高低压成套电气常识

第一章基本概念

1、电：电是物质的一种属性。任何物质都由分子组成，而分子又由一定数量的原子所组

成，尽管原子小，但它由原子核和电子组成，原子核带正电荷，电子带负电荷，一

般情况下，原子内正负电荷数值是相等的，所以对于物质来说不显电的性质，如果

物质在外力作用下，使物体得到或失去电子，这一物体将对外显示出电的性质，举

例说明：BV铜导线，放在那里不显电的特性，当我们在两端加上~220V交流电压

时，导线上就带电了（电压可以使物体内电子作有规则的运动，产生电流）。

2、电的性质：电荷之间相互存在作用力，同性电荷相互排斥，异性电荷互相吸引。

3、导体：导电能力很强的物质（铜铝等金属、电解液）称为导体。

绝缘体：几乎不能导电的物质（橡胶、塑料、空气、云母）称为绝缘体。

半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间的物质（硅等）称为半导体。

4、电场力：当物体在外界影响下，周围形成电场，推动物体内正电荷从高电位点移向低电位点所用的力称为电场力。

5、电流：在电场力的作用下，自由电子或离子有规则的运动称为电流。基本单位为安培，用符号A表示，可扩展为kA、mA等。

6、电压：在电场中，把正电荷从高电位点移向低电位点时，电场力所做的功称电压；电压又等于高低两点之间的电位之差。基本单位为伏特，用符号V表示，可扩展为kV、mV、μV等。

7、电阻：电流在导体内流动所受的阻力叫电阻。基本单位为欧姆Ω，可扩展为mΩ、μΩ等。

8、短路：正常情况下的各种电路，其电流的途径是由电源的一端经负载电阻流回电源的另一端形成闭合回路。如果由于某种原因使负载电阻等于零，即电源两端直接短接，从而导致电路中的电流剧增，这种现象叫短路。短路也是我们电器常见的故障，主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏（或人为因素），由于短路后，电路的阻抗比正常运行时电路阻抗小得多，所以短路电流比正常电流一般要大几十倍甚至几百倍，这样大的短路电流对供电系统将产生极大的危害。

（1）短路时要产生很大的电动力和很高的温度，使故障元件和短路电路中的其它元件损坏。（2）短路时电压骤降，严重影响电气设备的正常运行。

（3）严重时要造成电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。

（4）单相对地短路，其电流将产生较强的不平衡磁场，对附近的通讯线路、信号系统及电子设备等产生干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。

9、断路：在闭合回路中发生断线，使电流不能导通的现象叫做断路。

我厂的产品也出现过这种现象，其危害：

（1）由于主回路接线螺丝缺损或不紧固，一方面造成电机不能正常启动或其它电器元件不能正常工作，一方面造成电机缺相而烧坏。

（2）由于二次回路接线螺丝缺损或不紧固，一方面造成电机不能正常启动，另一方面造成其它电器元件不能正常工作。

10、交流电：交流电是指电路中电流、电压及电动势的大小和方向都随着时间按正弦函数规律变化的，简称交流电。

11、电功率：单位时间内电场力所做的功称为电功率，用符号P表示，基本单位是瓦（W），可扩展为KW。

电能：指一段时间内电源力所做的功，用符号W表示，单位千瓦小时。1千瓦小时=1度电。

电功率和电能不一样，功率表和电度表不一样，功率表测量一定值，电度表随时间的推移而变化。

在设计时一定要注意，工厂原来是否碰到过此类问题。

12、有功功率：交流电路中的电压、电流是变化的，所以功率也是变化的，每一瞬间电压与电流的乘积称为瞬时功率；瞬时功率在一个周期内的平均值叫有功功率，用字母P表示，指电路中电阻部分所消耗的功率，对电动机系统是指它的出力（KW）。

无功功率：在具有电感或电容的电路里，电感或电容在前半周期的时间里把电源的能量变成磁场或电场贮存起来，没有消耗能量，这部分功称无功功率。用Q表示，单位为乏（Var、Kvar）。

