《电器学》辅导资料一doc资料

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电器学辅导资料一
主题：第一章绪论（第1—4节）
学习时间：2011年09月30日－10月09日
内容：

第一章绪论

我们这周主要学习电器学这门课程的绪论部分。内容包括电器的用途和分
类；电器在电力系统中的作用；电力系统对电器的要求、电器的主要参数及正常
工作条件；电器的发展过程和展望等。

第一节电器的定义与分类
什么叫电器？广义上说，凡属电气器具均可称为电器。但是工业上所说的电
器是指能够根据外界施加的信号或要求，自动或手动的接通和分断电路，断续或
连续地改变电路参数，以实现对电路或非电量对象的变换、检测、控制、保护、
调节和传递信息用的电气器具。
简言之，电器就是接通、分断电路或调节、控制和保护电路以及其中电气设
备用的电工器件和装置。
电器的用途广泛，功能多样，工作原理各异。有各种各样的分类方法。

一、按元件与使用系统的关系分类
1、电力网系统用电器例如高压断路器、高压熔断器、低压自动开关、低
压熔断器以及电抗器和避雷器。除电抗器和避雷器外，对这类电器的主要技术要
求是通断能力强，限流效应好，动稳定和热稳定性高，操作过电压低以及保护性
能完善等。
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2、电力拖动自动控制系统用电器例如接触器、启动器、继电器等。对这
类电器的主要技术要求是相应的转换能力，动作时间快，操作效率高，电气和机
械寿命长等。

二、按结构工艺和生产部门分类
1、高压开关电器例如高压断路器、隔离开关、避雷器、电抗器、电压互

感器、电流互感器等；
2、低压开关电器例如接触器、启动器、自动开关、熔断器、继电器、变
阻器和主令电器等；
3、自动电磁元件例如阀用电磁铁、电磁离合器、磁放大器、磁性逻辑元
件、微型继电器、传感器和自动电压调节器等；
4、成套电器和自动化装置例如高压成套开关屏、电力用自动化继电保护
屏、低压开关柜、低压传动屏、半导体逻辑控制装置，顺序控制器和无触点自动
化成套装置等。

三、按用途分类
1、控制电器用于各种控制电路和控制系统的电器，例如接触器、继电器、

电动机起动器等。
2、主令电器用于自动控制系统中发送动作指令的电器，例如按钮、行程
开关、万能转换开关等。
3、保护电器用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器、各
种保护继电器、避雷器等。
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4、执行电器指用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁、电磁离
合器等。
5、配电电器用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器、隔离开关、
刀开关、自动空气开关等。

四、按工作原理分类
1、电磁式电器依据电磁感应原理来工作，如接触器、各种类型的电磁式

继电器等。
2、非电量控制电器依靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如
刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温度继电器等。

五、按工作职能分类
1、手动操作电器用手或依靠机械力进行操作的电器，如刀开关、隔离开

关、按钮以及手动变阻器等；
2、自动切换电器借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器，
如高压断路器、低压自动开关等；
3、自动控制电器例如交流接触器、直流接触器、各种控制继电器等；
4、启动调速电器例如磁力启动器、星三角启动器、自耦补偿启动器等。

第二节电力系统对电器的要求、电器的主要参数及正常工作条件
根据工作电压的不同，电力系统有高低压之分。电压高于3KV的系统称为
高压电力系统；额定电压为交流1200V 以下和直流1500V及以下的系统称为
低压电力系统。
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一、对电器的要求及表征这些要求的参数
1、安全可靠的绝缘

