发布时间 : 星期二 文章电力系统复习题 - 图文更新完毕开始阅读
5．什么是近阴极效应？哪些灭弧方法利用了近阴极效应？
在电流过零瞬间（t=0），介质强度突然出现升高的现象，称为近阴极效应。这是因为电流过零后，弧隙的电极极性发生了改变，弧隙中剩余的带电质点的运动方向也相应改变，质量小的电子立即向新的阳极运动，而比电子质量大1000多倍的正离子则原地未动，导致在新的阴极附近形成了一个只有正电荷的离子层，这个正离子层电导很低，大约有150～250V的起始介质强度。
在低压电器中，常利用近阴极效应这个特性来灭弧。如利用短弧原理灭弧法。 6．什么是弧隙介质强度和弧隙恢复电压？
答： 弧隙介质能够承受外加电压作用而不致使弧隙击穿的电压称为弧隙的介质强度。当电弧电流过零时电弧熄灭，而弧隙的介质强度要恢复到正常状态值还需一定的时间，此恢复过程称之为弧隙介质强度的恢复过程，以耐受的电压Uj（t）表示。
电流过流前，弧隙电压呈马鞍形变化，电压值很低，电源电压的绝大部分降落在线路和负载阻抗上。电流过零时，弧隙电压正处于马鞍形的后蜂值处。电流过零后，弧隙电压从后蜂值逐渐增长，一直恢复到电源电压，这一过程中的弧隙电压称为恢复电压，其电压恢复过程以Uhf（t）表示。 8.短路类型对断路器的开断有何影响？
答：断路器开断电力系统短路电流时，弧隙恢复电压的最大值受两方面因素的影响：一方面是弧隙电压恢复过程的性质，即恢复过程是周期性的还是非周期性的；另一方面是开断瞬间工频恢复电压U0的大小。而这两方面的因素又都决定于电路参数。
实际上，开断瞬间工频恢复电压值U0除了受电路参数的影响外，不同的短路形式也会产生明显的影响。
断路器开断单相短路电路时，电流过零的瞬间，工频恢复电压值U0近似等于电源电压最大值。 因为在三相交流电路中，各相电流过零时间不同，所以当断路器开断中性点不直接接地系统中三相短路时，电弧电流过零也有先后。先过零的一相电弧先熄灭，此相称为首先开断相。首先开断相触头间的工频恢复电压为相电压的1.5倍，加重了断路器的开断难度。
当断路器开断中性点直接接地系统中的三相接地短路或开断两相短路时，工频恢复电压的最大值为相电压的1.3倍。
9.断路器断口并联电阻和电容的作用是什么？
答：采用多断口结构时，对每一个断口在开断位置的电压分配和开断过程中的恢复电压分配将出现不均匀现象，从而影响整个断路器的灭弧能力。为了顺利熄灭电弧，应使两个断口的电压均衡分配，可在每个断口上并联一个比Cd（约为几十皮法）大得多的电容C（一般为1000～2000皮法），称为均压电容，并联均压电容后，两断口上的电压分布接近相等，从而保证了断路器的灭弧能力。
10．开关电器中常采用的基本灭弧方法有哪些？各自的原理何在？ 答：（1）提高触头的分闸速度。
迅速拉长电弧，有利于迅速减小弧柱中的电位梯度，增加电弧与周围介质的接触面积，加强冷
却和扩散的作用。 （2）采用多断口
在熄弧时，多断口把电弧分割成多个相串联的小电弧段。多断口使电弧的总长度加长，导致弧隙的电阻增加；在触头行程、分闸速度相同的情况下，电弧被拉长的速度成倍增加，使弧隙电阻加速增大，提高了介质强度的恢复速度，缩短了灭弧时间。
采用多断口时，加在每一断口上的电压成倍减少，降低了弧隙的恢复电压，亦有利于熄灭电弧。 （3）吹弧。
用新鲜而且低温的介质吹拂电弧时，可以将带电质点吹到弧隙以外，加强了扩散，并代之以绝缘性能高的新鲜介质，同时，由于电弧被拉长变细，使弧隙的电导下降。吹弧还使电弧的温度下降，热游离减弱，复合加快。 按吹弧气流产生的方法： 1）用油气吹弧
2）用压缩空气或六氟化硫气体吹弧 3）产气管吹弧 按吹弧的方向分为： 1）纵吹 2）横吹 3）纵横吹 （4）短弧原理灭弧
在交流电路中，当电流自然过零时，所有短弧几乎同时熄灭，而每个短弧都在新阴极附近产生150～250V的起始介质强度。在直流电路中，每一短弧的阴极区有8～11V电压降。如果所有串联短弧阴极区的起始介质强度或阴极区的电压降的总和永远大于触头间的外施电压，电弧就不再重燃而熄灭。
（5）利用固体介质的狭缝狭沟灭弧
触头间产生电弧后，在磁吹装置产生的磁场作用下，将电弧吹入又灭弧片构成的狭缝中， 把电弧迅速拉长的同时，使电弧与灭弧片的内壁紧密接触，对电弧的表面进行冷却和吸附，产生强烈的去游离。
（6）用耐高温金属材料制作触头
