高压电器的作用与分类知识测试题及答案
简 答 题1.按用途分类高压电器可分为几种?它们的功能如何?
开关电器：用来关合及开断电路的电器
（1）断路器——DK
在电路正常工作和发生故障（例如发生短路）时关合和开断电路
（2）隔离开关——G
将高压设备与电源隔离，以保证检修工作人员的安全
（3）熔断器——RN
在电路发生过载或短路时依靠熔件的熔断开断电路
（4）负荷开关——FW
在电路正常工作或过载时关合和开断电路，它不能开断短路电流
限制电器：用来限制电路中电压或电流的电器
（1）电抗器——Ｌ
主要用来限制电路中的短路电流。某些类型的熔断器也有限制短路电流的作用。
（2）避雷器——ＢＬ
用来限制电路中出现的过电压或过电流的电器
变换电器：用来变换电路中的电压和电流使之便于检测的电器。
（1）电流互感器 ——ＬＨ
用来变换电路中的电流，以便供电给测量仪表、继电器或自动装置，并使之与高压电路隔离的电器。
（2）电压互感器——ＹＨ
用来变换电路中的电压，以便供电给测量仪表、继电器或自动装置，并使之与高压电路隔离的电器。
组合电器：将上述几种电器，按一定的线路装配成一个电器整体的电器组合为
组合电器。
2.按照安装地点高压电器如何分类?
按照安装地点分
（1）户内式：装在建筑物内，一般工作在35kV及以下的电压等级。
（2）户外式：适用于安装在露天，一般工作在35kV及以上的电压等级。
3.按照电流制式如何分类？
（1）交流电器：
它是工作于三相或单相工频交流制的电器，极少数工作在非工频系统。
（2）直流电器：
工作于直流制的电器，常用于电气化铁道城市交通系统。
4.对所有高压电器的统一要求是什么?
所有的高压电器都应满足运行可靠、工作灵活，同时还必须考虑经济条件。
填 空 题
1．高压电器按照电流制式分（交流电器）和（直流电器）。
2．高压电器按照安装地点分（户外式）和（户内式）。
3．高压电器按照用途分类（开关电器）、（限制电器）、（变换电器）和（组合电器）。
4．高压开关电器可分为（高压断路器）、（高压隔离开关）、（高压熔断器）和（高压负荷开关）等。
5．高压电器中的限制电器分为(避雷器)和(电抗器)。
6．高压电器中的变换电器分为（电压互感器）和（电流互感器）。
7．将断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、闭雷器等按一定线路装配成一个电器整体的电器组合称（组合电器）。
8．一般来讲，所有的高压电器都应满足（运行可靠）、（工作灵活），同时还必须考虑(经济)条件。
判断正误题
1．在高压系统中，用来对电路进行开、合操作，切除和隔离事故区域的设备称为高压电器。（+）
2．在高压系统中用来对电路运行情况进行监视、保护及数值测量的设备，统称为高压电器。（）
3．断路器，无论在电路正常工作或发生故障（例如发生短路）时都可以关合和开断电路。（+）
4．断路器，只有电路正常工作时可以关合和开断电路。 （）
5．负荷开关，只在电路正常工作或过载时关合和开断电路，它不能开断短路电流。（+）
6．负荷开关，不但在电路正常工作或过载时可以关合和开断电路，它还能开断短路电流。（ ）
选 择 题
1．电抗器是限制电器，它在电网中的作用是
A、主要用来限制电路中的过电流 *
B、主要用来限制电路中出现的过电压
C、主要用来限制电路中的功率
D、主要用来限制电路中的阻抗
2．关于避雷器，下列叙述正确的是
A、主要用来限制电路中的过电流
B、主要用来限制电路中出现的过电压 *
C、主要用来限制电路中的功率
D、主要用来限制电路中的阻抗
3．在高压电器中避雷器属于
A、开关电器
B、保护电器 *
C、量测电器
D、组合电器
4．在高压电器中电压互感器属于
A、开关电器
B、保护电器
C、量测电器 *
D、组合电器
5．在高压电器中电流互感器属于
A、开关电器
B、保护电器
C、量测电器 *
D、组合电器
6．在高压电器中熔断器属于
A、开关电器 *
B、保护电器
C、量测电器
D、组合电器
7．在高压电器中断路器属于
A、开关电器 *
B、保护电器
C、量测电器
D、组合电器
[ 本帖最后由 djde_2000 于 2007-7-28 07:48 编辑 ]
“电弧的形成及熄灭电弧的方法”知识测试题
简答 题1．电弧放电有何特点？何为游离作用与去游离作用？各有几种方式？
电弧的特点是：
（1）起弧电压、电流数值低
（2）电弧能量集中，温度很高
（3）电弧是一束质量很轻的游离态气体，在外力作用下，很易弯曲、变形。
（4）电弧有良好的导电性能、具有很高的电导：
（5）电弧有阴极区（包括阴极斑点）、弧柱区（包括弧柱、弧焰）、阳极区（包括阳极斑点）三部分组成。
游离作用：
当开关工作时，介质会由绝缘状态变成导电状态。
介质的放电现象是由于电场、热、光的作用下，介质里的中性质点产生自由电子、正、负离子的结果。这种现象我们称为游离作用。在介质中产生的游离作用达到一定程度时，介质将被击穿，而产生电弧放电。
电弧的形成是由于介质的游离而发生的。
2．试从电能和热的观点分析电弧内部的基本矛盾，怎样才能熄灭电弧？
在电弧中不仅存在着中性质点的游离过程，同时也存在着带电质点相互碰撞，交换多余能量，形成中性质点的去游离过程。
若采取措施，使电弧中的去游离过程大于游离过程，使电弧中的中性质点增加，带电质点减少，达到一定程度时，触头间隙由良好的导电状态，就会变为绝缘状态，而使电弧熄灭。
3．什么是电弧的热惯性？
由于电弧的弧柱在受热升温和散热降温都需要有一个过程，所以它使电弧的温度变化跟不上电流的快速变化，我们称这种现象为电弧的热惯性。
4．现代开关电器中广泛采用的灭弧方法主要有几种？
(１)在高压断路器中采用多断口，以降低触头间电压．
高压断路器常制成每相两个或多个串联的断口（一对触头为一个断口）。由于加在每个断口上的电压降低，使电弧易于熄灭。
(２)采用强力分闸弹簧，提高触头的分离速度
如ＳＮ－ １０型少油断路器，装有４条分闸弹簧，用于分闸时迅速拉长电弧，以提高弧隙介电强度的恢复速度和电流过零时介电强度初始值。
(３)利用气体吹动电弧
电弧是一束质量很轻的游离态气体，在外力作用下，很容易弯曲、变形。分闸时用高压气流吹动电弧，使电弧受到强烈的冷却和拉长，加强了去游离过程，电弧易于熄灭。
高压断路器中采用的吹弧方式一般有：
（a）横吹、（b）纵吹、（c）纵横吹等（金属栅片），
高压断路器中采用的吹弧介质一般有：压缩空气；六氟化硫气体；电弧高温分解变压器油产生的高温、高压油气等。
(４)利用磁吹法熄弧
按左手定则，当电弧电流垂直于外磁场时，电弧将受到磁场力的作用而发生弯曲、变形，使冷却作用加强，电弧易熄灭。
这个磁场可以由互为反向的电弧电流产生（热气流使电弧弯曲。变形，电弧外表面电流互为反向建立磁场）。
也可以使电流通过安装于触头外侧或触头两侧的线圈产生。
(５)采用介质绝缘强度大、热容量大的气体作为灭弧介质
如采用六氟化硫气体作为灭弧介质。在气压为一个大气压时，其绝缘强度为空气的２～３倍，在三个大气压时，与变压器油的绝缘强度相近。
六氟化硫气体分子量大，其分子捕捉电子成为负离子（即六氟化硫分子具有负电性）后其导电作用十分迟缓，从而加速了弧隙绝缘强度的恢复，电弧易于熄灭。其灭弧性能比空气优良１００倍。
(６)加大气体介质压力或采用真空熄弧
将断路器的触头置于高真空中或适当加大弧隙间气体介质的压力均有利于灭弧。
(７)在高压断路器断口上装设并联电阻或并联电容：有利于降低恢复电压上升速度及降低熄弧时产生的过电压
1）加装并联电阻利用其分压作用使断口间电压分布均匀
2）加装并联电容使各断口的分布电压接近相等
(８)把长电弧分裂成短电弧
这种方法常用于低压开关中。在低压开关的触头上常罩有由金属栅片等组成的灭弧罩。当触头间发生的电弧进入与电弧垂直放置的金属栅片内时，可将一个长电弧分成一串短电弧。
当电流过零时，所有短电弧同时熄灭，每一栅片间的介电强度立即恢复到某一数值。
若每段弧隙介电强度值的总和大于触头上外加电压时，电弧熄灭。为使电弧迅速进入栅片内，可利用磁力吹动，
灭弧栅片采用有缺口的钢片。当电弧电流在Ａ处流动时，电弧电流将在灭弧栅片上建立磁场，此磁场力可将电弧拉入灭弧栅口深处Ｂ，从而加强了电弧的冷却作用，提高了开关的灭弧能力。
(９)利用固体介质的狭缝熄弧
如在高压熔断器中，电弧与固体介质（石英砂）紧密接触，使电弧变形，迅速冷却；同时固体介质在电弧高温下产生气体，使狭缝中气体受热而压力增大，使去游离过程加强，电弧迅速熄灭。
在具体的开关中，通常是将几种灭弧方法配合使用，以提高开关电器的灭弧能力。
5．使交流电流熄灭的两个物理过程是什么？
（1）弧隙介质绝缘强度（或称介电强度）的恢复过程。
（2）弧隙电压的恢复过程。
6．交流电弧有什么特点？
7．什么是电弧的伏安特性曲线？
8．电弧的电阻与电弧电流间有什么关系？
9．电弧的电压与电弧的电流之间有什么关系？
10．什么是光游离？什么是热游离？什么是碰撞游离？
11．为什么说电弧的起弧电压和起弧电流都很低？
12．什么是电弧的强场发射？热发射？光发射？二次发射？
填空题
1．电弧的形成的原因是（介质导电）。
2．由金属触头（表面）发射的电子，叫表面发射。
3．在高压断路器触头（刚分离）时，强场发射最明显。
4．当金属温度升高到（2000K~5000K）K，金属表面的自由电子具有足够的（动）能，会克服金属的束缚，而离开金属表面。这种过程称为热发射。
5．断路器触头分离的（后）期，热发射较强烈。
6．当（紫外线、可见光、红外线）照射到金属表面上时，会使金属表面的电子获得能量，脱离金属，变成光电子，存在光电发射现象。
7．当正离子在电场力的作用下，高速撞击阴极，或自由电子高速撞击阳极，可使金属表面发射电子，这个过程称（二次）发射。
8．形成电弧的表面发射有（强场发射、热发射、光发射、二次发射），以上四种发射形式。
9．两触头间介质在外界力量影响下，其分子及原子分裂成自由电子和正离子的过程，称为（强场发射）。
10．中性粒子受光照，产生光电子，介质发生（光）游离。
11．光的频率越（高），其光子的游离作用越强。
12．断路器触头分离的（后）期，碰撞游离起主要作用。
13．当介质气体温度升高到（3000K~4000K）K时，气体的分子、原子由于热运动的加剧，相互碰撞，产生了大量的（电子和离子），这时导电作用大大加强，这就是热游离。
14．断路器触头分离（后）期，热游离起主要作用。
15．电弧的起弧电压和起弧电流数值都（比较低）。
16．电弧表面温度达（４０００～５０００）℃，，弧中心温度可高达１００００℃。
17．电弧是一束质量很（轻）的游离态气体，在外力作用下，很易弯曲、变形。
18．电弧有（优良）的导电性能、具有很（高）的电导。
19．电弧由（阴极区、阳极区、弧柱区）三部分组成。
20．电弧中的去游离过程大于游离过程，使电弧中的中性质点增加，带电质点减少，达到一定程度时，触头间隙由良好的导电状态变为绝缘状态则电弧（熄灭）。
21．电弧中的去游离过程等于游离过程，电弧中带电质点不增不减，则电弧（稳定燃烧）。
22．当去游离过程小于游离过程时，电弧中带电质点增多，则（产生）电弧。
23．去游离一般由（复合）和（扩散）两个过程组成。
24．电弧中带不同电荷的质点在运动中互相接触，交换多余的能量成为（中性）质点的过程叫复合过程。
25．电弧中有足够动能的带电质点，克服电场力的束缚，逸入周围介质中去变为（中性）质点的过程叫扩散。
判 断 正 误
1．影响去游离过程的因素与触头间电场的强弱有关，电场弱，复合过程强；电场强，复合过程弱。 （ +）
2．影响去游离过程的因素与触头间电场的强弱有关，电场强，复合过程强；电场弱，复合过程弱。 （）
3．影响去游离过程的因素与触头间隙的介质种类有关：分子量大、化学性能稳定的介质易复合；分子量小、化学性能不稳定的介质不易复合。 （ +）
4．影响去游离过程的因素与触头间隙的介质种类有关：分子量大、化学性能稳定的介质不易复合；分子量小、化学性能不稳定的介质 容易复合。 （）
5．影响去游离过程的因素与气体介质的压力有关：压力大至十几个大气压以上或接近真空有利于复合。 （ +）
6．影响去游离过程的因素与气体介质的压力有关：压力太大或压力太小，都不利于复合。 （）
7．影响去游离过程的因素与触头材料有关：触头材料的热容量大，导热系数大，不易产生热电子发射，使游离过程减弱，易复合。 （ +）
8．影响去游离过程的因素与触头材料有关：触头材料的热容量大，导热系数大，容易产生热电子发射，使游离过程加强，不易复合。 （）
9．影响去游离过程的因素与弧柱内外的温度差、离子浓度差有关：
温差大，浓度差大，易扩散。 （ +）
10．影响去游离过程的因素与弧柱内外的温度差、离子浓度差有关：
温差大，浓度差大，不易扩散。 （）
11．电弧相当于一个非线性电阻，电弧中电压与电流同方向。 （ +）
12．电弧相当于一个线性电阻，电弧中电流大，则其电压降大。 （）
13．在交流电路中，电流的大小随时间按正弦规律变化。交流电弧的温度、直径及弧压降也随时间变化。 （ +）
14．在交流电路中，电流的大小随时间按正弦规律变化，所以交流电弧的温度、直径及弧压降也随时间按正弦规律变化。 （）
15．弧柱的受热升温和散热降温都有一个过程，跟不上快速变化的电流，这种现象称为电弧的热惯性。 （ +）
16．弧柱的受热升温和散热降温是即时的，跟电流变化的速度相同，不存在热惯性现象。 （）
选 择 题
1．由金属触头表面发射的电子，叫表面发射，其中的强场发射
A、在断路器触头刚开始分开时，强场发射最明显。 *
B、在断路器触头分开一定的距离之后，强场发射最明显。
C、在断路器触头分开到最大距离时，强场发射最明显
D、强弱与断路器触头分开的距离无关
2．由金属触头表面发射的电子，叫表面发射，其中的热发射
A、在断路器触头分离的初期，热发射较强烈。
B、在断路器触头分离的中期，热发射较强烈。
C、在断路器触头分离的后期，热发射较强烈。 *
D、在断路器触头分离的整个过程中，热发射均较强烈。
3．在触头间产生的碰撞游离，主要发生在
