电器学资料(完整版)

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
33 弧隙介质恢复过程 近阴极区的介质恢复过程 1)电弧电流过零后弧隙两端的电极立即改变极性,使得新阴极 的表面有少量的正离子; 2)这样导致无法形成场致发射; 3)由于过零,所以温度低,无法形成热发射;
4)在极短的时间内形成了 150-250V的介质强度。
34、弧柱区的介质恢复强度
零休:电弧电流自然过零前后的数十微秒内,电流已近乎等于零,这段时间被称为零休时间。
动斥力。 38、接触电阻的实质:收缩电阻和膜电阻。 39、隧道效应:触头表面由于尘埃膜、化学吸附膜、无机膜和有机膜等原因,使得电子无法穿过这层来导电,
但是由于电子本身存在波粒二相性,可以以波的形式来穿透这层膜而导电,称为隧道效应。 40、
41、触头间的发热熔焊,包括静熔焊和动熔焊。
大连理工大学电气工程学院 覃栋 200881168
危害: 1、使绝缘子破裂; 2、隔离开关误动作等。价值:1、限流:利用回路电动斥力快速断开触头, 实现开关限流的目的,生产限流式开关。2、磁吹灭弧:利用电磁力。3、利用回路电动力将隔离开关触头夹 紧在求出 F 的基础上,结合电动力矩、合成力及等效力臂等,可校核电器的机械强度。 22、★ 电器中的载流导体系统会受到电动力的作用。有的电动力对电器产生危害,有的利用电动力来改善电器的 性能。 ★ 计算电动力的方法用毕奥—沙伐尔定律和能量平衡原理。两种方法的本质相同,只是对不同的对象各有方 便之处。 ★ 不同同路和截面的导体系统,计算电动力的基本公式形式相同,只是回路因数和截面因数不同。 ★ 交流电动力计算方法与直流相同。
如电场强度足够高,则可能产生间隙击穿 而使电弧重燃,即电击穿。
电流过零后的这一阶段称为电击穿阶段。
弧柱区的介质恢复过程对熄灭交流长弧具有重要
意义,是所有高压电器和部分低压电器设计的理论基础。
综上所述,在电流过零后的熄弧过程中, 电弧的熄灭基本上要经过两个阶段:热击穿阶段 和电击穿阶段。
前者弧隙具有一定的电阻,流过一定的 电流;后者弧隙电阻趋于无穷大,但因介质温度 高,击穿比较容易。 44、开关电器弧隙的介质恢复强度随时间变化的关 系,称作弧隙介质恢复强度特性。
43、介质恢复过程的概念: 在交流电流过零后的熄弧过程中,弧隙中的
介质恢复过程在近阴极区和弧柱区的情况不同。 1 近阴极区的介质恢复过程: 近阴极效应(wenku.baidu.com要概念):电流过零后,当
弧隙两端电压极性改变时,新阴极较冷,要产生 电弧电子只能靠阴极表面处存在的高电场进行 发射,要求 E0 大于一定值(如 106v/cm),即 Uj 必须大于一定值;否则,E0 就不足以产生场 致发射,电弧便不能再产生。
以及触头不因被斥开而发生熔焊甚至烧毁的性能。 动稳定电流:在规定的使用和性能条件下,开关电器或其它电器在闭合位臵所能承受的电流峰值,用符号 idw 表示,它主要反映电器承受短路电流电动力作用的能力。
大连理工大学电气工程学院 覃栋 200881168
21、电动力:载流导体(有电流通过的导体)在磁场中所受到的磁场对电流的作用力。
在电力系统中,用来对电网、电机及其他设备进行转换、控制、保护和调节的各种设备的统称。 2、
3、 电器设备的结构组成部分主要包括感测机构、执行机构、转动机构、支撑部件以及躯壳外罩等。最为常见的 电器设备之一就是“开关”,“开关”根据其检测能力和通断能力的不同,可分为继电器和接触器。而继电器和 接触器又都具有更为细致的分类。
a)电阻性负载:过零熄弧后,uhf 由零按正弦形 上升,只有稳态分量中的工频恢复电压。
b)电感性负载:ih 落后于 u,ih 过零时 u 约为幅 值。若 ih 过零后电弧熄灭,电路开断,uhf 将由零跃升到 u 的幅值(理想情况下),然后再按工频电压变化,故 uhf 常含有暂态分量,其上升速度比 a)的快得多。
大连理工大学电气工程学院 覃栋 200881168 29、一定要完全地掌握下面这个知识点:
30、直流电弧的燃烧点
大连理工大学电气工程学院 覃栋 200881168
