《电器学》自测试卷(一)
一、填空题(每题4分，共40分)
1、电器触头接触电阻的大小与_________________________，________________，_________________________和_____________因素有关。
2、交流电弧的零休期是指________________________________________。
3、稳定燃烧的直流电弧，其电弧压降由_______________和_____________组成。电弧电流增大时，电弧压降将_______________， 。
4、单相交流电动力的_______________随时间变化，从_______________变到 ， 其方向_________时间变化。
5、对触头材料电气性能的要求有 ， ， 和 。 6、发热体对流散热散出功率的大小与_______________，______________和___________有关。
7、交流串联电磁铁的线圈电流极及磁势_________________________工作气隙的大小而变化，磁通和磁链_________________________工作气隙而变化。其结构特点是导磁体由_________________________制成，线圈形状_________________________。
8、直流电磁铁的吸合运动时间指______________________，其大小与___________、_______________和_______________有关。
9、电磁铁的静吸力特性指_____________________________。电磁铁的工作气隙值越大，其电磁吸力越_______________。
10、交流并联电磁铁的磁路计算中，漏磁系数是________与________比值，工作气隙也越大，漏磁系数越_______________。 二、问答题（每题12分，共36分）
1、电器触头分断直流电感性电路时产生的电弧，与分断纯电路产生的电弧相比较，哪一个电弧较难熄灭？为什么？直流电弧与交流电弧相比较，哪一个电弧容易熄灭？为什么？
2、同一个电器在长期工作制或短时工作制下，若允许温升相同，其发热功率是否相同？为什么？何谓短时工作制的功率过载系数和电流过载系数？
3、电器触头的电磨损原因有哪些？为减少触头电磨损应采取什么措施？触头的超程与触头磨损有什么关系？ 三、分析题（14分）
在交流电磁铁的磁路计算中，其分磁环也是一个磁抗，试说明其原因。 分磁环磁抗的大小与什么有关？ 四、计算题（10分）
已知一三相高压隔离开关通过三相对称短路冲击电流icj=50kA，其三相闸刀在一个平面内平行布置。A相与B相、B相与C相的中心线间距均为S=0.5米。闸到长度均为L=2米，截面系数λ=1.05，求闸刀所受最大电动力为多少？
《电器学》自测试卷(二)
一、填空题（每题3分，共30分）
1、电器学的理论范畴为 理论、 理论、 理论和 理论。
2、按电压高低、结构工艺，电器分为 电器、 电器、 电器、 电器。
3、电动力的计算方法有 和 。 4、触头电磨损分为两种： 磨损和 磨损。 5、磁路的基尔霍夫第一定律是
指 。
6、触头工作时，有两种不同情况下产生和熔焊，一种是 另一种是 。
7、常用的触头材料分为三类： 材料、 材料和 材料。
8、常用的磁导计算方法有： 法、 法、 法、 法。
9、电磁系统的特性主要有 特性， 特性， 特性和 特性。
10、接触电阻分为两类： 电阻和 电阻。 二、简答题（共26分）
1、写出电器发热的热平衡方程，并解释其物理含义。（8分）
2、弧长不变的交流电弧，在稳定燃烧时为什么燃弧尖峰总是高于熄弧尖峰？（8分） 3、交流电感性负载电路中的电弧与电阻性负载电路中电弧相比，哪一种电弧更难熄灭，为什么？（10分）
三、分析题（每题10分，共24分）
1、有一个交流并联电磁铁，铁心极面附近装有分磁环，通电后衔铁在吸合位置正常工作一段时间后，衔铁的振动及噪声加大，试分析可能的原因。
2、试说明用漏磁系数法计算复杂磁路的原理，为什么要采用归算漏磁导？何谓漏磁系数及其计算方法？
四、计算题 （20分）
1、某断路器的动触头和静触头均由镀锡的铜制成，接触力为210N，接触形式为线接触，求接触电阻的大小？ （已知kj=140）（8分）
2、有一线圈，内径为102mm，外径为200mm，高为102mm。线圈导线直径为1mm，导线全长为10m，电阻率为ρ20℃ =0.2×10Ω〃m，散热系数为KT＝15W/℃〃m(假定线圈内表面合外表面散热系数相同)，线圈允许温升ζw＝65℃,温度系数α＝0.004 1/℃，求允许通过的电流。（12分）
-4
2
《电器学》自测试卷(三)
一、填空题 (每题3分，共18分)
1、电器是对电能的产生，输送和应用起______________，______________，______________，变换与切换及调节作用的电气器具。
2、用比奥—沙瓦定律求两不等长、平行导体间电动力的一般公式为：F= _。
3、交流电弧的熄灭条件为 。
4、触头的热稳定性是指 。 5、电磁铁的反力特性是指 。在工作气隙值减小时，反力 。
6、交流电磁铁吸力的大小随时间 ，吸力的方向 随时间变化。没有分磁环时，其吸力最大值的计算的公式为 。（若用代号，应说明其意义） 二、问答题(每题12分，共36分)
1、何谓“近阴极效应”？它对熄灭何种电弧有作用？ 2、什么是“金属陶冶材料”？它有何优、缺点？
3、什么叫磁路？何谓电磁铁的主磁通和漏磁通？画图表示直流电磁铁的主磁通和漏磁通。
三、分析题(每题12分，共24分)
1、试分析电弧电压对交流电路电流的影响？
2、为什么继电器触头多数采用点接触的形式、而少采用面接触形式？ 四、计算题(共22分)
1、已知两平行导体，L1=10米，L2＝8米，两导体两端长度各相差a=1米，两导体间距s＝0.1米，通过直流I1＝I2=10000A,求L1,L2所受的电动力F1,、F2各是多少？（15分）
2、当短时工作制的通电时间为T/2时，某电器的发热温升已达长期工作制的稳定温升，求此电器在短时工作制的电流过载系数？（7分）
《电器学》自测试卷(四)
一、填空题(每题4分，共36分)
1、单相电流电动力的______________随时间变化，从______________变到_____________ ,其方向______________随时间变化。
2、直流电弧的静伏安特性是指 。
3、在电弧燃烧的时候，输入弧隙的功率等于 的乘积。当输入弧隙的功率_______弧隙散失的功率，电弧电流变大；当输入弧隙的功率______弧隙散失的功率，电弧趋于熄灭。
4、电器触头产生磨损的原因有 和 。为减少电磨损可以采取的措施有 和 。 5、热时间常数的物理意义为_____________与______________之比。电器的热时间常数越大，发热时温度上升越____，冷却时温度下降越________。
