《电气安全》复习资料-附考题

1《电气安全》第一章电气安全基础一、电气危害的分类：（了解）电气危害包括：1．电气事故，分为故障型（电击、电气火灾和电气引爆、设备损坏）和非故障型（电击、电气火灾、设备损坏和质量事故）；２．电磁污染，包括电磁骚扰和职业病。二、电气危害的规律：（了解）1、电气危害总是缘于电能的非期望分配。2、电气危害的发生一定伴生着电气参量的变化。变化：量值大小，特征、组合特性等。三、绝缘材料和绝缘结构：1、绝缘材料——导电能力很小的一类材料的总称，又称电介质。①本质特征：材料中基本没有可自由移动的载流子。参数界定：电阻率不低于107Ω·m。用途：对带电导体进行封闭、隔离。物态：气体、液体、固体绝缘。典型材料：空气、变压器油、塑料……②绝缘材料的最常见电气参数为：绝缘电阻率、介质损耗角（或介损因数）和介电强度。这些参数只与介质材料有关，与介质形状、体积等无关。介质材料电气参数受温度、湿度等环境条件影响较大。2、绝缘结构及分类①绝缘结构：由一种或若干种绝缘材料构成的绝缘体，称为绝缘结构。绝缘结构可理解为由绝缘材料所加工成的零件，以特定方式应用在电气设备上。②分类：1）绝缘结构按功能可分为工作绝缘和保护绝缘。2）按保护功能区分的绝缘形式（1）基本绝缘。带电部件上对触电起基本保护作用的绝缘结构。（介绍工作绝缘）（2）附加绝缘。为在基本绝缘损坏情况下防止触电而附加在基本绝缘之外的一种独立绝缘结构，又称辅助绝缘。（3）双重绝缘。由基本和附加绝缘共同构成的绝缘结构。基本绝缘和附加绝缘是可以分开的，各自本身就是一个独立的绝缘结构。（4）加强绝缘。相当于双重绝缘保护程度的单独绝缘结构，由一种或若干种绝缘材料构成，但不能分拆，是一个整体。四、绝缘检测的两种实验：1、绝缘电阻测试①测试设备。兆欧表。②测试内容。吸收比，绝缘电阻。吸收比：K=（R60s）／（R15s）2、介损角正切值tanδ测试1）测试设备。介损电桥，又称西林电桥。2）测试结果。介损角正切值。五、电气地与电气接地1、电气“地”：可用作为参考电位且电容无穷大的物体。用作参考电位:任何扰动下，电位都保持不变。（这一点实际上不可能完全做到）2电容无穷大：可提供或接受任意多的电荷。2、电气“接地”：将电气系统或装置上导体的某一部分与电气“地”进行电气连接的技术措施。六、接地的分类：①功能性接地，②保护性接地（安全保护接地、防雷接地、防静电接地、阴极保护接地），③电磁兼容接地。七、地电位与地面（地中）电位分布：1、地电位：即参考0电位，指距接地点无穷远处的大地电位。相当于等效电路图中接地电阻下端电位。2、地面（地中）某一点电位：当接地体有电流通过时，附近地面（地中）某一点以无穷远大地为参考点的实际电位。最高值等于等效电路图中接地电阻上端电位。八、环境试验：（1）自然暴露试验。最准确，最难实施，很难重复，时效性最差（2）现场试验。时效性较好，有一定可重复性，结果可行度取决于试验内容和方法。（3）人工模拟试验。可随时重复进行，时效性好，结果可信度高度存疑。第二章、低压配电系统一、城市电网：为城市送电和配电的各级电网的总称，它服务于一座城市的市区及所属（部分）郊区，简称城网。1、城网供电设施（1）城市变电所。指起变换电压等级、并起集中和分配电能作用的供电设施。（2）开关站。起接受和分配电能作用的配电设施，又称开闭所，不变换电压等级。（3）公用变配电所。向低压电力用户供电的变配电所，与城市变电所原理类同，但在城网中所处地位不同。2、城市电网的电源：向城市电网提供电能的设施统称为城市供电电源。（1）城市发电厂——生产电能。（2）电源变电所——接受域外输入的电能，一般是输变电系统的输电线路从远方大型发电厂输送过来的。新技术动态：分布式发电技术，使得一些用户自备发电站也成为城市电网电源。3、城市电网结构与电压层次城市电网由送电网（220kV及以上，又称主网架、骨干网，电压等级最高）、高压配电网（35~110kV）、中压配电网（10kV、试验中的20kV）、低压配电网（0.38kV）等各级电压电网构成。