端电器，是组成终端组合电器的主要部件之一。终端电器是指装于线路末端的电器，对有关系统和用电设备进行分合控制和保护。模数化小型断路器所有部件都置于一绝缘外壳中。有的产品有报警开关、辅助触头组、分励脱扣器、欠电压脱扣器和漏电脱扣器等附件，供需要时选用。模数化小型断路器一般也只有瞬时和长延时的保护特性。主要用于线路和交流电动机等的电源控制开关及过载、短路等保护之用，广泛应用于工矿企业、建筑及家庭等场所。

5-6智能化断路器与普通断路器相比有哪些特点？

答：智能化断路器的特征是采用以微处理器或单片机为核心的智能控制器（智能脱扣器），它不仅具备普通断路器的各种保护功能，同时还具备实时显示电路中的各种电气参数（电流、电压、功率、功率因数等），对电路进行在线监视、自选调节、测量、试验、自诊断、可通信等功能；能够对各种保护功能的动作参数进行显示、设定和修改；保护电路动作时的故障参数能够存储在非易失存储器中。

5-7低压隔离器、刀开关的主要用途是什么？

答：低压隔离器在断开位置能符合规定的隔离功能要求的开关电器称为低压隔离器。在对电气设备的带电部分进行维修时，必须一直保持这些部分处于无电状态，所以必须将电气设备从电网断开并隔离。隔离器分断时能将电路中所有电流通路切断，并保持有效的隔离距离。隔离器一般属于无载通、断电器，只能接通或分断“可忽略的电流”（指套管、母线、联接线和电缆等的分布电容电流和电压互感器或分压器的电流），但能承受正常电路条件下的电流以及短时非正常电路条件下（如短路）的电流。

低压隔离开关在断开位置能满足隔离器要求的开关称为低压隔离开关。低压隔离开关是一种结构简单，应用十分广泛的手动电器，主要供无载通断电路用，即在不分断负载电流或分断时各极两触头间不会出现明显电压差的条件下接通或分断电路用。有时也可用来通断较小工作电流、作为照明设备和小型电动机作不频繁操作的电源开关用。

5-8剩余电流保护装置的工作原理及作用是什么？

答：剩余电流保护装置又称为漏电保护装置，是对电气回路的不平衡电流进行检测而发出信号的装置，当回路中有电流泄漏且达到一定值时，剩余电流保护装置可向断路器发出跳闸信号，切断电路，以避免触电事故的发生或因泄漏电流造成火灾事故的发生。

剩余电流保护装置主要由零序电流互感器、漏电脱扣器、试验装置等组成。其关键部件是零序电流互感器，用于测出电气回路的不平衡电流。剩余电流保护装置必须与断路器或负荷开关配合使用。若将剩余电流保护装置与断路器合成为一个电器，则称为剩余电流断路器；若将剩余电流保护装置与负荷开关合成为一个电器，则称为剩余电流开关。剩余电流保护装置的脱扣器分为电磁式和电子式。电磁式剩余电流保护装置能直接通过脱扣器操作断路器；而电子式则需经过电子放大器将信号放大后才能使脱扣器动作操作断路器，它需要专门的电源才能工作。因此前者动作可靠性更高，但价格较高。