6、磁路基尔霍夫第一定律是指 ，其数学表达式为_________________。
7、直流磁路计算中，漏磁系数的定义是____________与 _________ 之比，工作气隙值越大，漏磁系数越_________。
8、某直流串联电磁铁，若线圈电流和尺寸不变，只减少线圈匝数，其工作气隙磁通将__________，其电磁吸力将 。
9、用能量平衡法求电磁铁的吸力，常用于工作气隙值____________的时候，而用麦克斯维尔公式计算电磁铁的吸力，常用于工作气隙值_______、且工作气隙中磁场分布______________的电磁铁。 二、问答题(共40分)
1、影响交流电弧熄灭的电路参数有哪些？并说明各参数对熄灭电弧的影响？（12分） 2、影响电器触头接触电阻的因素有哪些？ 要减少接触电阻可以采取哪些措施？（7分）
3、若已知一个铜导体的直径(L)和电阻系数(ρ)，通以电流进行温升实验。如欲求出其综合散热系数KT，应如何进行测量和计算？（8分）
4、单相交流电磁铁的吸力有何特点？为什么会产生振动和噪声？用什么方法可以消除其振动和噪声？为什么？（13分）
三、分析题(共14分)
有一个交流并联电磁铁，铁心极面附近装有分磁环，通电压在衔铁吸合位置正常工作一段时间后，衔铁的振动和噪声明显增大，试分析可能的原因，并说明理由。 四、计算(共10分)
两截面为50*5mm的矩形载流母线，母线轴间距为70mm，当它作如图1的a 和b两种布置时，试比较分析两种情况下，它所受电动力大小和电动稳定性。矩形截面导体的截面因数曲线如图2。（矩形截面抗弯截面模量WZ=b*h/6, Wy=H*B/6）。
C＝70 C＝70 50 5 2
2
2
5 50
图1 矩形导体
y a 宽边相对布置 b 窄边相对布置
h z
b
图2 抗弯截面模量图
《电器学》自测试卷(五)
一、填空题（每题3分,共30分）
1、电器是指对电能的产生、输送和应用起 、 、 、变换与切换以及调节作用的电气器具。
2、两平行导体通以方向相同的电流时，将产生相互 的电动力；通以方向相反的电流时，将产生相互 的电动力。
3、用比奥－沙瓦定律求两不等长、平行布置的导体间电动力F的一般表达式为：F = 。
4、研究电弧的目的是 。
5、热击穿是指 ；电器的热稳定电流是指 。
6、交流电弧的熄灭条件为：在零休期
间， 。
7、磁路的基尔霍夫第二定律是
指 。
8、电器散热的基本方式有 ， 和 。
9、国家标准中规定电器有四种工作制，它们是 、 、 和 。
10、常用的触头材料分为三类： 材料、 材料和 材料。
二、简答题（每题9分，共27分）
1、自由电子的平均自由行程对于间隙的击穿电压有何影响？ 影响的主要因素有哪些? 2、弧长不变的交流电弧在稳定燃烧时, 为什么燃弧尖峰总是高于熄弧尖峰？ 3、什么叫“近阴极效应”？ 它对熄灭何种电弧起重要作用？ 三、分析题（共23分）
1、利用图解法分析直流电弧的熄灭原理，并列举可以帮助熄灭直流电弧的措施（至少三种）。（13分）
2、用图解的方法解释为什么短时工作制有过载能力？ 其过载能力用何值表示？（10分）
四、计算题 （共20分）
1、某配电设备中三相母线直列布置，长度为2.5m，二排中心距0.35m。设短路冲击电流为80kA（峰值），求中间相最大电动力。（9分）
2、有一额定电流I=400A的交流接触器，触头为双断点桥式，触头材料为银，其
???8.2?10V/K?62，触头接触压降
Uj?0.02V，连接导电板的截面A?7?25mm。导
?82电板材料为铜，其热态电阻率为（100℃时）试计算触头的最高温升。（11分）
??2.3?10??m，散热系数
KT?7W/m?K2。
《电器学》自测试卷(六)
一、填空题(每题3分，共30分)
1、两平行导体通过方向相同的电流时，将产生相互____________的电动力，通过方向相反的电流时，将产生相互______________的电动力。
2、金属电极表面发射电子的方式有______________、______________、______________
和______________。
3
、
交
流
电
弧
的
近
阴
极
效
应
是 。 4、电器触头接触电阻的大小与 、 、______和______________因素有关。
5、电器短时工作制的功率过载系数是 ,电流过载系数是 。
6、电磁铁的磁路是 。主磁通是指 ，漏磁通是指 。
7、磁路计算的基本规律是 。直流磁路导磁体的磁阻是 的比值。
8、电器散热的基本方式有____________、__________和____________。散热系数的物理意义是 。
9、电磁铁的反力指 ,反力特性是指 。
10、交流电磁铁极面附近装分磁环以后，工作气隙磁通分为___________磁通和______________磁通，两个磁通的吸力 ， 故可以______________衔铁的振动和噪声。 二、问答题(共46分)
1、直流电弧稳定燃烧及熄灭的条件是什么？试举两个熄灭直流电弧的方法。（10分） 2、电器触头在闭合过程中的振动有何危害？为减少触头在闭合过程中的振动。应采取什么措施？（10分）
3、何谓直流电磁铁磁路的漏磁系数？如何计算？ 何谓直流电磁铁磁路的等效磁导？如何计算？（13分）
4、何谓直流电磁铁的释放时间？释放时间由哪两部分组成？若要增加释放时间，可以采取什么措施？（13分） 三、分析题(共14分)
今有额定电压相同的直流电磁铁和交流电磁铁各一个，在额定电压下，前者接入交流电源，后者接入直流电源，问它们能否正常工作？为什么？ 四、计算题(共10分)
如图所示两个平行导体，AB长L1=15米,CD长L2=5米，a=5米，s=2米，截面系数?=1,通过交流单相短路电流，其周期分量有效值I=15000A，求导体AB和CD所受最大电动力为多少牛顿？（电路衰减系数R/L=22.3/秒）
”
《电器学》自测试卷(七)
一、 填空题（每题4分，共32分）
1、计算导体电动力所用回路系数（Kc）与
和 有关；所用截面系数（λ）的大小与 和 有关。
2、气体游离是指 ，去游离是指 。
3、熄灭电弧的方法有 、 和 有关。
4
、
电
器
触
头
的
开
距
是
指 ，超程是指 ；初压力是指 ，终压力是指 。
5、电器触头的熔焊与 、 、 和 有关。
6
、
电
器
在
发
热
过
程
中
的
热
量
平
衡
关
系
为 ，达到稳定温升时的热量平衡关系为 ，在通过短路时发热时，计算导体温度所采用的热量平衡关系为 。
7、计算直流电磁铁磁路时，等效漏磁导（λed）是指
，其计算公式为 （若用符号请说明其意义）。
8、交流并联电磁铁的磁链 工作气隙值的大小变化，线圈电流及磁铁磁势 工作气隙值的大小变化；磁通的相位 磁势的相位，分磁环在磁路中为 。 二、问答题（共38分）