电器应能长时间耐受最高工作电压和短时耐受相应的大气过电压和操作过
电压。表征电气绝缘性能的参数有耐受温度、额定电压、最高工作电压、贡品试
验电压和冲击试验电压等。
耐热等级温度℃
Y 90
A 105
E 120
B 130
F 155
H 180
200 200
220 220
250 250
而温度通常是对绝缘材料和绝缘结构老化起支配作用的因素。因此已有一种
被世界公认的耐热性分级方法，具体如上表所示。
温度超过250℃，则按间隔25℃相应设置耐热等级。也可以不用字母表示
耐热等级，但是必须遵从上述对应关系。对在特殊条件下使用的以及有特殊要求
的设备，上述分级方法不一定适用，可能要采用其他的鉴别分类方法。
2、必要的载流能力
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电器的载流器件应该允许长时间通过额定电流而不至于是其温度过高超过
标准规定范围，致使器件损坏影响正常使用，表征电器载流能力的参数有额定电
流、热稳定电流和动稳定电流。
电器设备额定电流是指在额定环境条件（环境温度、日照、海拔、安装条件
等下），电气设备的长期允许最大电流。
3、较高的通断能力
除隔离开关外，一般的开关电器均应能可靠地接通和分段额定电流及一定倍
数的过载电流。表征电器通断能力的参数有接通电流、分断电流和通断电流。
4、良好的机械性能即有一定的机械寿命
5、必要的电寿命
6、完善的保护功能
比如低压配电线路保护分为：短路保护，过负载保护接地故障保护

二、电器的正常工作条件
低压和高压电器所要求的工作条件各有不同的地方：

为保证低压电器的正常工作，动作性能满足设计要求，其各部材质不受各种
不利因素的影响，低压电器使用必须满足其正常工作条件。
1、使用场所的海拔高度：不超过2000m。因为电气设备的绝缘耐压水平是
随海拔高度升高而降低的。超过2000m海拔使用的电器，应选用符合特殊要求
的产品。
2、周围空气温度：周围空气温度是指电器外的环境温度，包括最高温度和
最低温度。其最高温度必须满足在运行中空气温度升高后，电器内部元件的温度
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不能超过其允许温度。电器使用环境空气最高温度，一般为+40℃；最低空气温
度根据使用环境不同分为4种：
+50℃，适用于水冷电器；
-10℃，适用于电子式电器；
-25℃；
-40℃。
低压电器选型时，应指明所需的最低温度级别。
3、空气相对湿度：全年湿月的月平均最大相对温度为90%，同时该月的月
平均最低温度为25℃，并考虑到因温度变化允许在开关电器表面上凝露。
4、对安装方位有规定的或动作性能受重力影响的电器，其安装倾斜度不大
于5°。
5、应安装于无显著摇动和冲击振动的场所。
6、在无爆炸危险的介质中，且周围环境中无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气
体与尘埃，特别是导电尘埃。
7、在没有雨雪侵袭的地方。
所谓高压电器的正常工作环境条件，一般包括以下几项内容：
1、海拔通常不超过1000米。在高海拔地区使用时，可适当降低允许电流，
提高绝缘水平或耐压水平。
2、环境温度一般为：
室外-30~40℃；室内-5~40℃。
3、室内高压电器的环境温度为：
相对湿度日平均不高于95%；月平均不高于90%。
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饱和蒸汽压日平均不高于32.210兆帕；月平均不高于31.810兆帕。
4、对于室外高压电器，应考虑凝露、温度骤变和日照等的影响。此外，还
要求：
风速不大于35米/秒；覆冰厚度不超过1毫米。
5、地震烈度不超过8度。

第三节电器的发展过程与展望及本课程的任务
1、我国电器的发展历程：仿苏→自行研发→引进、消化先进技术

2、产业现状：三足鼎立（国有企业、私有企业、外资企业）
3、本课程要解决的问题：
本课程要了解电器中电流的热效应和电动力效应及其计算方法，了解电
接触和电弧理论、了解电磁机构的原理及其计算方法，掌握高低压电器主要产品
的工作原理、结构选择及应用，学习时要注意培养对多种因素进行综合分析和综
合应用能力。

本周要求掌握的内容如下：
基本概念：电器、电器设备额定电流。
基本理论：电器的分类、电力系统对电器的要求、电器的正常工作条件。
本周所学知识在期末考试中无大题，知识点只以客观题出现。
练习：1、电器有哪几类？
2、电器正常工作条件是什么？

1、B级绝缘允许的温度是（）度。
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A、105
B、120
C、130
D、155
2、以下属于高压开关的有（）。

A、隔离开关B、避雷器C、电抗器D、接触器E、继电器

3、对安装方位有规定的或动作性能受重力影响的电器，其安装倾斜度应大于5°。
（）×