（1）送电网与枢纽变电所送电网是城网中电压等级最高的电网，大城市多已达到500kV，一般城市为220kV。送电网要求成环状网，一般要求成双环。送电网上功率（潮流）可双向输送，有调度作用。送电网上的城市变电所称为枢纽变电所。枢纽变电所中，接受域外电能或城市发电厂电能的变电所称为电源变电所。（2）高压配电网枢纽变电所二次出线至区域变电所之间的电网，称为高压配电网，简称高配网。区域变电所是城市中一个较小范围的供电设施，供电半径在主城区一般不超过10km。500kV送电电压的城网中，高配网电压一般为220kV和110kV；220kV送电电压城网中，高配网电压一般为110kV和35kV。高配网功率一般只单向流动，但也可能部分参与潮流调度。（3）中压配电网从区域变电所二次出线，到公用或专用变配电所间的电网，叫中压配电网。3中压配电网电压一般为10kV，也有少数为35kV（电压等级划分属于高压，但从网络中作用来说属于中压），现部分地区试运行20kV。中压配电网中通常设置有较多的10kV开闭所，起分级配电作用。中压配电网功率只单向流动，不参与潮流调度。（4）低压配电网公用变电所二次出线至低压用户电表之间的电网，叫低压配电网。专用变电所二次出线后的电网，以及低压用户自身的电网，技术上也属于低压配电网，但不属于供电企业运行管理的范围。二、低压系统按接地形式和带电导体形式分类1、低压系统按接地形式分类：①[1][2]系统。[1]——电源系统接地情况：I——不接地；（拉丁文Isolation隔离）；T——直接接地。（拉丁文Terre大地）[2]——负载设备外露可导电部分接地情况：N——与电源系统接地点连接；（拉丁文Neutre中性）T——直接接地，与电源系统地无人为电气联系。②有TN、TT、IT三种形式。1）、TN系统：又分为TN-S、TN-C、TN-C-S三种：-S——Spare：PE线与N线是分开的。-C——Combine：PE线与N线是合用的。-C-S——混合形式。电源侧部分为TN-C，负荷侧部分为TN-S。（1）TN-S系统：PE线和N线自中性点后不能再有任何电气连接（2）TN-C系统：PE线与N线功能合二为一，称为PEN线（3）TN-C-S系统：重复接地非必须NR设备三相UVWN单相设备PEPENL单相插座PENLNPENL3L2L1NNR设备三相UVWN设备单相NPENL插座PE单相LPEL3PENL1L242）、TT系统：注意单独接地和共同接地。与TN系统区别要点：系统地与设备地之间有无人为电气连接。3）、IT系统：IT系统可引出中性线，但大多不引出（IT系统）（X相X线制系统）2、低压系统按带电导体形式分类：与按接地形式分类辩异。①X相X线制系统。“X相”指电源的相数，“X线”指正常工作情况下传输电能的导线数。PE线正常情况下不传输电能，因此有N线的TN-S系统、TN-C都是三相四线制系统，或单相二线制系统。IT系统一般不引出中性线，因此常为三相三线或单相二线制系统。TT系统多为三相四线制或单相二线制系统。②右上六幅图：第一行：两相三线、单相三线，单相二线第二行：三相四线、三相四线，三相三线三、常用低压配电电器①低压开关、隔离器RERNRPENNPE三相设备WVUNPENL1L3L2NR设备U三相NVWNRE1PE设备单相NLPERE2PEN插座单相LPENL2L3L1U设备三相PEWVE2E1RRL设备单相PELNL3L1L2PEL3L2NL1L1PENL2L3L1L2L3L1NL2L2NL1L1L2相位差180oo相位差0PE51）开关：能承载、通断正常（含规定的过负荷）电流，并能在规定时间内承受短路电流冲击、但不能开断短路电流的机械电器。2）隔离器：在断开状态符合规定隔离功能、能通断空载电路、且能承受正常电流和规定时间内短路电流的机械电器。3）隔离开关：在断开状态符合隔离器要求的开关。（注意与中、高压电器名称的差异，不要混淆。）