A、断路器触头分离的初期 * B、断路器触头分离的中期
C、断路器触头分离的后期 D、断路器触头分离的整个过程之中
4．对电弧的描述，下列说法中正确的是
A、起弧电压、电流数值都较高 B、起弧电压、电流数值都较低 *
C、起弧电压较高、起弧电流数值低 D、起弧电压低、起弧电流数值高
5．对电弧的描述，下列说法中正确的是
A、电弧能量分散，温度很低 B、电弧能量集中，温度很低
C、电弧能量分散，温度很高 D、电弧能量集中，温度很高 *
6．对电弧的描述，下列说法中正确的是
A、电弧是一束质量很重的游离态气体，在外力作用下，不易弯曲、变形
B、电弧是一束质量较重的游离态气体，在外力作用下，不易弯曲、变形
C、电弧是一束质量较轻的游离态气体，在外力作用下，容易弯曲、变形 *
D、电弧是一束质量很轻的游离态气体，在外力作用下，很易弯曲、变形
7．对电弧的描述，下列说法中正确的是
A、电弧有良好的绝缘性能、具有很高的电阻
B、电弧有良好的绝缘性能、具有较高的电阻
C、电弧有较好的导电性能、具有一定的电阻
D、电弧有良好的导电性能、具有很高的电导 *
8．采用气体作为灭弧介质时，对气体的要求是
A、气体介质绝缘强度大、且热容量大的较好 *
B、气体介质绝缘强度大、且热容量小的较好
C、气体介质绝缘强度小、且热容量大的较好
D、气体介质绝缘强度小、且热容量小的较好
"高压断路器的构造及其原理"知识测试题
简答题1．高压电器的作用如何？
高压电器是指在高电压的电路中用来实现电路的关合、开断、控制、保护、调节和量测作用的电器。
2．高压电器是如何分类的？
按照高压电器的功能不同，可以分为三大类，即开关电器、量测电器和限流、限压电器。
3．什么是高压电器中的开关电器？它是如何分类的？
主要用来关合与分断正常电路与故障电路，或用来隔离高压电源。根据其功能的不同又可分为：
（1）高压断路器它能关合与分断正常情况下的各种负载电路，又能在故障情况下关合与开断短路电流，而且还能实现自动重合闸的要求。它是高压电器中一种功能最为全面的电器。
（2）高压熔断器
俗称保险。当线路中电流超过一定的限度或出现短路故障时能够自动开断电路。电路开断后，熔断器必须人工更换部件后才能再次使用。
（3）高压负荷开关
只能在正常工作情况下关合与开断各种负载电路，但不能开断短路电流。
（4）高压隔离开关
用来隔离电源或电路。隔离开关只能开断很小的电流，例如长度很短的母线空载电流，容量不大的变压器空载电流等。
（5）接地开关
高压与超高压线路检修电气设备时，为确保人身安全，可用接地开关进行接地。接地开关可用来人为造成电力系统的接地短路，以达到控制和保护的目的。
4．什么是高压电器中的量测电器？它是如何分类的？
主要包括电流互感器和电压互感器。
（1）电流互感器
用来配合测量高压线路中的电流，供计量和继电保护用。
（2）电压互感器
用来配合测量主高压线路中的电压，供计量和继电保护用。
5．什么是高压电器中的限流、限压电器？它是如何分类的？
主要包括避雷器和电抗器。
（1）避雷器
用来限制过电压，使电力系统中相关的各电气设备免受大气过电压和内部过电压的危害。
（2）电抗器
实质上就是一个电感线圈，用来限制故障时的短路电流。
不难看出上述高压电器都是保证电力系统安全可靠运行必不可少的电气设备。6．对高压电器的基本要求是什么？其性能参数有哪些？
对高压电器的主要要求包括一般电气性能方面的要求自然环境方面的要求和其它方面的要求等。
一般电气性能方面的要求
电力系统中的高压电器，应能够长期承受各种电压、电流的作用而不致损坏。
（1）电压方面
额定电压一定的高压电器，其绝缘部分能长期承受的最大工作电压，而且还应能承受相应程度的大气过电压和内部过电压的作用。标志这方面性能的参数是：最大工作电压、工频试验电压、全波和载波冲击试验电压、操作波试验电压。
（2）电流方面
高压电器的导电部分长期通过工作电流时，各部分的温升不超过允许值。通过短路电流时，不应因电动力作用而受到损坏，各部分温升不应超过短路时的温升允许值，触头不应发生熔焊或损坏。这些性能都与电流大小有关，标志这方面的性能参数是：额定电流、动稳定电流、热稳定电流等。
自然环境方面的要求
高压电器应在周围各种环境下可靠地工作。
（1）环境温度
高压电器有关标准规定，产品的使用环境温度为－40℃至＋40℃。温度过低会使变压器油、液压油及润滑油的黏度增加，影响开关的分合闸速度，使六氟化硫气体液化，密封材料性能劣化造成漏油、漏气，以至电气设备不能正常工作；温度过高，可能造成导气部分过热及电容套管的密封胶渗出等，特别是户外型产品在阳光直射下极易过热。标准建议，周围的环境温度每增加1℃，额定电流应相应减小1.8% ；而温度每降低1℃，用于高温地区的高压电器在常温下进行耐压实验时，实验电压应相应的提高，从40℃开始，每超过3℃，实验电压应提高1%。
（2）海拔
海拔高度对高压电器的影响有：对绝缘的影响和对电气发热温度的影响。
①对绝缘的影响
高海拔（1000-3500m）地区的大气压力低，耐压水平会随之降低，
如海拔1000m以下能承受工频42kV1min的高压电器，在海拔3000m的地区仅能耐压38kV；而适用于高海拔地区的产品在低海拔地区实验时，试实验电压应提高。其实验电压为标准规定值乘以修正系数x（x>1），即
式中 H——高压电器安装地点的海拔（m），1000<H<3500.
②对电器发热温度的影响
高海拔地区空气稀薄，散热效果差，允许通过电流应适当减小一些。在我国有关标准中规定，一般使用环境按海拔低于1000m及2500m两挡考虑。
（3）湿度
我国南方地区相对湿度长期在90%以上。湿度大极易引起金属零部件的锈蚀、绝缘受潮、出现凝露使油漆层脱落，甚至影响运动部件的动作。
（4）风速
户外型高压电器在过大的风速下，有可能出现变形甚至断裂。
（5）污秽
沿海及重工业集中地区，空气污染严重，常发生高压电器的绝缘表面污闪事故。
（6）大雨
户外型高压电器在大雨中若进水，会使绝缘强度下降，金属件锈蚀等。
（7）地震
我国处于地震多发区，高压电器抗震性能差会造成断裂损坏等。
（8）湿热地区
这类地区的特点是：湿度高，相对湿度高达95%左右；雨量大，最大降雨强度可达10min50mm；气温高，最高可达＋40℃以上，阳光直射下可达＋80℃；此外还有霉菌、昆虫等造成的生物损害。这些对高压电器的运行均为不利。因此我国除生产一般电器设备以外，还专门生产一种三防产品（防湿热、防霉、防盐雾），以满足湿热地区的要求。
（9）干热地区
这类地区的特点是：环境温度为－５℃至＋50℃，阳光直射下黑色物体表面温度可达＋90℃；有昆虫、砂尘。高压电器在这种条件下工作将更难以保持其性能。
其它方面的要求
高压电器的种类繁多，应满足要求不尽相同。如电压互感器和电流互感器就有误差方面的要求。而断路器结构复杂、功能多，对于它的要求也更多，这些要求主要为开断短路故障、关合短路故障、快速分断和自动重合闸等方面。详细的阐述见另题。
7．高压断路器的技术参数有哪些？
为了对高压断路器的工作性能有所了解，很有必要明确其主要的技术参数：
（1）额定电压
是指断路器所能承受的正常工作电压。额定电压指的是线电压，并在铭牌上予以标明。按照国家标准的规定，其电压等级有：10kV；35Kv；60kV；110kV；220kV；330kV；500kV各级。
断路器的额定电压不仅决定了断路器的绝缘距离，而且在相当程度上决定了断路器的外形尺寸。
（2）最高工作电压
因为在输电线路上有电压损耗，那么在线路供电端的额定电压就会高于线路受电端的额定电压，这样断路器就可能在高于额定电压的情况下长期工作，因此规定了断路器的最高工作电压这一指标。按照国家标准规定，对于额定电压在220kV以下的断路器其最高工作电压为额定电压的l． l~l． 15倍；对于 330kV的断路器规定为额定电压的1． 1倍。
（3）额定电流
是指铭牌上所标明的断路器在规定环境温度下可以长期通过的最大工作电流。
断路器长期通过额定电流时，断路器导电回路各部件的温升均不得超过允许值。额定电流等级有：200A、400A、600A、1000A、1500A、2000A、3000A、4000A、5000A、6000A、8000A、10000A、15000A等。
额定电流的大小决定了断路器的发热程度，因而决定了断路器触头及导电部分的截面，并在一定程度上决定了它的结构。
（4）额定开断电流
它是断路器在额定电压下能可靠切断的最大电流，称为额定开断电流。当断路器在不等于额定电压的情况下工作时，断路器能可靠切断的最大电流，称为该电压下的开断电流。当断路器工作在低于额定电压时，其开断电流将较额定开断电流有所增大，但有一个极限值，并称其为极限开断电流。
断路器的额定开断电流标明了它的断流能力。它是由断路器的灭弧能力和承受内部气体压力的机械强度所决定的。
（5）额定断流容量
又称额定遮断容量或开断能力。一个断路器额定断流容量与额定开断电流、额定线电压有关，即用额定开断电流与额定线电压的乘积的√3倍来表示。即：
SKN=√3UINIKN
式中
SKN——额定断流容量（MVA）；
UIN——额定线电压（kV）；
IKN——额定开断电流（A）。
原国家标准中规定的额定断流容量 I型有： 300MVA、500MVA、750MVA。IEC和现行国标已不再采用这个参数。这是因为这个参数概念不确切，计算也不方便。
（6）动稳定电流
它是指断路器在合闸位置时所允许通过的最大短路电流，又称极限通过电流。断路器在通过这一短路电流时，不会因电动力的作用而发生任何的机械损坏。
动稳定电流表明了断路器承受电动力的能力。此电流的大小由导电部分和绝缘部分的机械强度来决定。
（7）热稳定电流
当短路电流通过断路器时会使导电部分发热，其热量与电流的平方成正比。所以当断路器通过短路电流时，有可能使触头熔焊直至损坏断路器。因此断路器规定了在一定的时间内（1、4、5、10s）的热稳定电流。热稳定电流是断路器在规定时间内允许通过的短路电流值，一般用有效值来表示。
热稳定电流标明了断路器承受短路电流热效应的能力。
（8）合闸时间
自发出合闸信号起，到断路器的主触头刚刚接通为止的一段时间，称为断路器的合闸时间。
对断路器合闸时间的要求不高，但应尽可能的稳定。我国生产的断路器合闸时间一般均小于或等于0．2s。
（9）分闸时间
是指从分闸线圈接通起，到断路器三相电弧完全熄灭为止的一段时间。分闸时间包括断路器的固有分闸时间和电弧存在的时间。其中，固有的分闸时间是指从分闸线圈通电，到触头刚刚分离的这段时间；而电弧存在的时间是指从触头分离，到三相电弧完全熄灭的这段时间。
从切断短路电流的要求出发，分闸时间愈短愈好，一般分闸时间为0．2s。通常，合闸时间大于分闸时间。
（10）触头行程
断路器触头行程系指断路器在操作过程中，触头从起始位置到终止位置所经过的距离。
（11）触头超程
断路器触头超程系指断路器在合闸操作中，动、静触头接触后，动触头继续前行的距离。它等于行程与开距之差。
（12）刚分速度
指断路器分闸过程中，动触头刚刚分离时的速度。
（13）刚合速度
指断路器合闸过程中，触头刚刚接触时，动触头的移动速度。
另外，还有三相同期、油重、总重、无电流间隔时间等技术参数。
8．运行中的高压断路器一般应满足哪些基本要求？
为了确保断路器的正常运行，一般应满足以下基本要求。
（1）安全可靠高压断路器在正常运行中，不应误动，以免使系统的正常工作遭到破坏；当系统出现故障时，不应拒动（拒绝动作），以免扩大事故范围。同时，高压断路器在各种工作状态下，均不应出现危及人身和其它设备安全的现象。
（2）断流容量高 系统中一旦出现故障，其电流很大，往往是其额定电流的几倍、几十倍甚至更高，而持续时间仅几秒钟。高压断路器应能承受开断和关合故障电流的能力。
（3）动作迅速高压断路器开断故障电流的快慢将直接影响系统输送功率的大小以及系统的稳定性。因此，高压断路器在接到继电保护装置发来的信号后，应在百分之几秒的时间内断开故障电路。
不难看出，为了使断路器很好地满足上述要求，高压断路器必须具有可靠完善的灭弧装置和尽量简单可靠的二次回路。
9．高压断路器是如何分类的？
高压断路器的类型很多，并有多种不同的分类方法：
（1）按安装地点的不同可分为：户内式和户外式。
（2）按灭弧介质的不同可分为：
l）油断路器它的灭弧介质是变压器油。
油断路器又分为少油断路器和多油断路器两种。
2）真空断路器它是将动、静触头密封于一个真空灭弧室（俗称真空包）内，以高度真空的密封空间作为灭弧介质的一种新型断路器。
3）六氟化硫断路器它是以六氟化硫气体作为灭弧介质的一种新型断路器。
4）压缩空气断路器 它是以高速流动的压缩空气作为灭弧介质的一种断路器。
5）固体产气断路器 它是利用固体介质受电弧作用分解气体来实现灭弧的一种断路器。
6）磁吹断路器 它是利用电磁力驱使电弧进入绝缘狭缝中，将电弧拉长并冷却，以实现熄灭电弧的一种断路器。
填 空 题
1．高压断路器按介质不同的可分为（油断路器）、（六氟化硫断路器）、（真空断路器）、（压缩空气断路器）、（磁吹断路器）、（固体自产气断路器）六类。
2．采用（变压器油）作为灭弧介质和绝缘介质的断路器叫油断路器。
3．油断路器按其用油量可分为（少油断路器）和（多油断路器）两类。
4．采用（六氟化硫气体）作为灭弧介质和绝缘介质的断路器叫六氟化硫气体断路器。
5．采用（真空）作为灭弧介质和绝缘介质的断路器叫真空断路器。
6．高压断路器可按照工作环境的不同分为（户内式）和（户外式）两类。
7．高压断路器按其基本结构可分为（触头）、（灭弧室）、（绝缘介质）、（壳体结构）和（运动机构）五部分组成。
8．高压断路器中触头是实现电路（接通）和（关断）重要部件。
9．高压断路器中触头主要可分为（静触头）和（动触头）两种。
10．高压断路器中运动机构是使（动触头）在规定范围内动作的联动机构。
11．断路器中，低速动作的断路器的分闸时间为（大于0.12s）。
12．断路器中，中速动作的断路器的分闸时间为（在0.12s至0.08s之间）。
13．断路器中，高速动作的断路器的分闸时间为（小于0.08s）。