1、电动力对电器有什么危害？电器中如何利用电动力，试举一例说明之。（10分） 2、何谓交流电弧的伏安特性、零休期、介质恢复强度及弧隙恢复电压？（10分） 3、何谓电器的热稳定性及热稳定电流？如何校核电器导体的热稳定性?若其热稳定性达不到要求应采取哪些措施？（8分）
4、电器触头在闭合过程中的振动是怎样产生的？有何危害？为减小触头在闭合过程中的振动应采取什么措施？（10分）
三、分析题（共10分）
交流电磁铁的吸合触动时间及释放触动时间有何特点？交流电磁铁能否做成延时动作电磁铁？为什么？ 四、计算题（共20分）
1、两平行导体AB和CD，AB长l1=15m，CD长l2=5m，两导体的下端点B、D间距离a=5m，导体间间距S=2m，截面系数λ=1，电路参数R/L=22.3 1/s。当通过周期分量有效值为15*10 A的单相交流短路电流时，求导体AB与CD所受最大电动力为多少？（12分）
2、一圆铜导线，直径d=10mm，长度l=1m，零度时铜的电阻系数 ρ0 =
1.65*10Ω〃m，电阻温度系数α0=1/235 1/℃ ；散热系数KT =13 W/m〃℃；周围环境温度θ0 = 40℃，长期通300 A直流电流，求此导线的稳定温升为多少？（导线两端可以不计入散热面积）（8分）
-8
2
3
《电器学》自测试卷(八)
一、填空题（每题3分,共30分）
1、电器的短时工作制是 ， 其功率过载倍数（KP1）计算公式是 ，其电流过载倍数（Ki1）计算公式是 。
2、 三相对称交流电流产生的电动力，其 和 随时间变化。若三相导体为直列平行布置， 相导体所受电动力最大。
3、稳定燃烧的直流电弧，其电弧压降由 、 和 组成。
4、交流电弧的介质恢复强度（Ujf）是指
，由 和 组成。
5、接触电阻是指 ，它由 和 组成；
6、直流电磁铁是指 的电磁铁，交流电磁铁
是指 的电磁铁；并联电磁铁是指 的电磁铁，
7
、
用
磁
场
分
割
法
求
气
隙
磁
导
的
原
理
是 。
8、交流磁路中导磁体的磁阻Rm为 的比值，
磁抗Xm的关系为 的比值，复磁阻（Zm）为
的比值。 9
、
电
磁
铁
的
静
态
吸
力
特
性
是
指 。可以用函数式 来表示。 10
、
电
磁
铁
的
吸
合
时
间
（
tx
）
大
小
与 、 、 及 有关。
二、 问答题（共48分）
1、用于反复短时工作制的电器为什么比长期工作制可以提高负载能力？其功率过载系数及电流过载系数如何计算？（12分）
2、何谓电器的电动稳定性？如何表示？如何校核电器的电动稳定性？（10分） 3、电器分断交流电路产生的电弧，为什么比直流电路产生的电弧容易熄灭？（14分） 4、交流电弧电流过零后，弧隙的剩余电阻Rs的大小对弧隙恢复电压特性及介质恢复强度特性有什么影响？（12分） 三、计算题（共22分）
1、已知一个圆形导体，直径d =3mm，长度l=100mm，摄氏零度时的电阻系数ρ0 = 0.2*10-6
Ω〃m，电阻温度系数α0=0.0004/C，极限允许温度θ=100C，周围环境温度θ0=40C，散热系数KT =13 W/m2〃0C，求允许通过的最大直流电流为多少？ (10分)
2、两平行导体AB和CD分别通过直流电流I1=104A和I2=8*103A，AB长l1=12m，CD长l2=8m，导体间间距d=1m，两导体下端点B与D之间间距a=2m，Kc=1，求两平行导体所受电动力F1和F2为多少？ (12分)
0
0
0
《电器学》自测试卷(九)
一、填空题（每题3分，共24分）
1、电器的电动稳定性是指 ，电动稳定电流是指 。
2、两个平行导体，若通以方向相同的电流则产生 的电动力；若通以方向相反方向的电流，则产生 的电动力。
3、交流电弧的熄灭条件是 。
4、触头收缩电动力是由于 产生的。若触头收缩电动力大于其接触压力，将使触头 。
5、金属陶冶触头材料由 和 两类材料组成，其优点为 。
6、电器通电后温度上升期间，其热平衡关系式为 。当温度达到稳定状态时，其热平衡关系式为 。
7、电器的热稳定性是指 。 热稳定电流是指 。
8、直流电磁铁磁通的方向与电流的方向符合 定则，磁势的方向与磁通的方向 。 二、问答题（共37分）
1、电器中的电动力对电器有什么好处与危害？试各举二个例子加以说明。（每题12分）
2、电器触头的接触电阻是怎样产生的？影响接触电阻的因素是什么？（每题12分） 3、电器的极限允许温度和极限允许温升是根据什么原则制订的？长期工作制电器的稳定温升与极限允许温升有什么关系？为什么？（每题13分） 三、综合分析题：（16分）
试分析直流电磁铁、交流并联电磁铁、交流串联电磁铁在磁势、磁通、磁链及结构方面有何不同之处？ 四、计算题（共23分）
1、如一电器的触头材料为银—银，Kj=0.06，接触压力F＝98N，线接触，求其接触电阻Rj = ? 若通过电流I=1000A，求接触电压降Uj = ? (10分)
2、一绕在绝缘铁心上的直流电压线圈，Ue=110V，质量M=0.28kg，通额定电流时其稳定温升为55℃，线圈热电阻R=133Ω，线圈比热容C＝415 W?s/kg?℃，求t=0、ζ0=5℃时，通额定电流1分钟后,线圈的平均温度。 (13分)
《电器学》自测试卷（十）
一、填空题（每题4分，共40分）
1、短路冲击电流是指 ,电器的动稳定电流应 于可能通过该电器的短路冲击电流。
2、若电器触头开断电路时，被开断的电流 于最小生弧电流，开断电路后，加在触头间隙的电压 于最小生弧电压，则触头间将产生电弧。
3
、
交
流
电
弧
的
近
阴
极
效
应
是
指 。
4、触头的热稳定性是
, 触头通过短路电流时，其接触电压降应 于触头材料开始熔化
的接触电压降。
5、电器的反复短时工作制是指
。其功率过载系数计算公式为 ，电流过载系数的计算公式为 。
6、电器发热的热源有 、 和 。 7、电磁铁的磁路是指 ， 主磁通是指 ，漏磁通是指 。
8、恒磁链电磁铁的磁链 随工作气隙的大小变化。其等效漏磁导按 原则与 等效。
9、电磁铁的静吸力特性是指 。 在电磁
铁吸合过程中，静吸力特性应 于反力特性，在电磁铁释放过程中，静吸力特性应 于反力特性。
10、电磁铁的吸合时间是指 由 时间和 时间组成。
二、问答题（共40分）
1、何谓电器的发热时间常数？其大小对电器的发热及冷却过程有何影响？在电器的温升试验中如何测定电器的发热时间常数？（15分）
2、交流并联电磁铁在衔铁打开位置及工作气隙值较大时的磁路计算与衔铁闭合位置的磁路计算有何不同之处？何谓磁抗？交流磁路计算中为什么有磁抗？（15分）
3、试比较直流电磁铁、交流串联电磁铁及交流并联电磁铁在结构上和性能上各有何特点？（10分）
三、计算题（每题10分，共20分）
1、有一个圆柱形导体直径d=3mm，长度l=100mm，摄氏零度时电阻系数ρ0=
0.1*10-6Ω〃m，电阻温度系数α0 =0.004/0C,通过直流电流长期工作的稳定温升τw=600C,周围环境温度θ0 =40C,，散热系数KT =14 W/m〃C，求通过的电流为多少安培？