②熔断器1）、熔断器工作原理根据熔体受热所产生的物态变化，可分为四个阶段：（1）固态温升。电流在熔体电阻上的损耗使熔体温度上升到金属熔化温度。（2）定温熔化。从熔体开始熔化到全部熔化。（3）液态温升。熔融金属液体温度上升至汽化。（4）燃弧熄弧。熔体汽化出现断点，产生电弧，并最终熄弧。熔断与熔化：熔体一旦“熔化”，便不可逆回，但须“熔断”，保护才实现。熔化并不一定带来熔断。使熔体熔化的最小电流称为熔化电流，使熔体熔断的最小电流称为熔断电流。2）、保护特性及主要参数（1）安－秒特性：弧前时间与燃弧时间：通电至起弧称为弧前时间，即t1～t3；起弧至熄弧称为燃狐时间，即t3～t4。熔化时间——电流曲线弧前时间——电流曲线熔断时间——电流曲线（2）I2t特性。对极快速熔断的限流式熔断器，不考虑散热，是否熔化、熔断只与热脉冲I2t有关。分最小弧前I2t和最大熔断I2t。因限流熔断器熔化与起弧几乎同时出现，故最小弧前I2t即最小熔化I2t。（3）熔体额定电流Ir。指熔体允许长期通过的最大电流。（4）约定时间内的约定熔断/不熔断电流。（5）额定开断电流Icr。指熔断器能够开断的最大短路电流有效值。（6）额定最小开断电流Icr·min。指熔断器能够开断的最小短路电流有效。（7）过电流选择比。上、下级熔体选择性动作所需最小熔体额定电流比值，一般为1.6。即：若上级熔体额定电流为下级的1.6倍以上，则下级短路时，能保证下级熔体熔断时，上级熔体尚未熔化。③低压断路器：开关电器＋保护电器的组合电器。1）构成：tt01t2t4t固体加热熔化t3液体加热汽化电弧熔化温度熔断温度It最大安－秒特性平均安－秒特性最小安－秒特性62）主要参数（1）壳架等级额定电流IrQ。指断路器壳架部分的额定电流，包括接线端子、主触头系统、连接导体等。旧称断路器壳架等级电流，记为Imn。（2）脱扣器额定电流IrR（或Irt）。指装于壳架内的过电流脱扣器（Release或trip）。旧称断路器额定电流，记为In。相互关系：运行电流须通过壳架才能流过脱扣器，因此脱扣器额定电流不可能大于壳架额定电流，即：IrR≤IrQ。（3）长延时脱扣器动作电流（Iop1）整定范围。长延时脱扣器作过负荷保护用，其动作值整定范围是脱扣器额定电流IrR的函数。典型情况为：Iop1＝（0.6～1.0）IrR在以上范围内根据保护计算结果确定动作值，可无级或有级调整。（4）短延时脱扣器动作电流（Iop2）整定范围。短延时脱扣器作与下级选择性配合的短路保护用，其动作值整定范围典型情况为：Iop2＝（3～8）IrR短延时脱扣器动作延时也有一定的调整范围（5）瞬时脱扣器动作电流（Iop3）整定范围。瞬时脱扣器作短路保护用，其动作值整定范围典型情况为：Iop3＝（5～10）IrR——配电用Iop3＝（8～15）IrR——保护电动机用（6）长延时脱扣器约定时间的约定电流。约定时间：IrR≤63A时，1h；IrR63A时，2h。约定不脱扣电流：1.05IrR。约定脱扣电流：1.30IrR。约定时间内的约定脱扣/不脱扣电流含义与熔断器类同。3）类型：（1）按保护特性：选择型（B型，有短延时脱扣器）和非选择型（A型）；（2）按用途：配电型、电动机型、终端型；（3）按检修安全性：有隔离功能型和无隔离功能型；（4）按设计型式：开启式（旧称万能式或框架式）、模压外壳式（旧称塑料外壳式）。四、低压系统短路电流计算：①三相及两相短路电流计算1）三相短路电流：Ik=Uav／√3|zk|=Uav／[√3√（rk2+xk2）](课本37页2-1、2-2)2）两相短路电流：Ik(2)=(√3／2)Ik≈0.87Ik式中Ik——三相稳态短路电流有效值（kA）；Ik(2)——两相稳态短路电流有效值（kA）；Uav——电源平均线电压（V）；zk——短路回路阻抗（mΩ）；rk——短路回路电阻（mΩ）；xk——短路回路电抗（mΩ）。②单相短路电流计算：Ik（1）=(UN/√3)/|ZφP|=Uφ/|ZφP|（课