14．海拔高度对高压电器主要的两方面的影响为（海拔高度对外部绝缘的影响）和（海拔高度对电器发热温度的影响）。
15．选择高压断路器时，应坚持（“质量第一、比质比价、择优选厂”）的原则。
16．选择产品时，应首先看三证是否齐全。这三证是（产品型式试验报告、鉴定书和型号使用证）。
判断正误
1．绝缘介质可以分为灭弧用绝缘介质及支持用绝缘介质两类。 （ +）
2．绝缘介质在断路器中只作为灭弧用。 （）
3．额定电压是指断路器正常、长期工作的电压。额定电压一般指线电压。 （ +）
4．额定电压是指断路器正常、长期工作的电压。额定电压一般指相电压。 （）
5．额定电流是指断路器在标准环境温度下，电器设备长期通过的、发热不超过允许值的最大负荷电流称为额定电流。 （ +）
6．额定电流是指断路器在标准环境温度下，电器设备瞬间通过的、发热不超过允许值的最大负荷电流称为额定电流。 （）
7．额定开断电流是指在额定电压下，断路器能够可靠开断的最大电流为额定开断电流。
（ +）
8．额定开断电流是指在最大电压下，断路器能够可靠开断的最大电流为额定开断电流。
（）
9．热稳定电流指：断路器在规定时间内（国标为4秒）所允许通过的最大电流称为热稳定电流。 （ +）
10．热稳定电流指：断路器在规定时间内（国标为4秒）所允许通过的最小电流称为热稳定电流。 （）
11．极限通过电流指：断路器在闭合状态时允许通过的短路电流的最大瞬时值称为极限通过电流或动稳定电流。 （ +）
12．极限通过电流指：断路器在闭合状态时允许通过的额定电流的最大瞬时值称为极限通过电流或动稳定电流。 （）
13．分闸时间指：在额定操作电压或压力下，从断路器分闸线圈带电开始至三相电弧完全熄灭为止，这段时间称为分闸时间。 （ +）
14．分闸时间指：在额定操作电压或压力下，从断路器分闸线圈带电开始至动静触头完全分离为止，这段时间称为分闸时间。 （）
15．合闸时间指：在额定操作电压或压力下，从断路器合闸线圈通电开始至主触头刚接触为止，这段时间称合闸时间。 （ +）
16．合闸时间指：在额定操作电压或压力下，从断路器合闸线圈通电开始至主触头刚开始运动为止，这段时间称合闸时间。 （）
17．自动重合闸时间指：分闸时间加上重合闸无电流间隔时间即为自动重合闸时间。
（ +）
18．自动重合闸时间指：分闸时间加上合闸时间即为自动重合闸时间。 （）
选 择 题
1．高压断路器的额定电压，一般是指
A、断路器正常、长期工作的峰值电压 B、断路器正常、长期工作的相电压
C、断路器正常、长期工作的线电压* D、断路器正常、长期工作的平均电压
2．高压电器有关标准规定，产品的使用环境温度为
A、－40℃至＋40℃ * B、高于－40℃
C、不高于＋40℃ D、在零摄氏度左右
3．海拔高度对高压电器的影响
A、高海拔高的地区的大气压力低，电器的耐压水平会随之降低 *
B、高海拔高的地区的大气压力低，电器的耐压水平会随之升高
C、高海拔高的地区的大气压力高，电器的耐压水平会随之升低
D、高海拔高的地区的大气压力高，电器的耐压水平会随之升高
"六氟化硫断路器"知识测试题
简 答 题1．六氟化硫断路器的特点有哪些？
六氟化硫断路器是采用惰性气体六氟化硫（SF6）作为灭弧和绝缘介质的一种断路器。SF6是由化学元素硫（S）的氟（F）合成的一种化学气体。它的分子量比空气重5倍，是无色、无味、无毒、不燃的气体。SF6气体分子具有很强的负电性，其正离子可以吸附电子形成中性质点，其正负离子运动速度较慢，复合能力较强。因此在SF6气体中就不含有自由电子，使得其绝缘性能非常良好。在2－3个表压下可以达到变压器油的绝缘强度。由于FS6具有良好的高温导热性和强大的捕捉电子能力，在电弧熄灭后能迅速恢复绝缘。所以SF6的灭弧能力要比空气大100倍。鉴于FS6具有上述优越性能，故常以其作为制造高压断路器和其它组合电器的介质。
2．FS6断路器有哪些优点？
FS6断路器优点是
1）开断容量大 其额定开断电流可达 40~63 kA，最大可达80kA。
2）开断性能优异它不仅开断短路性能好，而且具有开断空载长线路和空载变压器不重燃、过电压低等优点。
3）灭弧室断口的耐压高 FS6断路器的单断口耐压和开断电流参数，比油或空气断路器要高，目前已达到单断口耐压245 kV、 50kA的水平。这样就为减少超高压断路器的断口数目、简化结构以及缩小占地面积提供了优越的条件。
4）电气寿命长，检修周期长目前SF6断路器、一般都能达到额定开断电流10－25次，检修周期可达10－20年。
5）噪声低、适于频繁操作。
6）没有火灾危险。
3．FS6断路器有哪些缺点？
FS6断路器的缺点是：
它的电气性能受电场均匀程度及水分等杂质的影响特别大，需要一套FS6气体系统，所以对其密封结构、元件结构和FS6气体的质量要求特别高，并需采取专门措施以防低氟化合物对人体及材料的危害和影响。
总之，SF6具有优越的性能，故近年来发展很快，电压等级在不断提高。特别是FS6全封闭组合电器的发展令人瞩目。
4．六氟化硫气体有毒吗？在使用时应注意什么？
纯净的六氟化硫气体是无毒的惰性气体。但是六氟化硫气体的重量是空气的5倍。在高压配电室或电缆沟内，一旦六氟化硫断路器内部有大量的气体溢出时，FS6气体就会不断地从最低处向高处堆积，而将空气赶走。当人员进入室内或电缆沟内时，因只有SF6气体吸入人体，从而造成缺氧或窒息。
鉴于上述原因，要求安装有六氟化硫断路器的高压配电室，应有良好的自然通风，并应设置换气装置以定期的换气。进入有FS6气体溢出的室内时，应先开启门窗、起动通风设施，待SF6气体稀薄后再进入。
长期工作环境下的SF6气体允许浓度，按照美国卫生标准的建议为0．1％。
5．简述六氟化硫断路器的结构。
六氟化硫断路器主要由断路器本体、机械传动部分和导电回路三部分组成。
（1）断路器本体
六氟化硫断路器三极安装在一个底箱上，内部贯通。并在箱内有一个传动轴，由三个主拐臂、三个绝缘拉杆来操动导电杆。每极由上下每个绝缘筒构成断口和极对地的外绝缘，其内绝缘则靠六氟化硫气体来完成。在箱体上有两个自封阀，其中一个作充放气用，另一个可供安装电接点真空压力表用。
（2）机械传动部分
有大轴、拐臂、推杆、主拐臂、分闸弹簧、分闸缓冲、合闸缓冲以及合闸弹簧等。
（3）导电回路
由上接线座、触指、动触头和下接线座等组成。
6．试述六氟化硫断路器的分、合闸操作过程。
六氟化硫断路器的分、合闸操作过程如下：
（1）分闸时在断路器操动机构的作用下，已被预先拉长的分闸弹簧放能，使得主轴作顺时针方向转动，通过主拐臂使得导电杆向下运动，直到拐臂上的滚子撞上分闸缓冲器为止，使断路器完成分闸动作；
（2）合闸时在断路器操动机构的作用下，推杆使得主轴按逆时针方向转动，同时通过主拐臂带动导电杆向上运动，直到滚子撞上合闸缓冲器为止，完成合闸操作。
7．简述六氟化硫断路器的灭弧原理。
六氟化硫是一种无色、无味、无毒、不易燃烧的惰性气体。它作为一种良好的灭弧介质，可以适用于各种电压等级的断路器。当六氟化硫气体置于2000K的电弧温度下，可以分解出多种活性离子，并具有电弧熄灭后能迅速复合、几乎不留任何残留物的性能。其绝缘水平不会受到任何影响，电弧也不会重燃。由于六氟化硫断路器具有良好的密封结构，密封在断路器内的气体一般不会溢出。
六氟化硫断路器的灭弧室有三种类型，即双压式、单压式（即压气式）和旋弧式。
早期的六氟化硫断路器沿用了压缩空气断路器的工作原理，其灭弧室为双压式灭弧室。现代的六氟化硫断路器结构已经简化，而采用单压式。单压式灭弧室中只充有低压六氟化硫气体（约5－7个表压），分闸时靠动触头带动压气活塞，产生瞬时压缩气体吹弧，所以又称为压气式断路器。单压式六氟化硫断路器一般带有压气活塞，所以要求的操动功率较大，常需采用气动或液压操动机构。
6~35 kV的所谓中压断路器也采用单压式原理。由于所需操动功率较大，所以逐步向旋转磁场吹弧和气自吹灭弧原理发展。如上海华通开关厂自瑞士ABB引进的HB系列六氟化硫断路器，就是依据上述原理设计的。其具体的灭弧原理如图20所示。
断路器分闸时，动触头与静触头分离后，电弧在动触头与有弧的静触头间燃烧，并因电流通过磁吹线圈产生纵向磁场，使电弧在磁场作用下高速旋转。电弧旋转燃烧产生的大量热能使上部小室的气体压力骤增，当动触头移动到某一位置时，动触管的下部开放，气流由喷口向下部的低压室内排放，在喷口附近气流将电弧吹灭。当断路器分断小电流时，由于在HB系列断路器内装有辅助活塞，因而可利用机械能产生的压气熄灭电弧。
9．试述六氟化硫热膨胀式断路器灭弧原理。
热膨胀式利用电弧本身的能量，加热灭弧室内SF6气体，建立高压力，形成压差，从而达到吹灭电弧的目的。
这种断路器的膨胀吹弧分三步：
①被电弧加热的气体通过进气孔而进入压力室；
②热气与室内原有的冷气混合，形成高压力低温混合物；
③当电流过零时，混合气体通过进气孔而返回至断口，它与周围气体混合去电离并熄灭电弧。
开断小电流时，由于电弧能量过小，不足以产生灭弧所需压力。为此，在压力室下面设置了一个辅助气缸。当动触头系统相对于固定活塞移动时，在辅助气缸内建立起压力。辅助气缸的阀门动作，受压力室和辅助室内的压力所控制。当小电流过零时，压力室内的压力低于辅助室内的压力，上阀开启，形成熄灭小电流电弧的助吹，从而增强了开断小电流的能力。
10． LN2-10型六氟化硫断路器是如何灭弧的？
LN2－10型六氟化硫断路器的内绝缘采用的是六氟化硫气体。其灭弧原理采用了旋弧纵吹式和压气式相配合的高效灭弧方式。当电弧从弧触指转移到环形电极上时，电弧电流通过环形电极流过线圈产生磁场，磁场和电弧电流相互作用使电弧旋转，同时加热气体，并使得其压力升高，从而在喷口形成高速气流，将电弧冷却。当介质绝缘恢复到一定程度时，电弧在电流过零瞬时熄灭。
填 空 题
1．六氟化硫气体是一种无色、无味、无嗅、不可燃且不助燃的（堕性）气体。
2．六氟化硫气体总的导热能力比空气（好）。
3．六氟化硫气体（不易）导电、（不易）电离且热稳定性高。
4．六氟化硫分子的结构呈正（八）面体，属于完全对称形。
5．六氟化硫分子的硫原子和六个氟原子间以及强的（共价）键相连，化学性能稳定，不易导电，不易电离。
6．六氟化硫分子具有极强的（负）电性。
7．六氟化硫分子体积（大），容易捕获电子并吸收其能量，生成低活动性的稳定负离子，在电场力的作用下，其自由程（短），运动速度（慢），复合过程（强烈）。
8．六氟化硫在一个大气压下其绝缘性能超过空气的两倍，在三个大气压下其绝缘性能与（变压器油）相当。
9．六氟化硫气体介电强度恢复极（快）。
10．六氟化硫气体在（电弧的高温）作用下能产生有毒的氟化物。
11．在六氟化硫断路器中应避免使用（硅）材料。利用（吸附剂）可吸收和分解有害化合物，将其减少到可以接受的水平。
12．SF6的电晕起始电压与击穿电压相（近），电晕放电容易发展成全间隙击穿。
13．SF6断路器结构上应尽量避免（棱角），采用（同轴圆柱体）结构。
14．实验证明，破坏臭氧层的主要是（氯）和（溴）原子，而六氟化硫分子中没有这两种元素，因此人们不必担心六氟化硫气体对臭氧层的破坏。
15．六氟化硫气体单个分子对温室效应的影响约为二氧化碳气体分子的（2500）倍，它对温室效应存在着潜在的危险。
16．世界上每年排放的CO2气体量为（200亿）吨，而SF6的排放量约为（5000）吨，又由于SF6气体大部分可再生使用，属于自循环气体，所以SF6气体对温室效应的影响可忽略不计。
17．HPL145/20C1型SF6气体断路器是一种（定开距）、（单压力）、 （双向纵吹）瓷瓶支柱式高压开关。
18．HPL145/20C1型SF6气体断路器有（机构箱），（支持瓷套），（开断元件）三部分组成。
判 断 正 误 题
1．HPL型断路器的机构箱由轻型铝合金铸成，在三相断路器中，A相机构箱下部装有缓冲装置，C相机构下部装有分闸弹簧装置。 （ +）
2．HPL型断路器的机构箱由轻型铝合金铸成，在三相断路器中，A相机构箱下部装有分闸弹簧装置，C相机构下部装有缓冲装置。 （）
3．六氟化硫气体是一种无色、无味、无嗅、不可燃且不助燃的堕性气体。 （ +）
4．六氟化硫气体是一种无色、无味、无嗅、可燃气体。 （）
5．HPL145/20C1型断路器额定电压为145kV。 （ +）
6．HPL145/20C1型断路器额定电压为20kV。 （）
7．HPL145/20C1型断路器额定电流为2kA。 （ +）
8．HPL145/20C1型断路器额定电流为20kA。 （）
9．六氟化硫热膨胀式断路器，属自能吹弧式原理。 （ +）
10．六氟化硫热膨胀式断路器，属外能吹弧式原理。 （）
11．六氟化硫气体单个分子对温室效应的影响约为二氧化碳气体分子的2500倍，它对温室效应存在着潜在的危险。 （ +）
12．六氟化硫气体单个分子对温室效应的影响约为二氧化碳气体分子的25倍，它对温室效应存在着一定的危险。 （）
13．世界上每年排放的CO2气体量为200亿吨，而SF6的排放量约为5000吨，又由于SF6气体大部分可再生使用，所以SF6气体对温室效应的影响可忽略不计。 （ +）
14．世界上每年排放的CO2气体量为2亿吨，而SF6的排放量约为5000万吨，又由于SF6气体大部分不可再生使用，所以SF6气体对温室效应的影响不可忽略不计。（）
选 择 题
1．关于SF6气体的叙述正确的是
A、SF6是一种无色、无味、无嗅、不可燃且不助燃的堕性气体 *
B、SF6是一种有色、有味、无嗅、不可燃且不助燃的堕性气体。
C、SF6是一种无色、有味、无嗅、可燃的气体。
D、SF6是一种无色、无味、无嗅、但可助燃的气体。
2．关于SF6气体的叙述错误的是
A、六氟化硫气体的导热能力比空气好
B、六氟化硫气体的热导率（导热系数），在常温下比空气低
C、SF6气体的热导率（导热系数），在常温下比空气低，但其分子量大，热容量大*
D、SF6气体的热导率（导热系数），在常温下比空气高，且分子量大，热容量大
3．关于SF6气体的叙述正确的是
A、六氟化硫气体易导电、易电离
B、六氟化硫气体易导电、但不易电离、热稳定性高