触头材料对电弧中的去游离也有一定影响，用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属制作触头，可以减少热电子发射和电弧中的金属蒸汽，从而减弱了游离过程，有利于熄灭电弧。 （7）用优质灭弧介质
灭弧介质的特性，如导热系数、电强度、热游离温度、热容量等，对电弧的游离程度具有很大影响，这些参数值越大，去游离作用就越强。
在高压开关中，广泛采用压缩空气、六氟化硫（SF6）气体、真空等作为灭弧介质。
11．什么是电气触头？电气触头有哪些形式？
答：电气触头是指两个导体或几个导体之间相互接触的部分，如母线或导线的接触连接处以及开关电器中的动、静触头。 （1）按接触面的形式分类
1）点接触 2）线接触 3）面接触 （2）按结构形式分类
1）固定触头 可拆卸的连接 不可拆卸的连接 2）可断触头 对接式 插入式 3）可动触头
12．什么是触头的接触电阻？影响接触电阻的因素有哪些？ 答：电气触头中导体与导体之间的接触电阻是触头的接触电阻。
触头的表面加工状况、表面氧化程度、触头间的压力及接触情况等都会影响接触电阻值。下面分析影响接触电阻的因素。 （1）触头间的压力
触头接触面积的大小受施加压力的影响，如图2-18所示。在不加外力情况下，将两个触头施加外力时，总的接触面增大了，自然接触电阻就小了。故压力是影响接触电阻的重要因素。 （2）触头材料及预防氧化的措施
触头一般由铜、黄铜和青铜等材料制成。这些材料在空气中极易氧化。为了防止氧化，通常在触头表面镀上一层锡或铅锡合金。在户外装置或潮湿场所使用的大电流触头，最好在触头表面镀银。银在空气中不易氧化。镀银触头的接触电阻比较稳定。对钢制触头，其接触表面应镀锡，并涂上两层漆加以密封。必须在铝制触头表面涂中性凡士林油加以覆盖，以防氧化。 13．为什么触头要保证有足够的动稳定和热稳定？
当触头短时间内通过大电流时，如短路电流、电动机的起动电流等，所产生的热效应和电动力具有冲击特性，对触头能否正常工作造成很大威胁。可能带来诸如触头熔焊和短时过热、触头接触压力下降、关合时触头弹跳等不良后果。因此，开关电器必须采取有效措施，保证在通过短路电流时有足够的动稳定和热稳定。
第三章 开关电器习题答案
一、填空题
1．开关电器按功能分为 断路器 、 隔离开关 、 熔断器 、 负荷开关 、 以及 自动重合器 和 自动分段器 。
2．高压断路器按所采用的灭弧介质分为 油断路器 、 压缩空气断路器 、 和 真空断路器 、六氟化硫断路器 。
3．高压断路器的技术参数有 额定电压 、 最高工作电压 、 额定电流 、 额定开段电流 、 额定断流容量 、 关合电流 、 动稳定电流 、 热稳定电流 、 分闸时间 、 合闸时间 以及 操作循环 。
4．真空断路器的操作过电压常用抑制方法有 采用低电涌真空灭弧室 、 在负载端并联电容 、 在负载端并联电阻和电容 、 串联电感 、 安装避雷器 。 5．SF6断路器灭弧室的结构分为 单压式 和 双压式 。
6．操动机构分为 手动机构 、 弹簧机构 、 电磁机构 、 液压机构 、 电动机构 和 气动机构 、
7．高压负荷开关按灭弧方式分为 产气式 、 压气式 、 压缩空气式 、 油浸式真空式
SF6 式 。
二、判断题：
1、 ： 开关电器分为以下四类:: 断路器、隔离开关、负荷开关、接触器 . （×） 2、 ： 高压断路器在电网中起控制与保护作用 . （√ ） 3、 ： 高压断路器既能开断负荷电流又能开断短路电流 . （√ ） 4、 ： 少油断路器中各相对地的绝缘是依靠油 . （×）
5、 ： 少油断路器的灭弧方式是横吹、纵吹及机械油吹 . （√ ）
6、 ： 断路器在工作过程中的合、分闸动作是由操动系统来完成的 . （√ ） 7、 ： 断路器的开断时间等于熄弧时间 . （×）
8、 ： 六氟化硫断路器是利用六氟化硫气体作为灭弧和绝缘介质 . （√ ） 9、 ： 真空断路器由于动触头在真空管中动作因此无需灭弧 . （×） 10、 ： 隔离开关没有专门的灭弧装置因此不能开断负荷电流 . （√ ） 11、 ： 隔离开关在进行倒闸操作时应遵循“等电位操作”原则。（√ ） 12、 ： 当发现隔离开关带负荷误合闸后，应立即拉开。（） 13、 ： 隔离开关设备磁锁装置的作用是避免带负荷误动作。（× ） 14、 ： 带接地刀闸的隔离开关其主刀闸与接地刀闸应同时合上或拉开。（×） 15、 ： 熔断器是最原始的保护电器，因此属于二次设备。（×） 16、 ： 熔断器在电路中起短路保护和过载保护。（√ ）