31、分断直流电路时的过电压:截流过电压,主要因素是由于灭弧强度 过大。降低过电压的措施(负载并电阻等释放回路)。
32、交流电弧在弧隙分断后,在电弧间隙内有两种过程在进行着,一个是 介质恢复强度,一个电压恢复强度。
大连理工大学电气工程学院 覃栋 200881168 6、材料的温度超过一定极限后,其击穿电压明显下降
7、“电器各部件极限允许温升”的定义: 电器各部件极限允许温升=极限允许温度-工作环境温度 “电器各部件的极限允许温升”制定依据: 绝缘不损坏;工作寿命不过分降低;机械寿命不降低(材料软化)。
8、 电器中裸导体的极限允许温升应小于材料软化点 (机械性能显著下降即软化); 对绝缘材料和外包绝缘的导体:其极限允许温升的大小由绝缘材料的老化和击穿特性决定。
2 弧柱区的介质恢复过程: 1)当弧柱温度在 3000~4000℃以上时,电弧 重燃的物理本质是电弧的 Ph>Ps,弧柱被加热使电 弧重燃,称为热击穿。
在临界状态,且 Rz 保持不变的情况下,弧 柱上上的电压就代表了弧柱此时的介质恢复强度 ujf。
2)当弧柱温度在 3000~4000℃以下,热电离 作用已基本上停止,Rz→∞,无电弧。若此时外加 电压,将产生电场。
9、 产生热源的三个主要方面:电阻(含接触电阻)损耗、交流电器导磁材料的涡流和磁滞损耗,以及交流电 器绝缘材料的介质损耗。
10、Kf:考虑集肤效应和邻近效应的附加损耗系数,数值大小为 Kf=Kl*Kj (Kl 为邻近系数,Kj 为集肤系数); 11、集肤效应:交变磁通在导体内产生反电势,中心部分的反电势值比外表部分的大,导致导体中心的电流密
1、单相: (1)单相稳态交流电动力以两倍电流频率在零和峰值间变化。 (2)交流单相短路最大电动力极限可达稳态最大电动力的 4 倍。
2、三相: (1)三相稳态交流电动力当导体作直列布置时中间相导体受力最大,并以两倍电流频率在正、负峰
值间变化,力的峰值为单相稳态最大力的 0.866 倍。 (2)三相交流短路电动力同样是中间相导体受力最大,力的正、负 峰值为单相稳态最大力的 2 倍。 ★ 电器的电动稳定性用电器能承受的最大冲击电流的峰值来表示。一般情况下按三相短路时短路电流来校核 电器的电动稳定性。在考虑电动稳定性时还要注意避免受力部件的机械共振。
大连理工大学电气工程学院 覃栋 200881168 35、
SF6 气体用于开关有很多优点: 1、 弧隙能量小,冷却特性好; 2、 介质强度恢复快,绝缘及灭弧性能好,有利于缩小电器的体积和重量。 3、 无火灾爆炸危险; 4、 全封闭结构时易实现免维修运行; 5、 可在较宽的温度和压力范围内使用等。
36、接触电阻:两个导体接触时的附加电阻。 37、收缩效应:导体在接触时,是由一些小点接触的,在这些点的电流要收缩,称之为收缩效应。并且形成电
大连理工大学电气工程学院 覃栋 200881168 1、 电器,顾名思义,用电的器具可以统称为电器,但是在工业上的定义应该是: 凡是根据外界指定信号和要求,自动
或者手动完成接通和断开电路,断续或连续地改变电路参数实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、 检测、变换和调节用的电气设备都属于电器的范畴。
4、 电器温升与温度的不同,电器中的热源主要来自三个方面:导体(铜)的阻抗损耗、交变电磁场在导磁体(铁) 中产生的磁滞与涡流损耗和绝缘材料的介质损耗。结果:⑴ 散失到周围介质;⑵ 其余用来加热电器。严 重后果:温升超过极限允许温升时降低了电器的机械强度和绝缘强度,导致材料老化、寿命降低。
5、 金属材料机械强度与温度的关系
超程:是触头运动到闭合位臵后、将静触头移开时动触头还能移
动的距离,其值取决于触头在其使用期限内遭受的电侵蚀。
初压力:是触头刚闭合时作用于它的正压力。 终压力:是触头闭合终止位臵的压力,其值由许多因素,诸如温升、熔焊等所决定。 26、载流电路的开断过程:多触点接触——单触点接触——电流密度巨大——电阻与温升巨增——熔融状态— —金属液桥——爆炸式断裂——开成金属蒸气——过电压击穿——火花放电——形成电弧。 27、电弧的形成过程:在两触头分离时,12-20V的电压、0.25-1A的电流即可形成高温电弧。 电弧的形成与熄灭主要与以下因素有关: 1.气体的电离:电离形式主要有表面发射和空间电离。表面发射有热发射、场致发射、光发射、二次电子