C、六氟化硫气体不易导电、不易电离且热稳定性高 *
D、六氟化硫气体化学性能活泼，易溶于水和变压器油中
4．关于SF6气体的叙述错误的是
A、六氟化硫分子具有极强的负电性、
B、六氟化硫分子体积大，容易捕获电子并吸收其能量，生成低活动性的稳定负离子
C、六氟化硫气体介电强度恢复极快
D、六氟化硫气体即使在电弧的高温作用下也不能产生有毒的氟化物 *
5．HPL145/20C1型断路器的机构箱由轻型铝合金铸成，在三相断路器中
A、A相机构箱下部装有缓冲装置，C相机构箱下部装有分闸弹簧装置。*
B、A相机构箱下部装有分闸弹簧装置，C相机构箱下部装有缓冲装置。
C、A相机构箱下部装有缓冲装置，B和C相机构箱下部装有分闸弹簧装置。
D、A相机构箱下部装有分闸弹簧装置，B和C相机构箱下部装有缓冲装置。
6．HPL145/20C1型断路
A、额定电压145kV、额定开断电流250A、额定关合电流（峰值）62.5kA
B、额定电压145kV、额定开断电流2500A、额定关合电流（峰值）62.5kA *
C、额定电压145kV、额定开断电流2000A、额定关合电流（峰值）62.5kA
D、额定电压145kV、额定开断电流20kA、额定关合电流（峰值）62.5kA
“高压断路器的操动机构”知识测试题
简 答 题1．高压断路器的操动机构由几部分组成，它们的作用是什么？
操动机构的组成和它们的作用如下：
(1)能量转换机构
它把执行操作的赋能变成机械能，使操动机构按规定的目的发生机械运动，这种机构如电磁铁、电动机、液压转动工作缸、压缩空气工作缸等。当然，最简单的是人力，但随着断路器容量的加大及自动化水平的提高，依靠人力操作已不能满足运行工作的要求了。
(2)联动机构
它把能量转换机构所变成的机械运动能用来促使断路器的动触头发生按操作目的的规定动作。这种机构多由四边形连杆机构、拐臂、拉杆等组成。
(3)保持机构
它使操动机构完成的操作得以保持，不因瞬时命令信息的消失而不能完成规定目标的任务，这种机构由动作灵活的机械卡销等组成。
(4)释放机构
它接受操作人员和继电保护系统的命令信息，对保持机构进行反作用，即解除保持。从而使断路器的跳闸弹簧释放能量，使断路器分闸。它由电磁线圈推动可动铁芯，由可动铁芯打动保持卡销使保持解除，或者由电磁阀启动分闸油路或气路来实现。
2．断路器操动机构按工作能量形式的分类有几种？
根据能量形式不同分以下几类
（1）CS：手动操动机构
（2）CD：电磁操动机构
（3）CT：弹簧操动机构
（4）CJ：电动操动机构
（5）CQ：气动操动机构
（6）CY：液压操动机构
3．论述断路器各种操动机构特点？
断路器的操动机构主要有电动弹簧储能机构、电磁操动机构和液压操动机构。对于机械电动弹簧储能机构，它所暴露出来的缺点是机械结构十分复杂，零件数量多，且要求加工精度高，制造工艺复杂，成本高，产品的可靠性不易保证。对于电磁操动机构，其结构复杂程度和工作可靠性比电动弹簧储能机构要有所改善，但其致命的问题是
合闸线圈消耗功率太大，要求配置价格昂贵的蓄电池组，以及电磁机构结构笨重，动作时间较长。液压机构致命的缺点是密封问题。统计资料表明：设备故障中有70％－90％以上为操动机构的机械故障。因此必须对操动机构进行改进，以提高断路器的可靠性和免维护水平，以及实现开关设备的自动化、远动化和智能化。
真空断路器所配套的操动机构主要有两类，一类是电磁机构，另一类是电动弹簧机构。从国外的产品发展趋势看，10 kV以下的真空断路器还是以采用电磁机构为主，而 10 kV以上的真空断路器以采用电动弹簧机构为主。随着真空断路器的迅速发展，对配套使用的弹簧操动机构有了更高的要求。早先的电磁操动机构，因合闸功率大、合闸速度低等逐渐被弹簧操动机构取代。C T8是我国开发研制的第一代弹簧操动机构产品，在此基础上，衍生出CT10、CT12等弹簧操动机构，得到了广泛的推广使用。20世纪七八十年代，我国还没有适合于真空断路器使用的长寿命弹簧操动机构。 1992年以后发展了几种长寿命弹簧操动机构，我国开发第二代CT17，CT19等新一代弹簧操动机构。它们的输出特性与真空断路器的反力特性能有较好的匹配，输出功能满足大容量真空断路器的要求，机械寿命已达到 3 0 000次。多数真空断路器用的操动机构（包括电磁机构和弹簧机 构）是集中布置的，即机构被设计成独立的元件，自成一体，这样做便于操动机构的集中生产，有利于保证产品质量。
4．电磁操动机构有哪些优缺点？
电磁操动机构是利用合闸线圈中的电流产生的电磁力驱动合闸铁心，撞击合闸四连杆机构进行合闸的，其合闸能量完全取决于合闸电流的大小。因此这种操动机构要求的合闸电流一般都很大，运行中的有68A、97．5A、98A三种。该机构的主要优缺点如下：
（1）优点
①结构简单，加工容易。
②可遥控操作和自动重合闸。
③机构输出特性与本体反力特性配合较好。
（2）缺点
①合闸电流大，要求大功率的直流电源。
②由于合闸电流大，一般的辅助开关、中间继电器触点等很难投切这么大的电流，因此，必须另配直流接触器，利用直流接触器的带消弧线圈的触点来控制合闸电流，从而控制合、分闸。
③动作速度低，合闸时间长，电源电压变动对合闸速度影响大。
④耗费材料多。
⑤由于户外式变电所开关的本体和操动机构一般都组装在一起，这种一体式的开关一般只具备电动合、电动分和手动分的功能，而不具备手动合的功能，因此，当机构箱内出现故障而使断路器拒绝电动合闸时，就必须进行停电，打开机构箱进行处理。否则将无法正常送电。而弹簧操动机构则具备电动储能、电动合、电动分，以及手动储能、手动合。手动分的功能，弹簧操动机构即使出现拒绝电动合闸的情况，也可就地手动合闸送电，而不需立即进行停电处理。这是弹簧操动机构优于电磁操动机构的地方。
尽管电磁操动机构存在以上缺点，但运行时却非常稳定，由于其结构简单的优点，使得电磁操动机构机构箱出现故障而使断路器拒绝电动合分闸的情况很少发生。
5．液压操动机构是由哪几部分组成的？它们的作用是什么？
液压操动机构组成部分及其它们的作用是：
（1）储能部分
由储压器、油泵与电动机组成。
储压器是充有高压力气体（氮气）的容器，能量是以气体压缩能的形式储存。
油泵和电动机供储压器储能使用。电动机带动油泵向储压器压油（打压），使
气体压缩，所以机构的能源仍然来自电源。
（2）执行元件
执行元件是工作缸，它把能量转变为机械能，推动断路器完成分、合闸操作。
（3）控制元件
控制元件为各种阀门，用以实现分、合闸的控制、连锁与保护等要求。
（4）辅助元件
辅助元件包括低压力油箱、连接管道与油过滤器、压力表、电器等。
6．试述CY-3液压操动机构的合闸和分闸工作过程。
1）合闸过程
合闸电磁铁通电，合闸控制阀4动作，关闭了通向低压油箱的小孔a，打开阀4的钢球，使高压油通过单向阀6后分成两路：一路通向主控阀活塞的上方，使活塞动作，顶开钢球5，同时关闭了通向低压油箱的小孔b，高压油经过5进入工作缸的右侧，推动断路器合闸。另一路高压油通过单向阀6及小管d，进入分闸控制阀8使之闭锁。
在合闸电磁铁断电后，合闸控制阀4及单向阀6关闭，而主控阀5依靠节流孔10、小管c、单向阀7、小管d进来的高压油使其活塞及钢球维持在打开位置，工作缸与断路器维持在合闸状态。
2）分闸过程
分闸电磁铁通电，打开分闸控制阀8，主控阀活塞上方的高压油经小管d与孔e泄放，主控阀关闭。工作缸右侧的高压油经小孔b流入油箱，而此时左侧仍接高压油，因此活塞向右方推动完成断路器的分闸操作。
CY-3液压操动机构，它的工作缸的位置低于油箱，依靠油的高度差维持工作缸的低压油的压力。因而这个机构的液压系统只需要一个高压力的油系统（由储压器供给）。而有些液压机构的工作缸位置高于油箱，为了维持工作缸的低压油就需要另一个低压油系统。
7．液压操动机构的优缺点是什么？
液压操动机构的优点：
1）体积小操作力大，需要控制的能量小
液压操动机构的工作压力高，一般在20MPa~30MPa左右，比气动操动机构的气体压力高几十倍。
因此在不大的结构尺寸下就可以获得几吨或几十吨的操作力而且控制比较方便。特别适宜于110kV以上的高压和超高压断路器。
2）操作平稳无噪声
相对于气动弹簧操动机构这也是一个很大的优点。
3）油具有润滑保护作用
4）容易实现自动控制与各种保护。
液压操动机构的缺点：
1）液压操动机构的结构比较复杂；
2）零部件加工精度比较高；
3）油系统工作压力比较高；
4）运行维修技术的要求也比较高。
8．液压操动机构维修、调整基本常识有哪些？
1）检修机构时，应十分注意机构的清洁度。
2）环境温度过低时，应起动加热器，以保证液压油的流动性，否则将影响断路器的分、合闸速度及密封的可靠性。一般情况下，加热器在0℃时投入，10℃时切除。
3）正常情况下，油泵每天启动一次，若起动次数过多，说明高压油路渗油过快，密封损坏，要及时修理。
4）贮压器的压力是微动开关ST的位置保证的，压力表的读数仅供参考。
5）断路器在正常工作中，若机构失压，可采用机械闭锁工具（如卡板）卡在水平连杆的接头上，使断路器维持在合闸状态，再检修机构。
6）机构的空载调式应注意下列事项：
①液压系统内存有气体时，会使机构的速度、时间特性不稳定，油泵打油时间长。
②检查贮压器中预存氮气的压力。
③检查贮压器活塞杆行程，一般为（182±2）mm。
④检查压力控制系统，调整各微动开关，使之能按规定压力可靠分合。
⑤油泵打压时间（从零压升到规定停止压力）不应超过三分钟。
⑥在零压时启动油泵，当油压达到氮气预压力时，按分、合闸按钮就可实现慢分、慢合。慢分、慢合操作用于检查工作缸活塞动作是否平衡，并测量工作活塞行程是否为（132±1）mm。
⑦进行电动快速分、合闸操作，检查电磁阀系统工作的可靠性。
⑧机构应进行密封检查。
⑨机构进行高压力强度检查。
7）开关在合闸位置，打开放油阀，工作缸活塞杆伸出长度的缩短应不超过2mm。
8）检修工艺及标准应按规程进行。
填 空 题
1．高压断路器依靠所配属的（操动机构）完成分、合闸操作。
2．操动机构接受（变电所中央控制室）或（遥控调度站）的命令信息，使断路器进行分、合闸操作。
3．接受继电器保护的命令信息，使断路器进行（保护性）分闸以切除故障。
4．能量转换机构它把执行操作的赋能变成（机械能），使操动机构按规定的目的发生机械运动。
5．联动机构它利用能量转换机构变成的（机械运动能），用来促使断路器的动触头完成按操作目的要求的规定动作。
6．联动机构多由（四边形连杆机构）、（拐臂）、（拉杆）等组成。
7．保持机构它使操动机构完成的操作得以保持，不因瞬时命令信息的消失而不能完成规定目标的任务，这种机构由动作灵活的（机械卡销）等组成。
8．释放机构它接受（操作人员）和（继电保护系统）的命令信息，对保持机构进行反作用，即解除保持。从而使断路器的跳闸弹簧释放能量，使断路器分闸。
9．操动机构分类根据能量形式不同分（手动操动机构）、（电磁操动机构）、（弹簧操动机构）、（电动操动机构）、（气动操动机构）和（液压操动机构）。
10．断路器的全部使命，归根结底是体现在触头的分、合动作上，而分、合动作又是通过（操动机构）来实现的。
11．因此（操动机构）工作的优劣，对高压断路器的工作性能和质量的优劣以及可靠性起着极为重要的作用。
12．自由脱扣的含义是：断路器合闸过程中如操动机构又接到（分闸）命令，则操动机构不应该继续执行合闸命令而应立即（分闸）。
13．靠手力直接合闸的操动机构称为（手动操动）机构。
14．当断路器关、合有预伏短路故障电路时，不论操动机构有无自动脱扣，断路器都应自动分闸。此时若合闸命令还没有解除（如转换开关的手柄或继电器还末复位），则断路器分闸后又将再次短路合闸，紧接着又会短路分闸。这样有可能使断路器连续多次分、合短路电流，这一现象称为（“跳跃”）。
15．利用已储能的弹簧为动力使断路器动作的操动机构称为（弹簧操动）机构。弹簧储能通常由电动机通过（减速）装置来完成。
16．电磁操动机构是利用（电磁铁）作为断路器合闸和分闸的操作动力。
17．气动操动机构是利用（压缩空气）作为能源的操动机构称为气动操动机构。
18．标志操动机构能力大小的主要指标是（输出的机械功）。
19．液压操动机构是利用（液压油）作为动力传递的介质。
20．液压操动机构的操动方式有两种：（直接驱动式）和（储能式）。
判 断 正 误
1．一种型号的操动机构可以操动几种型号的断路器。 （ +）
2．一种型号的操动机构只可以操动与之对应型号的断路器。 （）
3．一种型号的断路器也可以装配不同型号的操动机构。 （ +）
4．一种型号的断路器不可以装配不同型号的操动机构。 （）
5．空气断路器的操动机构常与断路器结为一体，不再做成独立产品。 （ +）
6．空气断路器的操动机构常常做成独立产品出售。 （）
7．为了减少分闸的能量，达到快速分闸、简化继电器保护回路的要求，在操动机构中应有分闸省力机构。 （ +）
8．为了减少分闸的能量，达到快速分闸、简化继电器保护回路的要求，在操动机构中不应再有分闸省力机构。 （）
9．手动操动机构必须具有自动脱扣装置，才能保证及时开断短路故障，以保操作人员的安全。 （ +）
10．手动操动机构不具有自动脱扣装置，才能保证及时开断短路故障，并保证操作人员的安全。 （）
选 择 题
1．关于液压操动机构的缺点，下列说法中错误的是
A、液压操动机构的结构比较复杂；
B、液压操动机构的结构零部件加工精度较低 *
C、油系统工作压力比较高
D、运行维修技术的要求也比较高
2．关于液压操动机构维修、调整下面说法中错误的是
A、检修机构时，应十分注意机构的清洁度
B、环境温度过低时，应起动加热器，以保证液压油的流动性，否则将影响断路器的分、合闸速度及密封的可靠性
C、正常情况下，油泵每十天启动一次，若起动次数过多，说明高压油路渗油过快，密封损坏，要及时修理 *
D、断路器在正常工作中，若机构失压，可采用机械闭锁工具（如卡板）卡在水平连杆的接头上，使断路器维持在合闸状态，再检修机构
“熔断器”知识测试题
简 答 题1．高压熔断器是如何分类的？
高压熔断器有多种不同的分类方法及类型：
（l）按装设的地点不同可分为户内式和户外式两种。