视在功率：在具有电阻和电抗的电路中，电压与电流的乘积叫视在功率，用字母S表示，单位为伏安。

功率因数：有功功率与视在功率之比叫做功率因数，用COSф表示。

以上几者的关系：S2=P2+Q2 I计=S/√3U N I计：计算电流

COSф=P/S P=U N I N√3 COSфI N：线电流U N：线电压如果只有一台三相电动机，则其计算电流就取为额定电流，即：Ie=I N=P N/√3U N COSфCOSф一般取75%。

13、涡流：置于变化磁场的导电物体内部将产生感应电流，以反抗磁通的变化，这种电流以磁通的轴线为中心，呈涡旋形态称为涡流。

（1）涡流存在的利弊：在电机、变压器等设备中，由于涡流的存在将使铁芯产生热损耗，同时使磁场减弱造成电气设备效率的降低，容量不能充分利用。

（2）涡流的热效应也有利的一面，可以用它制成感应冶炼金属。

14、三相交流电源：由三个频率相同，振幅相等，相位依次相差120°的交流电势组成的电源称为三相交流电源。目前单相交流电实际上是由三相交流电的一相提供的。

三相交流电与单相交流电相比有很多优点，它在发电、输配电电能转换成机械能等方面都有明显的优越性，而且电能损耗较单相输电时少。

15、相电压：三相电路中，每相头尾之间的电压叫做相电压。

线电压：相与相之间的电压叫做线电压。

相电流：三相电路中，流过每相电源或每相负载的电流叫做相电流。

线电流：流过各相端线的电流叫做线电流。

145、相电压与线电压、相电流与线电流的关系

（1）星形接线：U相=U线/√3 I相=I线

（2）三角形接法：U相=U线I线=√3I相

16、趋肤效应：交流电通过导线时，导线横截面上的电流的分布是不均匀的，越是靠近导线中心，电流密度越小，越是靠近导线表面，电流密度越小，这种交变电流在导线内趋于导线表面流动的现象称趋肤效应（集肤效应、表面效应）。

由于趋肤效应的影响，在高频电流通过导线时，其中心几乎无电流，在高频电路中常采用空心导线来节省有色金属；由于趋肤效应，可以将工件通有高频电流的线圈中，此时工件中将产生高频涡流，使工件表面发热，内部不发热，表面达到一定温度时，突然冷却，使工件表面硬，内部有韧性，这是高温淬火，使工件达到外硬内韧的目的。电流频率200~600KH Z。

17、电弧：由于某种原因在开关触头在分断电流时产生弧光，这种物理现象称电弧。其特点是光亮很强和温度很高。对电气设备的安全运行有着极大的影响。例如：开关触头烧坏、烧毁电气设备、导线、电缆，还可能引起电路的弧光短路，甚至引起火灾和爆炸事故，还可损伤人的视力。为了防止电弧对设备产生影响，常在设备上加消弧栅。例：我们用的HD刀开关的消弧罩、空气开关、断路器、大的接触器都有消弧装置。

18、电气间距（隙）：为了防止人体触及或接近带电体，防止车辆等物体碰撞或过分接近带电体，防止电气短路事故由此引起的火灾，在带电体与地面之间、带电体与带电体之间、带电体与其它设施和设备之间均需保持一定的安全距离，这种安全距离简称电气间距（低压＞20mm，高压＞100mm）。不同电位的两导电部件的空间直线距离。

19、爬电距离：不同电位的两个导电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离（两个绝缘材料之间的接合处）。

20、保护接地：为防止因绝缘损坏而触电危险，将电气设备的金属外壳和接地装置之间的电气连接称为保护接地。

21、重复接地：将零线上的一点或多点与大地进行再一次的连接称为重复接地。

22、保护接零：为了防止因电气设备绝缘损坏而使人遭受触电的危险，将电气设备的金属外壳与变压器中性线的连接，称为接零保护，接零保护适用于三相四线制中性点直接接地的低压供电系统中。

23、中性线功能：○1用来接相电压的单相设备；○2用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；○3减少负荷中性点电位偏移。

PE线的功能：为保障人身安全，防止发生触电事故。

24、三相四线制系统：中性线与保护线共用一根导线——保护中性线（PEN）称TN-C

系统。

三相五线制系统：中性线与保护线完全分开，则此系统称为TN-S系统。