45、电压恢复过程:弧隙两端电压由零或反向电弧电 压上升到此时的电弧电压的过程。相应于此时弧隙上 的电压,称为恢复电压,用 uhf 表示。
恢复电压由稳态分量和暂态分量组成。稳态分量又 由直流电压和工频电压组成。
若稳态分量仅有工频电压,称之为工频恢复电压。 暂态分量只出现在电弧电流过零后的几百微妙内。 包含有暂态分量的恢复电压,又称瞬态恢复电压。 46、开断不同性质负载电路时,恢复电压的波形:
第二章 电接触与电弧理论
23、触头是电器开关中通断和转换电路的重要执行部分。主要包括触头及灭弧部分。 24、触头的分类:
连接触头:接触电阻小且稳定,易耐受一定的短路电流电动力。 换接触头:四种工作状态分别为闭合状态;断开状态;接通过程和分断过程。 25 换接触头的四个基本参数: 开距:触头处于断开状态时其动静触头间的最短距离,其数值是由它能否耐受电路中可能出现的过电压以 及能否保证顺利熄灭电弧来决定的。
由于电器辐射功率较小,电器散热通常考虑的方式是:热传导和热对流。
16、电器表面稳定温升与工作制有关。计算电器表面稳定温升时,一般是将三种散热方式合在一起,用牛顿热计 算公式求电器表面的稳定温升值。
17、国标规定电器有四种工作制 :长期工作制、间断长期工作制、反复短时工作制、短时工作制。 18、温升:电器零部件温度与周围介质温度之差,是用来考核电器质量的指标。我国规定统一的环境温度为 35 ˚C。 19、热稳定性:电器能够短时承受短路电流的热效应而不致损坏的能力。 20、电动稳定性:简称动稳定性,是指电器在大电流产生的电动力作用下,有关部分不发生损坏或永久变形,
交流电弧在零休期间是最好的灭弧时机。在此阶段电弧能量最小。 截流:电流自然过零前截断。产生较高的过电压。 除非有特殊要求,交流开关电器多采用灭弧强度不过强的灭弧装臵,使电弧是在零休期间、而且是在电流首次 自然过零时熄灭。 弧隙电压恢复过程:弧隙间电弧电压的恢复过程 电阻性-只有稳态分量,无暂态分量,承受工频正弦电压; 电感性-有暂态分量; 电容性-有暂态分量,加上电源电压可造成二倍左右的过电压。
发射。空间电离有光电离。 2.气体的消电离:复合和扩散 28、直流电弧的伏安特性:电弧的负阻特性-即随着电流的增大,电弧电压反而降低。这是因为电流的增大会 使弧柱内热电离加剧、离子浓度加大,故维持稳定燃弧所需电压反而减小。 交流电弧的伏安特性和时间特性:一个周期内两次自然过零,为熄弧提供了一定的条件。
42、交流电弧过零后,存在两个过程:
介质恢复过程和电压恢复过程。
介质恢复过程:
弧隙中电离气体从导电状态迅速变为绝缘状态,使弧隙能承受电压作用而不发生电弧重燃的过程。
电压恢复过程:
熄弧后电路将被开断,电源电压加到弧隙两端触头上的过程。
若介质恢复强度曲线 ujf 大于电压恢复强度曲线 uhf,则电弧趋于熄灭; 否则,若某一瞬间小于 uhf,则电弧将继续燃烧。
度比外表部分小。 12、邻近效应:由于相邻载流导体间磁场的相互作用,使两导体内产生电流发布不均匀的现象。邻近效应与相
邻载流导体内电流流向有关。 邻近效应使得电流同向时导体内电流相吸;电流异向时导体内电流相吸斥 (1)电流同向:相邻侧感应的反电势大些,故电流密度小些; (2)电流反向:相邻侧感应的反电势小些,故电流密度大些。 13、铁磁损耗:电器中的载流导体在附近的铁磁零件中产生交变磁通,从而在铁磁体中产生涡流和磁滞损耗。 14、介质损耗:绝缘材料在交变电场中的损耗与电场强度 E 和频率 f 成比例,高压电器一般要考虑此损耗。 15、电器散热有三种形式,即 热传导、热对流 和 热辐射。电器的热损耗由它们散失到周围。 热传导:由质点之间直接作用产生,存在于绝缘的液体、固体、气体中。 热对流:只存在于流体中。通过粒子互相移动使热能转移,有自然对流和强迫对流两种方式。 热辐射:由电磁波传播能量,不需直接接触的传热方式
相关文档
最新文档