（2）按熔管的安装情况可分为固定式和自动跌落式两种。
（3）按开断电流的方式可分为限流式和无限流式两种。
所谓限流式熔断器系指当短路电流尚未达到最大值前，就可以完成熔断间隙、产生电弧和熄灭电弧的分断全过程。它可以限制短路电流的增长，降低短路电流对电路中各电气设备动、热稳定性的要求。它在开断短路电流时无游离气体排出，目前常应用
在户内配电装置中。
所谓无限流式熔断器系指电路短路时的电流不断上升，短路电流一般将持续到第一次电流过零瞬间才熄灭电弧，有时甚至延续到第二次或第三次电流过零时方能将电弧熄灭。它在分断短路电流时，有时会喷出大量的游离气体，并发出很大的响声。一般常用在户外配电装置中，如常见的高压跌落式熔断器。
2．简述常见的户内式高压熔断器的结构特点？
在高压配电装置中，通常采用RNI、RN2、RN3、RN4、RN5型户内式高压熔断器作为过载和短路保护。
（l）RNI型户内式高压熔断器其结构如图2－14所示。
这种熔断器常用作高压电力线路和配电变压器的过载和短路保护。其熔丝装在充填有石英砂的熔管中。当通过过载电流和短路电流时，熔丝熔断，同时出现电弧，利用石英砂对电弧的冷却和去游离作用，使短路电流在尚未达到最大值前，将电弧熄灭。
不难看出，这种断路器属于限流型的。
对于RNI－10型的户内式高压熔断器，不同生产厂家的技术数据有所不同。如抚顺和重庆电瓷厂的熔断器额定电流等级有：20、50、100、150、200A，熔体额定电流有2、3、5、7.5、10、15、20、30、40、50、75、100、150、200和300A。而天津电瓷电器厂生产的熔断器额定电流等级为：25、50和100A，熔断器熔体的额定电流有：2、3、5、 7．5、10、15、20、30、40、50、60、75、100A等。
（2）RN2型户内式高压熔断器
这种熔断器的结构与RNI型基本相同，但体积稍小。它专门用作电压互感器的短路保护。其灭弧原理与 RNI型相同，也属于限流型。但额定电流为0．5A，熔断电流为0．6~1.8A，在1min内熔断，额定断流容量为 1000MVA，有良好的灭弧性能和很高的断流容量。
（3）其它型号的高压熔断器
RN3型熔断器具有较高的切断能力，在熔管的一端有动作指示器，当熔断器熔体熔断后，动作指示器向外弹出。它与RN1型熔断器相比，体积小、重量轻。断流容量大，可以提高设备及线路运行的可靠性。它可以替代RNI型高压熔断器。
RN4型高压熔断器与RN2型相比，体积小、重量轻，可以替代RN2型高压熔断器。
RN5型和RN 6型户内式高压熔断器是以RN1和RN2型为基础，仅在外观上进行了改进，将绝缘子改为多棱形支柱绝缘子。改进前后的熔管通用，其熔断性能和技术指标基本相同。与RNI和RN2型相比，具有体积小、重量轻、防污性能好、泄露距离大、维护简单和更换熔体方便等优点。
3．熔断器的主要优缺点是什么？
熔断器的主要优缺点
Ⅰ、熔断器结构简单，安装方便。
在功率较小保护性要求不高配电装置中得到了广泛的应用。
Ⅱ、熔断器不能做正常的分、合电路使用。
因熔断器动作后必更换熔件势必造成局部停电，另外其保护特性易受外界影响。
4．什么是熔断器的保护特性？
保护特性定义：熔件熔断的时间与通过熔件的电流的关系为熔断器的保护特性。此特性用t=f
（I）曲线表示时，曲线t=f（I） 称为熔断器的保护特性曲线。从上图的保护特性曲线可以看出：
同一电流通过不同额定电流的熔件时，额定电流小的熔件先熔断。
熔件熔断时间的长短主要与下列因素有关熔断时间与通过熔件的电流的大小有关当通过熔件的电流小于或等于额定电流时，熔件熔断的时间无限长。
对同一材料的熔件，通过熔件的电流比额定电流越大，熔件熔断的时间就越短。
5．为什么在一般在高压熔断器中却采用高熔点的铜丝，而不采用低熔点的铅锡合金丝做熔件？
在一般在高压熔断器中采用高熔点的铜丝，而不采用低熔点的铅锡合金丝做熔件，这是因为铜丝经过处理后，其保护特性优于铅锡合金丝的缘故。当铜丝和铅锡合金丝长度相等，其额定电流也相等时，铅锡合金丝电阻率大，制造的体积也大，因而热容量也大，其熔断的时间较长；而铜丝，电阻率小，体积小，热容量小，熔断时间较短。但由铜丝做的熔丝因截面小不便于安装，因此必须将铜丝做大，为了降低其熔化温度，最简单的方法是冶金效应法（或称金属熔剂法），即：使难熔的金属在某种合金状态下变为易熔材料的方法。如在难熔金属铜的表面焊上易熔金属锡的小球，当熔件发热到锡的熔化温度时，锡小球先熔化，渗入铜丝内产生铜锡合金，该合金熔点比铜大大降低，且发热量剧增，因此，铜丝将首先在焊有小锡球处熔断，产生电弧，电弧的高温足以使铜丝沿全长熔化，切断电路。
填 空 题
1．熔断器可分为（限流）和（不限流）两大类。
2．熔断器是最简单和最早采用的一种（保护）电器，并兼有（开关）的作用。
3．当电路中流过短路电流时，利用熔件产生的热量使自身熔断，从而（切断）电路，起到保护电器设备，缩小事故范围的作用。
4．熔件熔断的时间与通过熔件的电流的关系为熔断器的（保护特性）。
5．对同一材料的熔件，通过熔件的电流比额定电流越大，熔件熔断的时间就越（短）。
6．熔断器的主要缺点熔断器不能做正常的分、合电路使用。熔断器动作后必更换熔件势必造成（局部停电），另外其保护特性易受外界影响。
7．当通过熔件的电流小于或等于额定电流时，熔件熔断的时间（无限长）。
8．一般条件下，在熔件的长度、截面相等时，熔件的熔点越低，熔断时间越（短）。
判 断 正 误
1．熔断器是最简单和最早采用的一种保护电器，并兼有开关的作 用。 （ +）
2．熔断器是最简单和最早采用的一种保护电器，并兼有限制电流的作用。 （）
3．当电路中流过短路电流时，利用熔件产生的热量使自身熔断，从而切断电路，起到保护电器设备。 （ +）
4．当电路中流过短路电流时，只利用熔件产生的热量，不能使熔件自身熔断。（）
5．在熔件熔化后，其电流末达到最大值之前就立即减小到零的熔断器称为限流熔断器。（ +）
6．在熔件熔化后，其电流达到最大值时，立即减小到零的熔断器称为限流熔断器。（）
7．在熔件熔化后，电流几乎不减小，继续增至最大值，电流经一次或几次过零电弧才熄灭切断电路的熔断器称为不限流熔断器。 （ +）
8．在熔件熔化后，电流不断减小，至到为零，这样的熔断器称为不限流熔断器。 （）
9．熔件熔断的时间与通过熔件的电流的关系为熔断器的保护特性。 （ +）
10．熔件熔断的时间与通过熔件的电压的关系为熔断器的保护特性。 （）
11．同一电流通过不同额定电流的熔件时，额定电流小的熔件先熔断。 （ +）
12．同一电流通过不同额定电流的熔件时，额定电流大的熔件先熔断。 （）
选 择 题
1．关于熔断器，下列说法中错误的是
A、电路中流过短路电流时，利用熔件产生的热量使自身熔断，从而切断电路，起到保护电器设备
B、熔断器可分为限流和不限流两大类
C、熔断器不能作正常的切断和接通电路用，而必须与其他电器配合使用
D、同一电流通过不同额定电流的熔件时，额定电流大的熔件先熔断 *
2．在高压熔断器中却采用高熔点的铜丝，这是因为
A、铜丝经过处理后，其体积小，热容量小，易熔断 *
B、铜丝经过处理后，其电阻率大于铅锡合金丝
C、铜丝经过处理后，其热容量大于铅锡合金丝
D、铜丝经过处理后，其截面积大，便于安装
“低压开关电器”知识测试题
简 答 题1．什么是刀开关，它有什么作用？
低压电器中的刀开关，是一种最简单的电器，在一块绝缘板上，组装两组静触头，利用一组活动刀片的拉、合实现电路的切断和导通，有的带简单的灭弧罩，有的将触头和刀片完全裸露在空气中，利用空气的间隙有效地形成一个明显的断开点，因此低压刀开关是一种隔离器。
隔离器分断时能使电路中所有电流通路被切断，并保持有效的隔离距离。660V及以下时，隔离距离应大于25mm；对地距离不小于20mm。GB/T14048.1对隔离气隙上应承受的冲击电压耐受电压做了规定，当额定冲击耐受电压为0.33~0.80kV断开触头间气隙上规定的耐受冲击电压不低于1.50kV。
2．什么是刀开关式隔离器？
刀开关式隔离器：隔离器一般属于无载通断电器，只能接通和分断分布电流和无载情况下的感应电流等可忽略的电流。刀开关主要供无载通断电路用，当能满足隔离功能要求时刀开关利用来隔离电源，隔离器一般有以下四种：
1）兼做开关作用的隔离器称为隔离开关，它具备一定的短路通断能力。
2）隔离器和熔断器串联组合成一个单元，即为隔离器熔断器组。
3）刀开关和熔断器串联组成负荷开关，熔断器为开关的动触头，即为熔断器式刀开关。
4）隔离器的动触头由熔断体或带熔断体的载熔件组成，即熔断器式隔离器。
3．刀开关基本结构？
刀开关基本结构：国产的刀开关品种较多，其基本结构相同，都由底座、静触头、闸刀（动触头）和操动机构组成。
各系列刀开关中，100~400A的采用单刀片，上下触头插座为铜材拼铆而成；活动触头用弹性球面垫圈压紧，接触处采用线接触。与外部导线连接的触头和刀片均镀锡，以加强表面保护和降低接触电阻。
4．刀开关主要作用？
刀开关在电路中的主要作用是隔离电源。普通刀开关由于没有灭弧装置，故不能带负荷电流操作，但装有灭弧罩的刀开关可以断小负荷电流（功率因数不低于0.7），以控制小容量的用电设备或线路。
5．开关和熔断器组合电器有几种？
（1）铁壳开关
铁壳开关的结构特点是 ：操动机构装有机械联锁装置，使铁壳开关盖打开时手柄不能合闸或手柄处于合闸位置时铁壳开关盖打不开，以保证操作安全。
（2）胶盖闸（开启式负荷开关）
最简单的负荷开关为胶盖闸（又称开启式负荷开关），它主要有瓷底板、熔件、触刀和胶盖组成。
6．什么是接触器？它的结构及工作原理如何？
接触器是一种适用于远距离、频繁地通断交、直流电路的电器。
其主要控制对象是电动机，也可以用于控制其它的电力负荷，如电热器、电照明、电焊机、电容器等。
（1）接触器组成
接触器主要组成部分包括触头和灭弧系统、电磁系统、辅助接点、支架和外壳等。
（2）工作原理
当吸引线圈通电后，衔铁被吸引向左方，电磁系统吸力克服反作用弹簧（分闸弹簧）及触头弹簧的反作用力，使触头支架向左方运动，动、静触头接触，主电路接通。
当吸引线圈断电时，衔铁和动触头在弹簧反作用力作用下向右方运动，触头断开并产生电弧，电弧在灭弧室中冷却，熄灭，主电路最后被切断。
7．什么是磁力起动器？
磁力起动器是由交流接触器、热继电器、按钮等部件共同组成的组合电器。
8．什么是热继电器？
热继电器是电流通过热元件加热，使镍铬合金双金属片弯曲，推动机构动作的电器。
9．什么是自动空气开关？
自动空气开关是低压开关中性能最完善的开关。它不仅可以切断正常的负荷电流，而且可以切断短路电流，常用在低压大功率电路中作为主控电器。
10．什么是自动空气开关中的脱扣器？它有几种？
自动空气开关中脱扣器：在自动空气开关中，用以解除合闸状态，实现开关分闸的装置称为脱扣器。空气开关中的脱扣器一般有：
①过流脱扣器（负荷开关超过整定值时开关分闸）；
②失压脱扣器（电网电压低于规定值时分闸）；
③热脱扣器（双金属片结构，负荷电流大于额定电流时开关分闸）；
④分闸脱扣器（用其它电源来远距离控制开关分闸）。
自动开关可根据需要设置某种或某几种类型的脱扣器。
填 空 题
1．低压电器中的刀开关，是一种最（简单）的电器。
2．隔离器分断时能使电路中所有电流通路被切断，并保持有效的隔离距离。660V及以下时，隔离距离应大于（25）mm；对地距离不小于（20）mm。
3．国产的刀开关品种较多，其基本结构相同，都由（底座、静触头、动触头）和（操动）机构组成。
4．刀开关在电路中的主要作用是（隔离电源）。
5．刀开关一般采用的手动操作方式有（手柄式）和（杠杆）操作机构式两种
6．允许带负荷操作的刀开关，带有（灭弧罩）。
7．接触器主要组成部分包括（触头、灭弧系统、电磁系统、辅助接点、支架和外壳）等
8．铁壳开关的结构特点是 ：操动机构装有机械联锁装置，使铁壳开关盖打开时手柄不能（合闸）。
9．铁壳开关的结构特点是 ：手柄处于（合闸）位置时铁壳开关盖打不开，以保证操作安全。
10．最简单的负荷开关为胶, 盖闸（又称开启式负荷开关），它主要有（瓷底板、熔件、触刀和胶盖组成）。
判 断 正 误
1．低压电器中的刀开关，是一种最简单的电器。 （ +）
2．低压电器中的刀开关，是一种较复杂的电器。 （）
3．刀开关式隔离器一般属于无载通断电器，只能接通和分断分布电流和无载情况下的感应电流等可忽略的电流。 （ +）
4．刀开关式隔离器一般属于有载通断电器。 （）
5．自动空气开关是低压开关中性能最完善的开关。它不仅可以切断正常的负荷电流，而且可以切断短路电流。 （ +）
6．自动空气开关是低压开关中性能比较完善的开关。它可以切断正常的负荷电流，但不可以切断短路电流。 （）
“防雷设备和电抗器”知识测试题
简 答 题1．什么叫过电压？过电压是如何分类的？
由于雷电放电、系统中操作、故障或其它原因，在电力系统中的某些部分的电压可能异常升高，有时可能大大超过电气设备正常运行的额定电压，使设备绝缘造成损坏。电力系统中这种危及绝缘的电压升高，称为过电压。
过电压按其能量来源的不同，可分为大气过电压和内部过电压两种。
大气过电压是由于雷击电力系统设施、雷电感应或雷电过电压沿线路侵袭至变电所造成的，称为直击雷过电压、感应雷过电压和高电位侵入。由于其能量来源于电力系统之外，故又称为外部过电压。大气过电压的幅值取决于雷电参数和防雷措施，与电网的额定电压无直接关系。这类过电压具有脉冲性质，持续时间一般只有十几微秒左右，然而其造成的危害却甚大。
内部过电压按其电磁振荡的起因、性质和形式的不同，可分为工频过电压、操作过电压、事故过电压和谐振过电压。现将过电压的分类详列如下：
（1）大气过电压
1) 直击雷过电压
2) 感应雷过电压
3) 高电位侵入
（2）内部过电压
1）工频过电压
2）操作过电压
3）事故过电压
4）谐振过电压
2．什么叫做操作过电压？产生操作过电压的原因有哪些？
伴随着电力系统中断路器或隔离开关的正常操作或切换故障的操作，在系统的相与地间、相与相间以及断路器或隔离开关的两触头间所产生的过电压，称为操作过电压。