2、两平行导体AB和CD，分别长l1=15m和l2=5m，两导体下端点B与D的距离a=5m，两导体间距s=2m，截面系数λ=1，电路衰减系数R/L=22.3 1/s，通过交流单相短路电流，其周期分量有效值I”=15*103 A，求导体AB及CD所受最大电动力为多少牛顿？
0
2
0
高压电器的作用及其分类
一、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。
二、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。 三、判断题
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。 （ ） 四、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
二、电弧的形成及熄灭方法
一、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？
二、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。
三、判断题
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。
（ ）
四、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
三、高压断路器的结构与原理
一、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1x?为标准规定值乘以修正系数x（x>1），即 H1.1?10000
式中 H——高压电器安装地点的海拔（m），1000 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。 二、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）。 三、判断题 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。 （ ） 四、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 四、六氟化硫（SF6）断路器 一、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。 二、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。 三、判断题 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。（ ） 四、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 五、真空断路器 一、简答题 1．简述真空断路器的基本结构及真空灭弧室的灭弧原理。 真空断路器的基本结构是由导电部分、绝缘支持件、底座、真空灭孤室、操动机构和传动部分等所组成。它分为固定式和手车式两种。 真空断路器与操动机构有两种布置方式，即前后布置和上下布置。 前后布置时，操动机构在前，真空灭弧室在后，通过转轴拐臂等部件实现联动操作；而上下布置时，真空断路器在上，操动机构在下。 电磁操动机构主要由分、合闸电磁铁、支架和锁扣等部件所组成。 真空灭弧室是真空断路器的灭弧和绝缘部件。 主要有动触头、静触头、动端跑弧面、动端法兰、静端法兰、瓷柱、不锈钢支撑法兰、屏蔽罩、动静导电杆、玻壳和波纹管等，经过清洗由玻璃封装、真空焊、亚弧焊、排气等工艺程序处理后封装而成。各主要零部件均密封在玻壳中，玻壳不仅通过动静法兰起到密封作用，还能起到绝缘作用。波纹管系一动态密封的弹性元件，通过真空灭弧室在操动机构的作用下可完成分合闸动作，而又不会破坏其真空度。 真空灭弧室制造成一个整体，不能拆装，损坏后应整体更换。 真空电弧的熄灭是基于利用高真空介质（一般为压强低于10-4mm汞柱的稀薄气体）的绝缘强度及在这种气体中的电弧生成物（带电粒子和金属蒸汽）具有极高的扩散速度，在电弧电流过零后，触头间隙的介质强度可以迅速恢复起来的原理而实现的。燃弧过程中的金属蒸汽和带电粒子在强烈的扩散中为屏蔽罩所冷凝，带三条阿基米德螺旋槽的跑弧面使电弧电流在其流经路线上的触头间产生一个横向磁场，这时电弧电流在主触头上沿切线方向快速移动，从而降低了主触头表面的温度，减少了主触头的烧损，稳定了断路器的开断性能，提高了断路器的寿命。 2．用什么方法可以检查真空断路器中真空灭弧室的好坏？ 真空灭弧室的好坏直接影响到真空断路器的技术性能和使用寿命。如果真空灭弧室存在漏气现象，将会使得其真空度下降，从而使得断路器的开断性能劣化，寿命缩短。因此在断路器运行一段时间后，必须认真检查。在不具备测量真空度的情况下，一般生产厂家均采用工频耐压试验的方法来检测：即将真空断路器退出运行，作好安全技术措施。在断路器分闸的状态下，在真空灭弧室的动、静触头两端加以工频电压（一般10kV断路器施加工频42kV、lmin），如没有发现放电和击穿现象，就可以认为断路器真空灭孤室的真空度没有下降。可 以继续投入运行。 3．如何调整真空断路器的超程和行程？ 真空断路器的超程与油断路器的超程不同，一般设置在主拐臂上，通过连杆使压力传到触头上，以增加触头的压力。真空断路器在检修时必须检查超程。如达不到标准，必须调整。调整的方法是反复调整绝缘拉杆的长度，并利用专用的卡板来测量。 由于真空断路器的触头多为对接式，而且触头材料较软。当真空断路器经过数百次分、合闸后，触头极易变形，有可能使超程减小。因此在检修时，当灭弧室更新或损坏后，必须进行空载分、合闸操作试验，以保证超程的相对稳定。 在真空断路器检修中，除须测量其超程并确保其合格的前提下，还须测量行程，以满足其运行的可靠性。行程的调整是通过调整分闸定位件的垫片来实现。调整后必须能满足三相同步的要求。 4．测量真空断路器的主回路电阻有何意义？ 真空断路器在长期运行中，其导电部分的温升不允许超过规定值。因为断路器的主回路通以额定电流时，导电部分必然会产生热量。为保证断路器的使用安全，断路器标准中一般都规定了导电部分的温升。其具体的考核方法，是利用测量真空断路器的主回路电阻值的方法来实现。如能满足阻值要求，就可以保证断路器的温升不超出允许范围。 5．真空断路器分、合闸失灵的原因有哪些？ 真空断路器分合闸失灵的原因可以从电气回路和机械传动两方面来查找： 合闸失灵的原因如下 （1）电气回路方面的故障 1）电源电压过低或整流部分故障； 2）合闸电源的容量不足； 3）合闸线圈出现匝间短路； 4）回路接线错误等。 （2）机械传动方面的故障 1）在合闸时分闸锁扣未扣住； 2）辅助开关触头的行程太大； 3）分闸锁扣的尺寸不对； 4）合闸铁心与拉杆松动。 分闸失灵的原因如下。 （1）电气回路方面的故障 1）电源电压过低； 2）分闸线圈断线； 3）辅助开关触头接触不良。 （2）机械传动方面的故障 1）分闭锁扣不释放； 2）分闸锁扣上的销子脱落； 3）分闸铁心的行程未调好。 6．使用真空断路器时为什么必须加装过电压保护措施？安装的具体要求是什么？ 真空断路器的灭弧效果很好，允许频繁操作，触头的行程小，动作速度快，与其它断路器不同的是极易产生操作过电压。而分、合闸时产生的操作过电压又有可能危及电气设备的绝缘。所以一般应安装过电压保护装置。无论真空断路器用以控制电动机还是用以切换变压器，都应加装阀型避雷器、非线性电阻，或R-C保护装置。目前在采用真空断路器的高压开关柜中，常采用阀型避雷器作为过电压保护装置。 这里应当明确，由于过电压保护装置所保护的是其所控制或切换的电气设备；因此过电压保护装置一定要安装在真空断路器的负荷侧，而绝对不可错误的安装在其电源侧。否则保护装置将失去其存在意义。另外，应将过电压保护装置接成“Y’接法。 7．真空断路器定期检查的项目有哪些？ 真空断路器应定期检查的主要项目有： （1）检查真空断路器的超程和行程； （2）检查真空灭弧室有无漏气； （3）检查辅助开关触头的接触是否良好； （4）检查二次回路的接线是否松动； （5）测量主回路的电阻值； （6）检查各转动和传动部分的润滑情况； （7）按厂家说明书的要求进行各项试操作； （8）清扫各部尘土，紧固螺栓等。 8．调整真空断路器辅助开关的行程应注意什么？ 真空断路器辅助开关的质量和行程调整是保证真空断路器正常工作的必要条件，必须引起足够的重视。行程不可过大，否则将使触片变形，影响接触性能。如动触片已经变形，应仔细校正。在调整时，应保证串接于合闸控制回路的触头在合闸后能可靠切断，否则合闸线圈会因长期带电而烧毁。另外应能满足断路器低电压合闸的要求。 9．真空断路器的主要优缺点是什么? 主要优点： （1）触头开距小、动作快； （2）燃弧时间短，触头烧损轻； （3）寿命长，适于频繁操作； （4）体积小，结构紧凑，真空灭弧室不需要检修，维修工作量小； （5）防火、防爆性能好； 主要缺点： （1）制造工艺复杂，造价高； （2）监视真空度变化的简易装置尚未解决； （3）开断电流小时，有可能产生较高的过电压，需要采取降低过电压的措施。 10．真空电弧有几种？它们各有什么特点？ 扩散型电弧 当电弧电流小于是100A时，触头间只存在一束电弧，触头上只有一个阴极斑点，并在触头表面做不规则的运动。当电弧电流大于100A、小于6kA时阴极斑点会从一个分裂为若干个，并在阴极表面不断向四周扩散，电弧以许多完全分离的并联电弧的形态存在。这种形态的电弧为扩散型电弧， 集聚型电弧 当电极上电弧电流大于10kA时，阴极斑点受电磁力的作用相互吸引，使所有阴极斑点集聚成一个运动速度缓慢的阴极斑点团（其直径可达1~2cm）， 形成单束大弧柱，且电极强烈发光，触头表面将出现熔坑，这种形态的电弧称为集聚形电弧。 11．真空电弧是怎样形成的？ 真空电弧在触头带电流分离时，是触头间的电离状态下的金属蒸汽形成的电弧。 产生金属蒸汽的原因如下： （1）金属小桥--金属蒸汽： 由于当真空断路器在刚刚分离时，触头间接触压力减小，触头会由面接触变为点接触（因此在触头间会形成金属小桥），使电流集中流过金属桥。在分断过程中，金属桥被拉长，截面减小，电阻增大，桥上耗散功率大，温度急剧升高，金属桥熔化并产生高温金属蒸汽； （2）金属团粒--金属蒸汽： 触头表面结合不牢固的金属团粒（如金属加工时残留的毛剌），在静电场力的作用下，离开电极表面，加速通过真空间隙轰击电极，使电极和团粒的温度升高，蒸发出高温金属蒸汽； （3）强电场发射--金属蒸汽： 触头表面尖端突起部分的电场极强，因强电场发射自由电子所形成的电子束轰击阳极，也可使阳极发热，蒸发出金属蒸汽。 运动中带电的金属团粒与电极间形成强电场，此电场可使团粒和电极表面发射大量自由电子。当高速运动的自由电子穿过高温金属蒸汽时，使金属原子电离产生带电离子。离子的定向移动形成传导电流。 电极表面发射自由电子的尖端或突起，很快发展成为阴极斑点，其温度极高，不断蒸发金属蒸汽，补充金属蒸汽的损失，阴极斑点发射的电子又电离金属蒸汽，补充离子的损失，触头间的预放电电流就变成自持的真空电弧。 因此可以说，真空电弧的形成是一个电离的过程。 阴极斑点是真空电弧的生命线。 真空电弧是电离状态下的金属蒸汽形成的电弧。 12．什么是真空电弧的截流现象？它有什么危害？如何防止？ 所谓真空电弧截流现象就是交流真空电弧不在工频电流自然过零间熄灭，而是 在自然过零前，电流在I0时突然熄灭。 截流现象将引起过电压，严重时会损坏电器设备。 截断电流的平均值主要取决于触头材料，并与电弧电流的大小、线路阻抗特征 和电极上并联电容、触头的分断速度等因素有关。例如：触头材料的饱和蒸汽压力越高，截断电流I0 值越小。但金属蒸汽压力值不易过高，否则将使真空间隙的绝缘性能降低。触头材料沸点与导热系数的乘积愈大，I0值越高。但触头材料的导热系数不能过低，否则，将减弱触头开断大电流的能力。触头分离速度越高，I0值越大。所以真空断路器分断速度不易过高，一般采用（0.3~0.5）m/s。当切断电流增加时，I0 值减小，切断电流超过10kA 时，一般不会出现截流现象。因此在真空断路器中一般选择适当的触头材料（使其适量的金属蒸汽维持小电流电弧在电流过零前的稳定燃烧）和分闸速度来降低I0值，也可以采取避雷器等保护措施。 真空断路器具有这种硬的开断特性。使它在开断小的感性电流时，由于它熄弧能力强，而在电流过零前截断电流（简称截流），必然引起截流过电压。特别是当电动机堵转和起动时开断，会引起相当高的过电压。这种过电压如果不加以限制，会窜入电动机，击穿和烧毁绕组，其后果不堪设想。因此，在某些情况下，限制过电压一直困扰着真空断路器，也是开发真空断路器的一个重要方面。目前，总的来说，由于采用Cu／Cr触头材料，已将截流值限制到3～5A，故一般不用采取限制过电压措施。但在一些小的电感电路中，要采取限制过电压的措施。 13．如何防止真空电弧的截流现象产生的过电压？ 目前，限制过电压主要有两种办法： a、一是加装过电压吸收装置； b、另一是采用低过电压触头材料。 14．防止真空电弧的截流现象产生过电压的吸收装置有几种？ 过电压吸收装置有多种型式，其结构如图5、6、7、8所示。 第一种为．RC串联电路，用电容 C削平过电压波，用 R吸收能量； 第二种为给R－C回路中的R并联ZnO变阻器； 第三种为ZnO变阻器十火花间隙； 第四种为在负载侧加避雷器。 还有一种为电容过电压限制器，它由装在断路器负载侧的电容构成。此装置减小了负载侧波阻抗，因而减小了过电压峰值和恢复电压上升率，但它却增大了截流值，因为断路器上的有效电容增加了，使电孤变得不稳定。