产生操作过电压的原因，是由于电力系统的许多设备都是储能元件，在断路器或隔离开关开断的过程中，储存在电感中的磁能和储存在电容中的静电场能量（电能）发生了转换、过渡的振荡过程，由振荡而引起过电压。
操作过电压的特点是持续的时间通常比雷电过电压长，而又比暂态过电压短。一般在数百微秒到100ms之间，并且衰减的很快。通常可以利用标准操作冲击波来模拟。
电力系统发生操作过电压的原因很多，一般有以下几种情况：
（l）切断电感性负载而引起的操作过电压，
例如切断空载变压器、消弧线圈、电抗器和电动机等引起的过电压。
（2）切断电容性负载而引起的操作过电压
例如切断空载长线路、电缆线路或电容器组等引起的过电压。
（3）合上空载线路（包括重合闸）而引起的操作过电压
例如具有残余电压的系统在重合闸过程中，由于再次充电而引起的重合闸操作过电压。
此外，还有间歇性弧光接地、电力系统因负荷突变或系统解列、甩负荷而引起的操作过电压。在这种情况下，通常系统以操作过电压开始，接着还会出现持续时间较长的暂态过电压。
3．雷电是怎样形成的？危害有哪些？
雷电是大气中的一种放电现象。雷雨季节中，雷云在形成过程中与空气强烈的摩擦而聚集起电荷，当带电的云块临近地面时，对大地就有静电感应作用，此时云块下的大地感应出与雷云异性的电荷，两者就组成了一个巨大的“电容器”。雷云中的电荷分布是不均匀的，雷云各处对地的电场强度也是不同的。当云中电荷密集处的电场强度达到25－30kV/cm时，就会击穿附近空气的绝缘强度，云对地就会发生先导放电。当先导放电的通路到达大地时，大地和云就产生强烈的“中和”，出现极大的电流，称为主放电。主放电的温度有20000℃，会产生耀眼的闪光，使空气急剧膨胀，发出震耳的轰鸣声（即雷声）。主放电的时间极短，约30~50μs，电流从数千安到数百千安，其波前时间仅1~4μs，陡度在7．kA／μs左右。
雷电的危害很大。其危害方式有：
（l）直击雷当雷电直接通过房屋、树木、杆塔、天线等物体时，强大的雷电流将烧毁这些物体。雷电流通过这些物体和土壤时产生的电压降落就是雷电高压。它对周围的物体及人畜会造严重损伤。雷直接袭击输电导线会产生直击雷过电压，可能引起相间绝缘闪络。雷电直击避雷线或杆塔时，雷电流在其波阻抗及接地电阻止产生的电压降过高时，会击穿它与导线间的绝缘，在导线上产生反击过电压而造成损害。
（2）感应雷雷击的先导阶段，在附近的杆塔、避雷线和经变压器中性点接地的输电导线上会感应出异性的束缚电荷。如果输电线路附近的地面遭到雷击，束缚电荷在雷击主放电阶段突然变为自由电荷，它向两侧沿导线以光速移动而形成过电压，称为感应过电压。其幅值可能达到300－500kV，能引起110kV以下的设备绝缘闪络。此外，雷电主放电电流的磁场变化也会在输电导线上感应出过电压，这种过电压一般很小。
高电位侵入是指雷电过电压沿着架空线路侵入变配电所或用户的高电位（雷电波）。这种高电位可由于线路上遭受直击雷或发生感应雷而产生。据统计，电力系统中由于高电位侵入而造成的雷害事故占雷害事故一半以上，比例相当大。因此，对高电位侵入的防护应该予以相当的重视。
4．什么叫雷暴日？什么叫多雷区和少雷区？
在雷电活动的季节，只要在一天中能够听到一声雷声或看到雷闪，就称为一个雷暴日。对于某地区雷电活动的频繁程度，通常用该地区的“年平均雷暴日”来衡量。
按照有关规定，凡年平均雷暴日超过40的地区，称为“多雷区”；凡年平均雷暴日不超过15的地区，称为“少雷区”。
5．单只避雷针的保护范围应如何确定？
避雷针的保护范围通常以其对直击雷所保护的空间来表示。
单只闭雷针的保护范围如图所示
闭雷针的保护半径，可按下式计算
r=1.5h
式中h——避雷针的总高度（m）
6．什么叫接闪器？常用的接闪器有哪些？
所谓接闪器就是专门用来直接接受雷击（雷闪）的金属物体。接闪的金属杆，称为避雷针；接闪的金属线称为避雷线；接闪的金属带、金属网称为避雷带、避雷网；所有接闪器均应经过接地引下线与接地体相连。
（1）避雷针 利用尖端放电原理来防止雷云对建筑物、构筑物的雷电直击。
（2）避雷线 通常设置在架空线路的顶端，即架空又接地，所以又称为架空地线。
（3）避雷带和避雷网 与避雷线相似，设置于建筑物的顶上及周围。
（4）避雷器及放电间隙为防止直击雷、感应雷沿线路侵袭至变配电所设备的高电位损害而设置的放电通路。
7．简述避雷针的基本结构。避雷针的作用有哪些？
避雷针一般由镀锌圆钢或镀锌钢管焊接而成。一般其长度在1．5m以上时，圆钢直径不得小于10mm；钢管直径不得小于20 mm，管壁厚度不得小于2．75 mm；当避雷针的长度在3m以上时，可用粗细不同的几节钢管焊接起来。
避雷针下端要经引下线与接地装置焊接相连。当引下线采用圆钢时，其直径不得小于 8mm；而采用扁钢时，厚度不得小于4 mm，截面积不得小于48 mm2。
避雷针的作用是：由于雷云对避雷针产生静电感应时，就会在避雷针上出现一个附加电场，此附加电场将使雷电场发生畸变，因而将雷电的放电通道由原来向被保护物发展的走向，吸引到避雷针本身，由避雷针及与其连接的引下线和接地装置将雷电流泄放至大地，从而使被保护物免受直接雷击。所以避雷针实际上是引雷针，只不过自从富兰克林发明了避雷针，一直沿用这一名词而已。
8．阀型避雷器的作用是什么？其基本结构如何？
避雷器是用来防护雷电产生的大气过电压（即过高电位）沿线路侵入变（配）电所或其它建筑物内，以其高电位危害被保护设备的绝缘。它一般应与被保护的设备并联接，如图6－4所示。当线路上出现危及设备绝缘的过电压时，它将对地放电，从而保护了设备的绝
缘。
高压或低压阀型避雷器均由火花间隙和阀片电阻组成。火花间隙和阀片电阻均安装在密封的瓷套管内。火花间隙由铜片冲制而成，每对间隙用0．5~1mm厚的云母垫圈隔开，如图6－5。所示。
在正常情况下，火花间隙阻止线路工频电流通过，但在大气过电压作用下，火花间隙将被击穿放电。阀片电阻是用陶料粘固起来的电工用金刚砂（碳化硅）颗粒组成的，如图所示。它具有非线性特性，电压正常时，阀片的电阻很大；当出现过电压时，阀片的电阻变的很小，如图6－5。所示。因此阀型避雷器在线路上出现过电压时，它的火花间隙被击穿，同时阀片呈现出低电阻，使雷电流顺畅地向大地泄放。但是过电压一旦消失，在线路恢复工频电压时，阀片将呈现很大的电阻，使火花间隙的绝缘迅速恢复而切断工频电流，从而保证线路恢复正常运行。
在低压阀型避雷器中，所串联的火花间隙和阀片少，高压阀型避雷器串联的火花间隙和阀片则随着电压的升高而增多。
低压阀型避雷器的结构如图6所示。
9．阀型避雷器有哪些主要的特性参数？
阀型避雷器主要的特性参数有：
（1）额定电压系指系统正常运行时避雷器允许承受的工作电压，应不低于电网额定线电压，而正常时避雷器实际承受的电压为电网的相电压。
（2）灭弧电压系指保证熄灭电弧即切断工频续流的条件下允许加在避雷器上的最高工频电压。对于3－10kV的阀型避雷器，规定其灭弧电压为电网最高工作电压的110％。
（3）工频放电电压系指加在避雷器两端使其放电的最小工频电压。工频放电电压有上限和下限之分。其上限不能过高，否则冲击放电电压也会相应增高，这样将影响避雷器的保护性能；其下限也不能过低，否则灭弧电压也会相应地降低；
（4）冲击放电电压系指预放电时间为1．5－20μs的冲击放电不大于的峰值电压。
（5）残压是指允许的残余电压最大峰值。它实为冲击雷电流流过避雷器所造成的电压降。高压避雷器一般以波形10／20μs，幅值为5kA的冲击电流造成的残压值为标准；低压避雷器以幅值为3kA的冲击电流的残压值为标准。
10．管型避雷器的作用是什么？其基本结构如何？
管型避雷器一般应用在线路上。在变配电所内一般采用阀型避雷器。
管型避雷器由产气管、内部间隙和外部间隙三部分组成，如图所示。
产气管由纤维、有机玻璃或塑料制成。内部间隙装在产气管的内部，一个电极为棒形，另一个电极为环形如图所示。图中的S1就是管型避雷器的内部间隙。
外部间隙装在管型避雷器与带电的线路之间，如图67中，当线路上遭到直击雷或感应雷时，大气过电压使管型避雷器的内部间隙和外部间隙击穿，强大的雷电流通过接地装置流入大地。但是，随之而来的是电网中的工频续流，其值也很大。雷电流和工频续流在管子内部间隙上发生强烈的电弧，使管内壁的材料燃烧，产生大量的灭弧气体。由于管子容积很小，这些气体的压力很大，高压气体急速从管开口端喷出，强烈吹弧，在工频电流过零时，电弧熄灭。这时，外部间隙S2的空气恢复了绝缘，使管型避雷器与系统隔离，恢复系统的正常运行。
为了保证管型避雷器可靠地工作，在选择管型避雷器时，开断续流的上限应不小于安装处短路电流最大有效值（不考虑非周期分量）；开断电流的下限，应不大于安装处短路电流的可能最小值（不考虑非周期分量）。
管型避雷器外部间隙的最小值为： 3kV， 8mm； 6kV； 10 mm；10kV，15mm。
11．什么是磁吹阀式避雷器？其特点有哪些？
磁吹阀式避雷器主要是由磁吹型火花间隙和高温阀片组成。
磁吹间隙又分为拉长电弧型和旋转电弧型两种。其基本原理都是利用永久磁铁的磁场与工频续流相互作用，使电弧拉长或旋转，以达到将电弧分割和冷却并产生强烈的去游离作用而灭弧的。
磁吹阀式避雷器的放电电压低、残压低、而且涌流容量大，可以很好地实现绝缘配合。它可以用于某些储能较大设备的内部过电压防护，同时可以降低对被保护设备的绝缘要求。磁吹阀式避雷器常用于旋转电机的过电压保护。
12．保护间隙的作用是什么？其基本结构如何？
保护间隙是最为简单经济的防雷设备。其结构极为简单，造价很低，维护方便。但保护性能差，灭弧能力小，容易造成接地或短路故障，引起线路开关跳闸或熔断器熔断，造成停电。所以对于装有保护间隙的线路，一般要求装设自动重合闸装置（ZCH）或自重合熔断器与其配合，以提高供电的可靠性。
图所示为常见的两种角型间隙的结构图，一般称为羊角避雷器。架空线角型间隙的一个电极接线路，另一个电极接地。但为了防止间隙被外物短接而发生接地，所以通常在其接地引下线中还串联一个辅助间隙，如图69所示。这样联结后，即使主间隙被外物所短接，也不会造成接地短路事故。
保护变压器的角型间隙一般均应装在高压熔断器的内侧，即靠近变压器的一边。这样，在间隙放电后，熔断器能迅速熔断，以减少变配电所线路开关跳闸的次数，并可缩短停电的范围。
保护间隙应加强日常维护和检查，特别应注意其间隙有无烧毁的现象，间隙的距离有无变动，接地是否良好等。
13．架空线路有哪些防雷措施？
在架空线路上通常可以考虑以下防雷措施：
（1）架设避雷线这种方法是在输电线路的上层装设架空地线。一般在35kV以上线路中方考虑采用这种方法，而在10kV及以下的线路上只在变（配）电所的进出一段线路上装设。实践证明，这是一种很有效的防雷措施。
（2）提高线路自身的绝缘水平在架空线路上采用木横担、瓷横担，或采用高一等级绝缘的绝缘子，以提高线路的防雷水平。
（3）利用三角形排列导线的顶线做保护线因为10kV的线路通常是不接地的，因此如在三角形排列的顶线绝缘子上装设保护间隙，如图610所示，则在雷击时，由顶线承受雷击，间隙击穿，对地泄放雷电流，从而也就保护了下层的导线。一般也不会引起线路跳闸。
（4）装设自动重合闸装置或自重合熔断器
线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起的。线路开关跳闸后电弧随之熄灭。如果采用一次自动重合闸装置，使开关经0．5s或更长一点时间自动合闸，电弧一般不会重燃，从而能恢复供电。也可以在线路上装设自重合熔断器，如图611所示。当雷击线路使正常
用熔断器1熔断而自动切断时（其结构、原理与跌开式熔断器相同），重合曲柄借助这一跌落的重力而转动，使重合触点3闭合，备用熔断器2投入运行，恢复线路供电。供电中断时间约0．5s左右。对一般用户影响不大。
（5）装设避雷器和保护间隙这是用来保护线路上个别的绝缘薄弱环节，包括特别高的金属杆塔，木杆线路中的金属杆塔，或个别铁横担电杆以及线路的交叉处等。
14．变（配）电所有哪些防雷措施？
变（配）电所的防雷措施通常应考虑以下几方面：
（l）装设避雷针
避雷针可做为对整个建筑物或构筑物的直击雷防护。
避雷针可单独立杆，也可利用户外配电装置的构架或投光灯的灯塔。但变压器的门型构架不能用来装设避雷针，以免雷击产生的过电压对变压器进行尖端放电。
（2）高压侧装设阀型避雷器和保护间隙
这主要是用来保护主变压器，以免高电位沿高压线路侵入变电所这一最重要的设备。为此，要求避雷器和保护间隙应尽量靠近变压器安装，其接地线应与变压器的低压倒中性点以及变压器的金属外壳三位一体共同接地，如图6－12所示。
10kV配电装置对高电位侵入的防护接线如图6－13所示。通常在每路进线终端和母线上，均装有阀型避雷器。如果进线是具有一段电缆的架空线路，则阀型避雷器或管型避雷器应装设在架空线路终端头处。
（3）低压侧装设阀型避雷器和保护间隙
这种方法主要是在多雷区用来防止雷电波由低压侧侵入而击穿变压器的绝缘。当变压器低压倒中性点为不接地的运行方式时，中性点也应加装避雷器和保护间隙。
15．建筑物按装防雷等级是如何进行分级的？
建筑物按照其对防雷的要求，通常分为三类。
（1）第一类建筑物
凡建筑物中制造、使用或储存大量爆炸物以及在正常情况下能形成爆炸性混合物，因电火花而有可能发生爆炸、引起巨大破坏和人身伤亡者。
（2）第二类建筑物
凡建筑物中在正常情况下能形成爆炸性混合物，因电火花而可能发生爆炸，但不致引起巨大破坏和人身伤亡者。储存易燃易爆气体和液体的大型密罐也属于这一类。
（3）第三类建筑物
凡不属于一、二类建筑物而需要做防雷保护者。机械加工车间、民用建筑、烟囱、水塔及保存有少量金属包装的易燃易爆物品的房屋等，均属于这一类。
填 空 题
1 ．雷电沿着（架空线路）侵入变电所时，可能导致设备损坏，造成停电事故。
2．夏季炎热的日子在天空中集聚大量电荷的雷云，使大地感应出与雷云（异号）的电荷，其间电位达到一定程度而电荷密集中心的电场强度达到了空气（游离）强度时，产生先导放电，放电的一支发展到地面，致使与大地的空气隙击穿，在此瞬间大量的电荷沿此通道对大地放电，形成强大的雷电流，同时伴随出现雷鸣和闪光，就是所谓的主放电。