相反地，用RC回路能减小复燃电流，从而抑制了电压的建立和三相同时截断。 用避雷器能有效地限制过电压的绝对值，因为它在火花放电电压下放电。但是传统的避雷器保护水平高，故对于电动机及绝缘裕度不大的其他设备的保护不总有效。 近来研制的ZnO限制器很有效，因为它对陡峭的过电压波具有高频响应特性。 二、填空题 1．真空是指绝对压强（低）于10－2Pa（3.4×1012个分子/cm3）的气体的稀薄空间。 2．气体的稀薄程度用（真空度）来表示。 3．真空度是气体的压强与标准大气压的（比）值。 4．气体的绝对压强越低，真空度越（高）。 5．气体的绝对压强越高，真空度越（低）。 6．真空度也可以用气体分子（平均自由程）来表示。 7．平均自由程表示分子（布朗运动）的碰撞程度，它表示分子或粒子在第一次碰撞到第二次碰撞所走过的路程。 8．真空断路器中的真空度一般为（133.3×10－7~133.3×10－4Pa）。 9．在真空开关中，两电极间的（距离）叫真空间隙。 10．真空间隙在某一电压下击穿几次后，由于触头表面毛剌被冲击掉，触头表面光洁度提高， 真空间隙在该电压下就不再被击穿了，击穿电压将会升高，这种现象叫（真空间隙的老化）。 11．真空间隙的绝缘强度与（真空间隙的长度），（真空度），（电极材料），（电极表面状态）、 （电极的形状）和（大小），所施加电压的（波形）和（频率）等因素都有关系。 12．在高真空中，弧柱内外压力差和质点密度差（极大），弧柱内质点有很（高）的扩散速 度。 13．真空电弧是电离状态下的（金属）蒸汽形成的电弧。 14．真空电弧的形成是一个（电离）的过程。（阴极斑点）是真空电弧的生命线。 15．在真空灭弧室中，当电弧电流小于是100A时，触头间只存在一束电弧，触头上只有一 个阴极斑点，并在触头表面做（不规则）的运动。 16．在真空灭弧室中，当电弧电流大于100A、小于6kA时阴极斑点会从一个分裂为若干个， 并在阴极表面不断向四周扩散，电弧以许多完全分离的并联电弧的形态存在。这种形态的电弧为（扩散型电弧）。 17．在真空灭弧室中，对扩散型交流电弧，在（电流过零）时，真空电弧熄灭。 18．在真空灭弧室中，对集聚型交流电弧，在（电流过零）时因触头表面有面积和厚度相当 大的熔区，这些熔区需要毫秒数量级的时间才能冷却，在这段时间内，电极仍向弧区输送大量金属蒸汽和带电粒子，在恢复电压上升的过程中，弧区相当一个充气间隙，不可避免地发生重新击穿。 19．对集聚型电弧，在（恢复电压上升）时电弧将重新燃烧。 20．所谓真空电弧的截流现象就是交流真空电弧不在（工频电流自然过零）间熄灭，而是在 （工频电流自然过零）前，电流在I0时突然熄灭。 三、判断题 1．真空触头材料的饱和蒸汽压力越高，截流值 I0 越小。 （ +） 2．真空触头材料的饱和蒸汽压力越高，截流值 I0 越大。 （ ） 3．截断电流的平均值主要取决于触头材料，并与电弧电流的大小、线路阻抗特征和电极上并联电容、触头的分断速度等因素有关。 （ +） 4．截断电流的平均值主要取决于触头材料，与电弧电流的大小、线路阻抗特征和电极上并联电容、触头的分断速度等因素都无关。 （ ） 5．但金属蒸汽压力值不易过高，否则将使真空间隙的绝缘性能降低。 （ +） 6．但金属蒸汽压力值不易过低，否则将使真空间隙的绝缘性能降低。 （ ） 7．触头材料的导热系数不能过低，否则，将减弱触头开断大电流的能力。 （ +） 8．触头材料的导热系数不能过高，否则，将减弱触头开断大电流的能力。 （ ） 9．波纹管的制作有两种方式：旋压式和焊接式。应优先采用旋压式。 （ +） 10．波纹管的制作有两种方式：旋压式和焊接式。应优先采用焊接式。 （ ） 11．真空断路器触头的形状一般为圆盘形，并采用对接式。 （ +） 12．真空断路器触头的形状一般为正方形，并采用对接式。 （ ） 四、选择题 1．真空电弧的形态一般分为 A、 一种 B、 两种 * C、 三种 D、 四种 2．关于集聚型电弧，下面说法中正确的是 A、当电极上电弧电流大于10kA时，触头间会产生集聚型电弧 * B、当电极上电弧电流小于10kA时，触头间会产生集聚型电弧 C、当电极上电弧电流大于100kA时，触头间会产生集聚型电弧 D、当电极上电弧电流小于10kA时，触头间会产生集聚型电弧 3．关于扩散型电弧，下面说法中正确的是 A、当电弧电流大于100A、小于6kA时阴极斑点会从一个分裂为若干个，并在阴极表面不断向四周扩散，电弧以许多完全分离的并联电弧的形态存在。这种形态的电弧为扩散型电 弧 * B、当电弧电流大于10A、小于600A时阴极斑点会从一个分裂为若干个，并在阴极表面不断向四周扩散，电弧以许多完全分离的并联电弧的形态存在。这种形态的电弧为扩散型电弧 C、当电弧电流大于1kA、小于60kA时阴极斑点会从一个分裂为若干个，并在阴极表 面不断向四周扩散，电弧以许多完全分离的并联电弧的形态存在。这种形态的电弧为扩散型电弧 D、当电弧电流大于5kA、小于10kA时阴极斑点会从一个分裂为若干个，并在阴极表面不断向四周扩散，电弧以许多完全分离的并联电弧的形态存在。这种形态的电弧为扩散型电弧 4．所谓真空电弧的截流现象 A、是交流真空电弧在工频电流自然过零后熄灭 B、是交流真空电弧在工频电流自然过零前熄灭 * C、是交流真空电弧在工频电流自然过零时熄灭 D、以上三种说法全不对 6．关于真空断路器的主要优点下列说法中错误的是 A、触头开距大、动作慢 * B、燃弧时间短，触头烧损轻 C、寿命长，适于频繁操作 D、制造工艺复杂，造价高 六、少油断路器 一、简答题 1．高压少油断路器有哪些特点？ 高压少油断路器的油箱一般做成单极式，三相电路需要三个油箱。其灭弧介质是变压器油，油分装在三个油箱内。油量很少，一般只有几千克至十几千克。在每个油箱的外表面有一个油标管，用以观察油面和油色。正常时油面应在油标管上两条红线之间，油的颜色为亮黄色。油箱的外壳是金属的，外壳带电，一般涂成红颜色，严禁接地。油箱内油的作用主要是灭弧，其次可起到动静触头分闸时的绝缘作用。极间的绝缘以及各极对地的绝缘是靠空气和其它有机绝缘材料来完成的。少油断路器的灭弧方式是采用横吹、纵吹和附加油流的机械油吹三种方式联合作用。 少油断路器具有开断电流大，全分断时间短，可满足开断空载长线路的要求，运行经验丰富，易于维护和检修，运行噪声低等优点。但也有额定电流不易做得很大，灭弧室内油易劣化，不允许频繁操作等缺点。曾有喷油甚至爆炸事故发生，但近年来的产品防爆性能已大 大提高。 它适用于各级电站的户内式变电站中。近年来，在高层建筑的主体内已实施无油化的进程，故有将其逐步淘汰的趋势。 2．高压少油断路器和高压多油断路器各有哪些特点？ 高压油断路器根据油量的多少分为少油断路器和多油断路器两种。 （1）少油断路器 同题1 （2）多油断路器一般组成三极共箱式（三极装于一个油箱内）。其灭弧介质是变压器油，油量很多，一般是少油断路器中油量的20倍左右。油箱的外壳是金属的，外壳不带电，一般涂成灰颜色，必须接地。油箱内油的作用主要是灭弧，其次是绝缘。 多油断路器具有结构简单，容易制造，易于加装单匝环形电流互感器及电压分压装置，运行经验较多，易于维护和检修，运行噪声低等优点。 但是也有额定电流不易做大、开断小电流时燃孤时间较长，动作速度较慢等缺点。 它适用于35kV及以下的变电所，近年来已趋于淘汰。 3．简述高压少油断路器的基本结构和工作原理。 高压少油断路器以前曾称为贫油开关。它是一般工厂企业10kV系统中应用最为广泛的一种断路器。 10kV高压少油断路器常用的老产品型号有 SN1－ 10、SN2－10、SN4—10、SN5－10、SN6—10、SN8－10等，现已基本淘汰。于 1981年左右开始生产的 SN1O－10/300型和 SN1O－10/500型断路器被称为大排气断路器，它采用的是走向排气方式，在一个标准循环内满容量开断后，喷油较多。这类断路器也已逐步淘汰，而以SN10—10Ⅰ和SN10—10Ⅱ型小排气断路器所替代。其刚分速度得到降低，振动减小，灭孤性能有所提高，排气量减少，而且油滴不致排到断路器外部。 下面仅以全国统一设计的SN10－10Ⅱ系列高压少油断路器为例，简述其基本结构和工作原理。 SN10－10Ⅱ系列高压少油断路器的内部结构。 它由断路器本体、操动机构和机械传动装置三大部分所组成。 （1） 断路器本体 断路器本体主要由框架、油箱本体和固定与传动部件三部分所组成。 1）框架 框架又称为底架，它是断路器本体的安装基础，是用角钢焊成的矩形支撑 物。上面安装有六个支持绝缘子，每两个支持绝缘子固定着一个油箱，支持绝缘子起到绝缘和支撑作用。由三个油箱之间看进去，框架上安装着两个分闸弹簧。在分闸弹簧下部的框架上安装有两个弹簧缓冲器，弹簧缓冲器可以缓和分闸终了时所产生的撞击。在框架下部的两侧各安装有一个主轴轴承，断路器主轴在主轴轴承中转动。在框架的一侧还装有限位器等。 2）油箱本体 它共有三个油箱，每相一个。一般涂成红颜色，表明箱体带电，严禁 接地。它是通过上述的六个支持绝缘子固定在框架上的。每个油箱分为上（上帽）、中（绝缘筒）、下（基座）三部分。 油箱的上部是一个铸铝的上帽，上帽的下部是一个插入式静触头，其内部是一个油气分离器。油气分离器的作用是在分断电路时，电弧将油箱内的油加热（最高可达4000~8000℃），高温高压气体和油一并冲向上帽内的油气分离器，气体和油在其内靠离作用高速旋转，使油回到油箱内，而气体则由侧面的排气孔排到断路器外部。在上帽的顶部有一个注油孔，供油面低下时补油用。 油箱的中部是一个高强度的绝缘筒。绝缘筒的上部依次是上接线板、油标管和绝缘筒等，绝缘筒的内部是灭弧室，灭弧室内充有变压器油，并装有灭弧片，中心是一个导电杆，在导电杆的顶端装有动触头。 油箱的下部又叫基座，在基座的上端固定着中间滚动触头和滚动触头架（兼做下接线板）。滚动触头与导电杆滚动接触但不断开，其摩擦力很小，并有良好的接触性能。基座底部有一个油缓冲器，用以缓和合闸终了时所产生的撞击。 3）固定和传动部件 所谓固定部件就是六个支持绝缘子，它主要起到固定油箱和将 带电的油箱外壳与接地的框架部分充分地绝缘起来；而传动部件是指连接主轴与基座侧面外拐臂的绝缘拉杆，它可以起到传动和绝缘作用。 （2）操动机构 对于固定式高压开关拒，由于断路器安装在柜内，而其操动机构安装在高压开关柜面板的左下方，即分装于不同的位置。一台断路器可以配置不同类型的操动机构，而且它们都有各自的型号。考虑到操动机构是高压开关柜中极易出现故障的部件，因此关于操动机构将在下面另题阐述。 （3）机械传动装置 所谓机械传动装置就是框架上的主轴及操动机构的机械连接部件。机械连接部件由连杆、转轴和销钉等组成，用以将操动机构的分、合闸指令传送到主轴，带动主轴转动。 4．简述高压少油断路器的导电回路和工作过程。 高压少油断路器的导电回路是：上接线板一静触头一动触头一导电杆一中间触头一下接线板。 高压少油断路器的工作过程简述如下。 断路器合闸时，通过扳动高压开关柜面板上的控制开关或在继电器保护装置的控制下，利用操动机构使得机械传动装置运动。它又带动框架上的主轴转动，主轴的转动带动了绝缘拉杆向前运动，使得基座上的外拐臂转动。外拐臂带动基底内部的内拐臂围绕转轴转动，内拐臂又将其旋转运动变为导电杆的向上运动，最终导电杆带动动触头插入静触头内，从而接通电路。 断路器分闸时，通过扳动高压开关柜面板上的控制开关或在继电器保护装置的控制下，利用操动机构使得机械传动装置运动。它又带动框架上的主轴转动，在主轴的转动和分闸弹簧 的放能过程中，带动了绝缘拉杆迅速向后运动，使得基座上的外拐臂转动。外拐臂带动基座内部的内拐臂围绕转轴转动，内拐臂又将其旋转运动变为导电杆的迅速向下运动，最终导电杆带动动触头由静触头内拉出。与此同时产生电弧，电弧的高温将油分解为气体，使得灭弧室内的压力增高，迫使静触头座内的钢球上升堵住中心孔。电弧在封闭的空间燃烧，其压力进一步增高。在导电杆向下继续移动相继开启一、二、三道横吹沟及下面的纵吹沟时，油、气混合体强烈地横吹和纵吹电弧。又由于导电杆的向下移动，在灭弧室形成的附加油流也射向电弧。在横吹、纵吹和附加油流的联合作用下，使电弧迅速熄灭，从而实现切断电路的目的。 在灭弧过程中产生的油、气混合体喷向油箱上部时，油气分离器使油气作旋转运动。油在离心力作用下附壁流下，气体则由侧面的排气孔排出。 5．SN10－10系列少油断路器的灭弧装置有哪些特点？ SN10－10系列少油断路器是我国设计的产品，较以前的产品有很多改进。在灭弧装置上，改进后的显著特点是： （1）采用了逆流原理，即机械油吹。它是利用灭孤气体的运动方向和电弧运动方向相反，使得电弧始终逆着强烈的高压气流而运动，对电弧的熄灭非常有利。 （2）利用了体积补偿原理。当导电杆向下运动时，必然让出一定空间，则油箱下部的新鲜油便向上填补空间。这样，就使得电弧的弧根始终接触新鲜油，因而对电弧的熄灭非常有利。 （3）采用了纵横吹灭弧室。新型断路器的灭孤室所做的横吹口扁而低，在吹弧过程中不致把电弧吹的过长，从而使得电弧电压得到降低，并降低了电弧能量。因此这种灭弧室的压力低、喷油少而灭弧性能得到提高。 6． SN10－10系列少油断路器的灭弧过程与开断电流的大小有何关系？ SN10－10系列少油断路器的灭孤过程与开断电流的大小是有关系的。 当开断的电流很大时，所产生的电弧能量很大，油的气化和分解速度快，能产生很高的灭弧压力。在其模吹喷口打开时，高压气流将迅速向电弧吹去，将电弧熄灭。这时无需逆流原理和体积补偿原理的作用，而完全依靠横吹即可熄灭电弧。 当开断电流很小时，电弧能量小，油气化、分解的速度较慢，所产生的气体极少，灭弧压力不大。这样在横吹喷口处不具备足够的吹孤压力，电弧一般不易熄灭，因此就需要利用逆流原理和体积补偿原理效应来熄灭电弧。而且开断电流愈小，这两种效应的作用应愈大，电弧愈易熄灭。 