3．在主放电时，雷电流可达数十万安，这种现象称为（直击雷）。
4．如果雷电直接向电气设备或建筑物放电，在极短的时间内有很大的电流通过被击物并流入地中，由于被击物和它接触的土壤有一定的电阻会产生很（高）的电压降，其值可达几百万伏，称这种过电压为（直击雷过压）。
5．雷云接近的架空线路或其它电器设备，将会由于大量密集的雷电荷产生静电感应而带异性的电荷，受雷云束缚，当雷云与大地形成放电，雷云消失，这些束缚电荷失去束缚力成为（自由）电荷，这种集聚电荷对地电压比远处线路的对地电压高很多，因此这些集聚电荷就向线路两端以很高的速度流动，形成电压很高的流动波，这种雷电波是因为受雷电感应出来的，所以称（感应雷）。雷电波的电压幅值一般为20~30万伏，最高可以达到40~50万伏，这种过电压称为（感应雷过电压）。
6．为防止雷电对发电厂建筑物及电气设备的破坏，在防雷措施中，广泛采用（避雷针、避雷线和避雷器）等防雷设备。
7．避雷针是用来保护（建筑物和电气设备）免遭直击雷的破坏。
8．避雷针较周围建筑物（高），它距雷云较（近）且尖端易于放电的特性，故雷击时，就是雷云向避雷针放电，于是雷电流经过避雷针接地引下线入（大地）。
9．避雷器的作用是将侵入雷电波的（幅值和陡度）限制到对电气设备没有危害的程度。
10．电抗器是用来限制高压网路中数值很大的（短路电流）。
11．电抗器是一个（没有铁芯，电感量很大，而且电阻很小）的电感线圈。
12．电抗器的三相绕组垂直排列时，必须注意在三相输入电流方向相同及绕向一致时，放置顺序为（B、C、A）。
判 断 正 误
1．雷电对发电厂、变电所的破坏是非常严重的，除了可能击坏建筑物外，电器设备也会因雷击而破坏。 ( +)
2．雷电对发电厂、变电所的破坏并不是非常严重的，它仅对建筑物有威胁，对电器设备不会造成破坏。 ()
3．直击雷过压对电气设备的绝缘是非常危险的，将造成设备损坏和停电事故。( +)
４.直击雷过压对电气设备的绝缘并没有多大的危险，它不可能造成设备损坏和停电事故。 ()
5．火花间隙由黄铜电极和云母垫组成，在正常工作电压时，具有足够的绝缘强度不致被击穿，使母线电压维持正常工作状态。 ( +)
6．火花间隙由黄铜电极和云母垫组成，在过电压时，具有足够的绝缘强度不致被击穿，可使母线电压维持正常工作状态。 ()
7．阀片又叫阀性电阻，它用炭化硅、水玻璃和石墨胶合煅烧制成，此电阻具有非线性特性，在高压大电流时，其电阻值很小，在正常工作电压及小电流时，电阻值很大。
( +)
8．阀片又叫阀性电阻，它用炭化硅、水玻璃和石墨胶合煅烧制成，此电阻具有非线性特性，在高压大电流时，其电阻值很大，在正常工作电压及小电流时，电阻值很小。
()
9．电抗器是一个没有铁芯，电感量很大，而且电阻很小的电感线圈。 ( +)
10．电抗器是一个有铁芯，电感量很大，而且电阻很小的电感线圈。 ()
选 择 题
1．避雷针必须有牢固的接地引下线与单独的接地网良好的连接，接地电阻应按过电压保护规程规定，一般
A、不得大于1Ω
B、不得大于10Ω *
C、不得大于100Ω
D、不得大于1000Ω
2．在主放电时，雷击电流相当大，这种现象称为直击雷，其电流可达
A、数千安
B、数万安
C、数十万安 *
D、、数百万安
3．为防止架空线遭受直击雷时雷电波危及发电厂、变电站的电气设备，在未装有全线避雷线保护时，必须在出厂架空线上架设
A、100~200m的避雷线，又叫架空地线
B、1~2km的避雷线，又叫架空地线 *
C、10~20km的避雷线，又叫架空地线
D、100~200km的避雷线，又叫架空地线
4．FZ系列避雷器是由火花间隙组和阀片串联装置在瓷套内制成，关于阀片，下列叙述正确的是
A、阀片又叫阀性电阻，它用炭化硅、水玻璃和石墨胶合煅烧制成，此电阻具有线性特性，在高压大电流时，其电阻值很大，在正常工作电压及小电流时，电阻值很小
B、阀片又叫阀性电阻，它用炭化硅、水玻璃和石墨胶合煅烧制成，此电阻具有非线性特性，在高压大电流时，其电阻值很大，在正常工作电压及小电流时，电阻值很大
C、阀片又叫阀性电阻，它用炭化硅、水玻璃和石墨胶合煅烧制成，此电阻具有线性特性，无论在高压大电流时，或在正常工作电压及小电流时，电阻值都很小
D、阀片又叫阀性电阻，它用炭化硅、水玻璃和石墨胶合煅烧制成，此电阻具有非线性特性，在高压大电流时，其电阻值很小，在正常工作电压及小电流时，电阻值很大
“高压互感器与组合电器”知识测试题
简 答 题1．电压互感器的功能有哪些？
电压互感器是仪用互感器的一种。它是一种将高电压成比例变换为低电压并使之在相位上保持一定关系的设备。它是一种特殊用途的变压器，其工作原理、构造特点和接线方式均与变压器基本相似。但是其容量较小，通常仅有几十伏安至几百伏安。
电压互感器的功能是将高电压成比例地变换为低电压，使得其二次侧能够准确地反映一次侧高电压的实际情况。它较好地解决了高电压测量的困难。它可靠地将一、二次侧隔离，从而保证了工作人员的人身安全和设备安全。由于电压互感器产品是将不同等级的一次高电压一律变换为100V的二次低电压，这样就可以使得测量仪表及继电器电压线圈的制造标准化，简化了制造工艺并降低了成本。因此电压互感器在电力系统中得到了广泛的应用。
2．电压互感器与变压器有哪些不同？
电压互感器实际上就是一种小容量的特种变压器。它的构造与变压器相同，也是由铁心、一次绕组、二次绕组、接线端子及绝缘支持物等组成。电压互感器的一次绕组接于系统的线电压或相电压上，其绝缘应随安装位置的实际电压来确定。通常一次绕组的匝数较多，而二次绕组的匝数较少，二次绕组的负荷一般为测量仪表或继电器的电压线圈。
电压互感器的工作原理与变压器相同，但由于对其使用性能的要求不同，因而在设计上有不同的考虑。通常，电力变压器在电压误差上虽有一定的要求，但其满载时的电压调整率仍较大，一、二次电压的相角差也可不予考虑。而对电压互感器误差的要求则比电力变压器要严格得多，其电压调整率应极小。只有这样才能保证其二次负荷对准确度等级的要求。
电压互感器容量很小，负荷不大而且恒定。因此，就电路特性而言，电压互感器可以视为一个电压源，其二次电压基本不受二次负荷的影响。但是电力变压器则不同，它的一次电压受二次负荷的影响较大。
电压互感器的二次负荷为测量仪表和继电器的电压线圈。它们的阻抗较大，因而其二次电流较小。电压互感器在正常运行时，近似相当于电力变压器的空载运行状态。二次电压基本上等于二次电动势，所以可以用于准确地测量一次电压。
3．简述电压互感器铭牌上的技术数据。
电压互感器铭牌上的技术数据含义如下：
（1）型号一般由3－4位汉语拼音字母及阿拉伯数字所组成。汉语拼音字母表示电压互感器的线圈型式、绝缘的种类、铁心的结构以及应用的场合。字母后的数字表示其一次的电压等级。型号中字母的含义如下：
J——在第一位时表示电压互感器，在第三位时表示油浸式，在第四位时表示接地保护，
S－一在第二位时表示三相；
D－一在第二位时表示单相；
G在第三位时表示干式；
Z在第三位时表示浇注式；
W在第四位时表示五铁心柱式；
B在第四位时表示有补偿线圈；
C一在第二位时表示串级绝缘，在第三位时表示瓷绝缘。
（2）电压比 常以一、二次侧的额定电压、标出电压比K= UNI /U2N
（3）误差等级 即电压互感器变比误差的百分值；通常分为 0．2、0．5、1、3级。使用时根据负荷需要来选择。
（4）容量 包括额定容量和最大容量。所谓额定容量系指在负荷功率因数为0．8时，对应于不同准确度等级的伏安数。而最大容量系指在满足线圈发热条件下，所允许的最大负荷（伏安数），当电压互感器按最大容量使用时，其准确度将超出规定数值。
（5）接线组别 它标明了电压互感器一、二次电压的相位关系。传统上三相电压互感器的接线组别多采用Yyn0，而近年来则多采用Dyn11。
4．简述常用电压互感器的类型及结构特点。
常用电压互感器的型号很多，主要分为三种类型：
l）干式电压互感器 低压电压互感器和10kV以下的环氧树脂浇注绝缘的电压互感器均为干式电压互感器，如；JDG－ 0．5型JDZ型和JDZJ型等。这种电压互感器因其具有空气冷却、无油等结构条件，故防火性能较好。
2）油浸式电压互感器木 一般应用在3kV及以上的户内外配电装置中。它又分为单相的和三相的。单相的在35kV及以上场合得到了大量的应用，而三相的则常应用于10kV及以下的场合；这种电压互感器是将铁心、绕组浸泡在装满绝缘油的金属油箱中。其引出线通过瓷绝缘与外壳绝缘。除安装在户外的电压互感器一般设有储油柜外，其它均不设储油柜。
这种电压互感器重量重、体积大且存在易燃易爆的危险。10kV电压等级的产品现已逐步被环氧树脂浇注的干式电压互感器所替代。但是环氧树脂浇注的电压互感器由于在设计上存在缺陷，有出现铁磁谐振，从而引起内部过电压的可能。另外在发生一相接地或铁磁谐振时，还有造成电压互感器熔丝熔断或烧毁事故。因此此类产品尚需改进。
3）串级绝缘油浸式电压互感器 在110kV系统中，由于电压互感器的一、二次绕组以及铁心间的绝缘应能承受系统的相电压，对其绝缘材料绝缘等级要求高，绝缘材料的用量较大，而且在制造上存在一定的困难，所以采用油浸式单相电压互感器不经济。实用中，一般将电压互感器做成串级绝缘式。串级绝缘式电压互感器一般做成单相式，有两个二次绕组。
串级绝缘式电压互感器实为由串联在相与地之间的扼流线圈构成的感应式电位器。所有扼流线圈流过的电流相同，并且与系统的相电压成正比，与地连接的扼流线圈耦合有二次线圈。当系统相电压有变化，流过扼流线圈的电流随之改变，二次线圈中的感应电动势则相应改变。这种电压互感器应用在110kV系统需要采用二个扼流线圈，而应用在220kV系统则需要采用四个扼流线圈，因此也就比普通电压互感器在绝缘考虑上要经济的多。
5．为什么电压互感器的二次回路必须一点接地？
电压互感器的一次线圈接于高压一次系统中，其二次线圈则接在低电压的二次回路中。由于工作人员要在二次回路上工作，所以当电压互感器在运行中发生绝缘击穿时，高电压将窜入低压二次回路，因二次线圈和设备的绝缘水平很低，不足以承受高电压的袭击，这时将会烧毁设备并威胁到人身的安全。为了确保人身和设备的安全，除要求电压互感器的外壳接地外，二次回路还必须有一点接地。
电压互感器的二次回路接地属于保护接地。
6．为什么运行中电压互感器的二次回路不允许短路？
电压互感器正常工作相当于一个空载运行的变压器，这是因为电压互感器的二次负荷主要是测量仪表和继电器的电压线圈，其阻抗一般很大，使电压互感器二次所通过的电流很小。由于电压互感器的容量通常很小，线圈的导线很细，漏抗也很小，一旦二次出现短路，很大的短路电流极易烧毁电压互感器。所以为了保证电压互感器的安全运行，其二次回路不允许短路。
为了防止电压互感器二次回路出现短路，可靠地保护电压互感器，所以必须在其二次回路中安装熔断器进行短路保护。
7．电流互感器的功能有哪些？
电流互感器也是仪用互感器的一种（常称为TA）。它是一种电流变换装置，也是一种特殊用途的变压器。电流互感器的主要功能是将高电压电流或低电压大电流变换为低电压小电流，供给测量仪表和继电保护装置，并将测量仪表和继电保护装置与高电压电路隔离开来。电流互感器的二次电流一般为5A，也有为1A的。这使得在二次回路上的工作更为安全和方便。同时使得仪表及继电器的制造标准化、简化了工艺并降低了成本。所以电流互感器在电力系统中得到了广泛的应用。
8．简述电流互感器的结构和基本工作原理。
电流互感器是由铁心、一次绕组、二次绕组、接线端子以及绝缘支持物等组成。它的铁心由硅钢片叠制而成。其一次绕组直接串接于一次系统中，可以通过较大的一次电流入。一次电流在铁心内产生交变磁通。这一交变磁通既穿过了一次绕组，又穿过了二次绕组，从而在二次绕组中产生感应电动势。当二次绕组接有负载时，就有电流在二次回路中流动。如果忽略励磁磁动势，路中流动。如果忽略励磁磁动势，一次绕组与二次绕组有相同的安匝数：I1 N1＝I2 N2。其中N1为一次绕组的匝数；N2为二次绕组的匝数。则，电流互感器的电流比k＝I1/ I2＝N2／N1。由于电流互感器的一次绕组直接接在一次系统中，所以电流互感器的一次绕组对地的绝缘必须采用和一次高电压相应的绝缘支持物，以保证在二次回路上工作的工作人员的人身安全和设备安全。通常，电流互感器的二次绕组与测量仪表、继电保护装置的电流线圈率接成二次回路。
9．简述电流互感器铭牌上技术参数的含义。
电流互感器在铭牌上一般标有以下技术参数：
（l）型号 一般有2－4位汉语拼音字母以及数字组成。型号中字母表示出电流互感器的线圈型式、绝缘种类、导体材料以及应用场合等。横线后面的数字表示电流互感器应用的电压等级（kV）。型号中字母的含义如下：
l）第一位字母：
L电流互感器。
2）第二位字母：
D－一单匝贯穿式；F复匝贯穿式；Q线圈式；M一母线式；R装入式；A穿墙式；C一瓷箱式。
3）第三位字母：
Z浇注式；C一瓷绝缘；J加大容量加强型；W户外型；G改进型；D－一差动保护用。
4）第四位字母：
C或D－一差动保护用；Q——加强型；J——加大容量。
（2）电流比 一般用分数标出。其分子表示一次绕组的额定电流（A），分母表示二次绕组的额定电流（A）。例如，当某电流互感器的电流比标为300／5时，则该电流互感器的一次绕组额定电流为 300A，而二次统组的额定电流为5A。其电流比为40。
（3）误差等级 它标明了电流互感器电流比的误差百分数。一般为外 0.2、0．5、1、3、10等级。在实际应用中可根据二次负荷的要求来选定。例如，电能计量表用一般选0．2或0．5级的，而继电保护则选用3级的。
（4）容量 是指电流互感器在误差不超过限值情况下所允许带上的负载功率S2（即伏安数）。另外，也有用电流互感器二次负载的阻抗Z2欧姆数来表示的。这是因为S2＝I22Z2，而I2又是定值，所以S2与Z2两者可以进行换算。
（5）热稳定及动稳定倍数 当电力系统故障时，电流互感器承受由短路电流引起的热效应和电动力效应不致受到破坏的能力，可用热稳定和动稳定的倍数来表示。热稳定的倍数系指效稳定电流（即1s内不致使电流互感器的发热超过允许限度的电流）与电流互感器的额定电流之比；动稳定的倍数系指电流互感器所能承受的最大电流的瞬时值与电流互感器的额定电流之比。
10．什么是SF6组合电器？
在SF6断路器的基础上，进一步发展成的SF6全封闭组合电器，就是把各种控制和保护电器：断路器、隔离开关、互感器、避雷器和连接母线，全部封装在接地的金属壳内，壳内充以压力为0.2Mpa~0.5MPa的SF6气体,作为相间和对地的绝缘，这样的电器组合称为组合电器，英文缩写为GIS。
11．SF6全封闭组合电器有哪些优越性？
全封闭组合电器的优越性
（1）首先它大大地缩小了整套配电装置的占地面积和空间体积。
由于SF6气体具有很高的绝缘强度各元件之间的绝缘距离大为缩小，而设备的占地面积大约与绝缘距离的缩小倍数成平方比例缩减，空间体积则与其成立方体积缩减。电压等级越高缩小倍数越大。GIS常规敞开式电器的占地面积和空间体积都大大缩小，以110kV变电站为例：前者分别为168m2和344m3，后者分别为2214m2和22140m3，而且电压等级越高缩小比例越大。体积的缩小为大城市稠密地区、地形险峻的山区建设变电站及建设地下变电站提供了有利条件。而且整套设备基本上是在制造厂装成，现场施工的工作量大大减少。因此具有很大的经济价值。
（2）GIS运行安全可靠，
全部电器封闭装在接地外壳中，避免了各种恶劣的自然环境条件的影响，减小了设备事故的可能性，而且对人身的安全也大有好处。SF6断路器本身检修周期长，整个组合电器可以做到连续运行至少十几年不需要检修，大大减小了运行维护的工作量。
12．SF6全封闭组合电器的设计原则、结构、安装和壳体分类如何？
设计原则
SF6全封闭组合电器的总体结构决定于所用的组合元件的形式和使用部门的要求。此外还要考虑到发生大事故后，能够很快地把各元件隔离和拆开检修的可能性。
结构
（1）主结线
变电所的主结线，可以是单母线或者是双母线。为了能够满足各种结线方式的要求，应将各组成元件制成标准的独立气室（气隔），然后根据使用要求进行组合。这样还可以在气体大量泄漏时，减少退出运行的元件的数目。
（2）外壳
组合电器的外壳可以用钢板或铝板制成。独立气室中装有防暴膜，以防止因内部电弧故障时，产生超压力现象，致使外壳破裂。大容积的气室及母线管道，一般不会产生危及外壳的超压力现象，不需要装防暴膜。
安装
在合适的位置应装置弹性件（例如波纹管），以减少因温度变化或安装误差所引起的机械应力，避免采用与地基或构架全部刚性连接的结构。可采取一处刚性连接，其余各处具有一定弹性连接的复合方式。
壳体分类
壳体可以制成三相的或者单相的。三相共壳的SF6全封闭组合电器主要用在110kV及其以下。单相壳体可以用在较高的系统电压中。
13．SF6组合电器由哪些组合元件构成？
SF6组合电器构成元件如下
（1）断路器
它是全封闭组合电器的主要元件，它可以是单压式或双压式SF6断路器，目前使用最多的是单压式。这种断路器有水平断口和垂直断口两种类型。选用不同断口的断路器也就决定了组合电器内其它元件的布置方式、组合电器的高度和宽度，及其断口检查的难易程度。如上图所示的断路器为垂直断口单压式、变开距、配液压操动机构的SF6断路器。
（2）隔离开关
视动触头运动方式的不同，有转动式和直动式两种类型。都希望它能开断小电容电流和环流。
（3）接地开关
接地开关与隔离开关制成一体，或单独作为元件制造。有工作接地开关和保护接地开关之分，前者不要求有闭合短路电流的能力，后者则要求有此能力。上图中隔离开关和接地开关制成一体，配有手动操动机构，并设有观察窗以观察触头的位置。
（4）电流互感器
GIS中的电流互感器有两种结构a、以SF6为主绝缘的装在金属壳内的穿心式，既可以用于断路器侧又可以用于母线侧；b、开口式电缆结构，只能用于母线侧。图中用的是穿心结构，每相有一个测量和三个保护线圈。
（5）电压互感器
主要有电容式和电磁式两种，前者用于220kV及以上电压等级，后者用于110kV以下的电压等级。图中用的是电容式结构。
（6）避雷器
保护GIS的避雷器主要有三种，
a、常规带间隙的避雷器，装在组合电器的入口处；
b、无间隙的氧化锌避雷器或金属封闭的SF6绝缘的避雷器；
c、上述两种方式的混合应用。图中采用的是以SF6为绝缘介质的磁吹避
雷器。
（7）母线和封闭连接线
母线的结构有分相式和三相共筒式两种。前者的导电部分装在接地的金属圆筒中心，用盆式绝缘子支持，可避免相间故障。后者的三相导电部分均匀地布置在一个共同的接地金属圆筒内，各相导体对圆筒分别用支持绝缘子支持，相间绝缘主要由SF6担任，圆筒壳体上的发热效应较低。图中采用的封闭连接线为一金属壳体内装有铝管导体，以SF6为主绝缘。
（8）引线的充气套管与电缆终端
图中所用的充气引线套管为空心式塔形套管，内装导电杆并充有SF6气体。引线套管也可以采用油纸电容套管，它的尾部放在封闭的电器壳中，SF6气体与套管的油腔隔绝。
全封闭组合电器选用电缆进出线时，就采用封闭型电缆终端。与变压器和架空线相连时，可以采用套管。
14．什么是隔离开关操作时的暂态现象？
GIS中的隔离开关用来切断封闭母线和处于断开位置的断路器上的充电小电流（电容性电流）。当隔离开关开断时，由于其触头分闸速度一般较慢，可能引起电弧的多次重燃，在GIS内部要产生前沿陡峻的行波，这种行波在套管端点及母线连接点来回折反射，并与外壳耦合，形成快速暂态过电压（ VFTO），使接地外壳的电位瞬时升高。这便是隔离开关操作时的暂态现象。
该过电压的上升时间极短，通常只有2ns～20ns左右，典型的幅值为额定值的1．5～2．0倍，最高可达3～3．5倍，基本振荡频率为 5 MHz～ 10MHz，高频分量在 100MHz范围内。这种接地电位的瞬时升高，可以使外壳与其底架之间产生火花，使保护回路与控制回路失效，导致保护继电器误动作。
这种接地电位的瞬时升高所产生的电压冲击，根据波形和能量估计，对于某些典型的GIS来说，冲击强度可以超出当前生物医学上所规定的人身能承受的安全数值。造成人身伤害。
15．试论述GIS的可靠性与安全性。
（1）事故和故障两大类型
SF6全封闭组合电器的事故和故障，可以分为两大类型，即与常规设备有
相同性质的事故（例如断路器的机械事故）和组合电器的特殊事故（例如绝缘系统事故）。
①与常规设备相同性质的事故
第一种类型的事故次数，大约与常规设备的次数相等。
故障分析指明，故障率是零件数的函数。对于一台由5000个零件组成的断路器来说，要使故障率降到0.5%，那么每个零件的故障率必须保持在百万分之一以下。因为SF6断路器与其它类型的断路器比较，灭弧室数少，零件数少，在每个零件保持相同故障率的情况下，整个断路器的故障率则因零件数少而降低。
在所有故障中，机械原因造成的占80%~90%，电气的占10%~20%，故应特别重视产品的机械实验。型式试验的机械操作次数，各国标准中均有规定。
②组合电器的特殊事故
为了保持SF6全封闭组合电器的安全运行和操作员的人身安全，在维护检修时应加强绝缘、漏气和水分管理，还应进行气体绝缘的监视及加强安装GIS的室内空气中含尘量和SF6气体含量的控制。在检修过程中，工作人员应戴上防毒面具、防护手套、护目镜，穿上工作服。
（2）结论：根据一些SF6全封闭组合电器的事故统计，运行事故率很低，大约为：0.1~0.2次重要事故/(站一年)。通常认为，有些组合电器的特殊事故，可以通过在使用中的定期耐压实验予以避免。
对事故率的统计分析表明，常规变电所的事故率比SF6全封闭组合电器的高出一个数量级。但组合电器发生事故后，平均停电时间则高达数个星期，比常规变电所长得多。
填 空 题
1．高压互感器分两大类,它们是(电压互感器、电流互感器)。
2．互感器在电路中连接的方式有两种（电压互感器并联在电网中、电流互感器串联在电网中）。
3．高压互感器的作用是三种：（量程扩张、电气仪表和继电器的标准化、隔离高电压）。
4．减小电流互感器误差的一般方法四种：（增大铁芯磁导率，减小激磁磁势；使互感器工作在额定条件下；“削减匝数”法；在串激式电流互感器铁芯上增加平衡绕组、连耦绕组，抵消漏磁，减小误差）。
5．SF6全封闭组合电器，就是把各种控制和保护电器：断路器、隔离开关、互感器、避雷器和连接母线，全部封装在接地的金属壳内，壳内充以压力为（0.2Mpa~0.5MPa）的SF6气体,作为相间和对地的绝缘，这样的组合电器称为GIS。
6．SF6全封闭组合电器的总体结构决定于所用的组合元件的形式和使用部门的要求。此外还要考虑到（发生大事故后），能够很快地把各元件隔离和拆开检修的可能性。
7．SF6断路器本身检修周期长，整个组合电器可以做到连续运行至少（十几）年不需要检修，大大减小了运行维护的工作量。
8．SF6全封闭组合电器的事故和故障，可以分为两大类型，即（与常规设备有相同性质的事故）和（组合电器的特殊事故）。
9．对事故率的统计分析表明，常规变电所的事故率比SF6全封闭组合电器的高出（一个数量级）。但组合电器发生事故后，平均停电时间则（高达数个星期），比常规变电所长得多。
10．根据一些SF6全封闭组合电器的事故统计，运行事故率很低，大约为：（0.1~0.2）次重要事故/站一年。
选 择 题
1．关于互感器在电路中连接的方式，下列叙述中正确的是
A、电压互感器并联在电网中，电压互感器的一次侧跨接（并联）在电网线间或线与地间 *
B、电压互感器串联在电网中，电压互感器的一次侧跨接（并联）在电网线间或线与地间
C、电流互感器并联在电网中：电流互感器的一次侧串接在电路中
D、电流互感器串联在电网中：电流互感器的二次侧串接在电路中
2．关于减小电流互感器误差的一般方法，下列叙述正确的是
A、减小铁芯磁导率，减小激磁磁势
B、增大铁芯磁导率，增大激磁磁势
C、增大铁芯磁导率，减小激磁磁势 *
D、减小铁芯磁导率，增大激磁磁势
3．关于消除电压互感器误差的措施，下列叙述正确的是
A、采用高磁导率的硅钢片，以增加激磁电流
B、采用低磁导率的硅钢片，以减少激磁电流 *
C、采用高磁导率的硅钢片，以减少激磁电流
D、采用低磁导率的硅钢片，以增加激磁电流
4．关于110kV、27.5kV互感器的基本维修常识，下列说法正确的是
A、互感器的维持性检修每年进行二次
B、互感器的维持性检修每年进行一次 *
C、互感器的维持性检修每二年进行一次
D、互感器的维持性检修每三年进行一次
5．互感器若需解体大修，应在干燥清洁的室内进行。器身在空气中暴露的时间
A、干燥天气（相对湿度不大于60%）不得超过4小时
潮湿天气（相对湿度不大于75%）不得超过2小时
B、干燥天气（相对湿度不大于60%）不得超过8小时
潮湿天气（相对湿度不大于75%）不得超过4小时
C、干燥天气（相对湿度不大于60%）不得超过12小时 *
潮湿天气（相对湿度不大于75%）不得超过8小时
D、干燥天气（相对湿度不大于60%）不得超过24小时
潮湿天气（相对湿度不大于75%）不得超过16小时
6．有关组合电器的安装，下列说法正确的是
A、在合适的位置应装置弹性件，可采取一处刚性连接，其余各处具有一定弹性连接的复合方式 *
B、在合适的位置应装置弹性件，可采取二处刚性连接，其余各处具有一定弹性连接的复合方式
C、在合适的位置应装置弹性件，可采取三处刚性连接，其余各处具有一定弹性连接的复合方式
D、在合适的位置应装置弹性件，可全部采取刚性连接，其余各处具有一定弹性连接的复合方式
第十三章电动机的继电接触器控制
思考题和练习题
简 答 题
1．继电接触器控制的优、缺点是什么？
（1）继电接触器控制主要的优点
1）结构简单；
2）价格便宜；
3）抗干扰能力强；
4）维修方便。
（2）继电接触器控制的主要缺点是：
1）动作频率低
2）触点容易损坏
3）噪音大
2．简述继电接触器的构造和基本原理。
（1）接触器的结构及基本工作原理
接触器由电磁系统、触头、灭弧装置、联锁（辅助）触头、支架和底座等组成。按电流种类分，有直流和交流接触器两大类。
1）电磁系统
电磁系统由励磁线圈及铁心组成。铁心包括静铁心和动铁心，动铁心又称为衔铁，电磁系统实际是一电磁铁 。
若励磁线圈没有电流时衔铁打开，当线圈通电流后，衔铁与铁心间气隙处有磁场，衔铁受吸引力，衔铁闭合。间隙处的磁通密度越大吸力越大。
交流接触器励磁线圈通入交流电流，铁心由硅钢片叠成，铁心端面处安装短路环，如图所示，其目的是使环内与环外两部分磁通不同时过零，从而使衔铁吸合时稳定而不振动。
2）触头系统
衔铁上装有动触头，随衔铁运动，一对触头由动触头和静触头两者组成。励磁线圈断电，衔铁打开时断开的触头称为常开触头，在衔铁打开时接通的触头，称为常闭触头。当励磁线圈通入电流，衔铁吸合时，常开触头闭合，因此它又称为动合触头；而常闭触头打开，它又称为动开触头。通断主电路的触头称为主触头，主触头都是常开触头。如图。除主触头外，接触器同时还有通断较小电流的触头，称为辅助触头或联锁触头，这将在后面的课程中提到。辅助触头可为常开触头和常闭触头。
接触器中所有常开和常闭触头都是联动的，当线圈通电时所有常闭触头分开，所有常开触头闭合，线圈断电后，在复位弹簧的作用下全部复位。
3）灭弧罩
主电路额定电流20A以上的接触器的主触头外面都安装有灭弧罩。因为电流大时分断电流往往产生电弧，必须迅速切断或熄灭电弧，避免损坏主触头，而灭弧罩可以起到灭弧的作用。
4）其它部分
主要有：反作用弹簧、缓冲弹簧（可以缓冲衔铁吸合撞击力对底座的冲击）、触头压力弹簧片（增大触头闭合时的压力）、底座、支架和接线柱等。
3．选择接触器的原则有几条？
接触器的选择原则
①按使用类别选择接触器的产品系列
②一般电气设备及电动机，按设备或电动机额定电流选择同容量接触器。若操作频率较高，为了提高接触器寿命，可降低接触器容量使用。
③一般任务条件下的接触器用于重任务条件下，应降低其额定电流使用，以不减少使用寿命。
④主触头的额定电压大于或等于线路电压。
⑤励磁线圈额定电压最好与控制回路的其它电器取相同值。
⑥辅助触头的数量及种类合适。 ::victory:: ::victory:: 恩，好好学习了。