当开断中等电流时，纵横吹和逆流、体积补偿原理的效应同时发挥作用。 7．高压少油断路器在运行中为什么应经常监视油标管的油面？ 高压少油断路器的油量不可加的过多或过少。因为油量的多少对断路器的灭弧性能有很大的影响。断路器内的油量应为油箱容积的 93％，而留下一个 7％的缓冲空间。为了控 制和监视油箱内油的多少，通常生产厂家都在断路器油标管上标出标准油面，即用两条红线标出油面的标准上下线。运行中应随时严格监视油面的高低。这是因为： （l）油面过高，即油量过多，缓冲空间过小。当开断额定短路电流时，冲入缓冲空间内的气体并不会因油面的增高而减少。因此缓冲空间内的气体压力将大大增加。当气压超过容器的极限强度时，就有可能爆炸；同时，油面过高还会使得吹弧时发生预排气，则打通油层中的吹弧道所需时间延长，也就是燃孤时间延长，这样又将进一步增大灭弧室的压力，因而极易造成损坏灭孤装置或出现严重的喷油事故。 （2）油面过低，即油量过少，则使得吹弧时吹入缓冲空间中该气体混入空气中极易引起爆炸。另外，油面过低，灭弧介质不足，灭弧困难，甚至不能灭弧。 鉴于上述原因，高压少油断路器在运行中应随时严格监视油标管中油面的高低。 8．试述高压少油断路器严重缺油或油标管无油的原因及处理。 高压少油断路器中的油量很少，一般只有几千克至十几千克。油的作用主要是灭弧，其次是可以起到动、静触头之间在分闸时的绝缘作用。理论和实践证明，少油断路器中的油量占油箱容积的 93％，而留下一个 7％的缓冲空间，这样的充油量是比较合理的。为了满足上述条件，生产厂家在设备出厂前已在断路器油标管上标有两条红线，以作为其运行中的监视标准。油加多了不好，使缓冲空间过小；油少了则因其灭弧介质不足而不利于灭弧，甚至灭不了孤，进而产生爆炸事故。 当油标管的两条红线处看不到油面时，有可能是断路器缺油，也可能是油标管的进油口堵塞而造成假油面。这时应仔细检查油箱底部有无渗漏油的现象。如无渗漏现象，应认真分析是否为原始加油不足或油标管堵塞。当发现油标管处无油时，一般可按以下方法进行处理： （1）断开操作电源的熔断器，打开掉闸连接片，防止断路器自动掉闸。当高压柜上无连接片时，可只断开操作电源的熔断器。 （2）条件允许时，停下负荷或转移负荷。 （3）当断路器回路中负荷电流为零或极小时，可直接拉开断路器；当断路器回路中有较大的负荷电流时，只能先停下上一级断路器，再拉开待检断路器。 （4）做好安全技术措施，检查缺油的原因，并进行维修后，加入与电压等级相符、经试验合格且试验期限有效的变压器油。最后方能投入运行。 9．少油断路器跳闸时、出现喷油应从哪几方面查找原因？ 如何处理？ 目前采用的小排气断路器，如 SN10—10Ⅰ和SN10—10Ⅱ型和SN10—10Ⅲ型，在 正常操作甚至切断短路电流时，一般不会出现喷油的现象。一旦出现喷油，应从以下几方面查找原因： （1）油箱内油量过多，缓冲空间过小。当油箱内注油过多。缓冲空间过小时，缓冲空间的气体被压缩，在灭弧时产生巨大的压力，油和气在油气分离器中不能及时分离，从而使油、气自排气孔中大量排出，形成喷油现象。 （2）断路器反复分合闸时间间隔过短。 由于断路器分闸时有电弧产生，缓冲空间的气体压力很大，当分闸～合闸一分闸的间隔时间过短时，前一次分闸尚未使缓冲空间的压力得到充裕的释放，后一次分闸的到来势必造成缓冲空间压力的进一步叠加。过大的气体压力会造成断路器喷油。 （3）断路器遮断容量不够。 由于断路器本身质量问题、原始设计考虑不周、系统容量不断增大等原因，使断路器的分断能力不能满足要求，导致断路器喷油。 断路器发生喷油后，应根据故障掉闸的次数以及喷油的严重程度，在必要时将断路器立即停止运行。由于断路器内部尚存在一定温度的可燃气体，所以应等待断路器内部气体冷却、扩散后，方能进行解体检修。否则，外部空气与断路器内的气体混合，一旦遇到明火，极易引起爆炸事故。当断路器解体后，应详查触头和灭弧室的状况，并设法消除缺陷。另外，还应验算断路器的断流能力和继电保护的动作时间，以便采取相应的对策。 10．当断路器采用电动合闸操作时有哪些要求？ 当断路器采用电动合闸操作时，应达到如下要求： （1）控制开关的操作手把儿必须拧到终点位置，同时应监视合闸电流表的起动值是否达到 合闸电流正常范围。当合闸指示红灯亮后，再将操作手把儿松开，让其自动返回到垂直位置。一定注意不可过早地返回，否则断路器将合不上闸； （2）当断路器合闸且操作手把儿返回后，合闸电流表应返回到零位。注意防止因合闸 接触器打不开而烧毁合闸线圈； （3）断路器合闸后，应检查分、合闸指示装置、传动连杆。支持瓷瓶等是否正常， 断路器内部应无异常声响。 11．高压少油断路器瓷绝缘断裂的原因有哪些？应如何处理？ 瓷绝缘断裂的原因： （1）运输或安装时瓷绝缘受到外力损伤； （2）瓷绝缘本身质量差，耐压不合格或过电压击穿； （3）操作时用力过猛或操动机构的间隙调整不当； （4）发生大的短路故障，短路电流产生巨大的电动力作用等。 瓷绝缘断裂的处理：查明原因，采取相应的对策，更换新瓷绝缘。 12．油断路器合闸失灵的原因有哪些？ 当断路器合闸失灵时，一般可以从电气回路、操动机构以及传动机械三方面查找原因。 （1）电气回路故障 1）检查控制回路及合闸回路的电源电压是否过低，超过了合闸电压的最低允许值。 2）对检查控制回路及合闸回路的熔断器是否熔断，各元件及其连接线有无接触不 良和断线的现象。 3）检查合闸接触器的主触头动作是否灵活、有无卡死现象，接触器线圈是否烧毁。 4）操动机构的合闸线圈有无匝间短路或绝缘烧毁的现象。 （2）操动机构故障 1）检查合闸铁心的顶杆有无卡阻。 2）检查合闸缓冲间隙调节是否够量。 3）检查合闸连板三点位置有无上移的现象。 4）检查合闸铁心的超越行程是否够量。 5）检查合闸托架的坡度是否太陡。 （3）传动机械故障 1）检查传动机构连杆有无扭曲变形。 2）检查连接轴销钉有无脱落。 3）检查传动机构的定位（或套管）是否发生移动出现顶卡使动作不到位。 13．油断路器分闸失灵的原因有哪些？ 油断路器在运行中分闸失灵的原因，一般是电气回路故障或机械部分故障造成的。 （1）电气回路故障 1）操作回路熔丝熔断或分闸回路元件接触不良、断线等。 2）直流电源电压过低，超出了其允许变动范围。 3）分闸线圈断线或烧毁。 4）油断路器低电压分闸动作性能不好。 5）辅助触头接触不良。 （2）机械传动故障 1）分闸顶杆脱落或卡住。 2）三连板三点过低，分闸锁钩或合闸支架吃度太大。 3）分闸缓冲移位。 14．油断路器在出现哪些情况时应立即停止运行？ 当发现运行中的油断路器出现以下情况时，应立即停止运行。 （1）严重的渗漏油，造成油标管内无油或油标管处看不到油面时。 （2）支持瓷瓶破裂或套管炸裂。 （3）内部有放电声响。 （4）连接部位出现过热变色。 （5）瓷绝缘出现严重的放电闪络现象。 （6）断路器出现严重的喷油冒烟。 在断路器退出运行时，应根据异常现象的严重情况和负荷的重要程度，尽可能采取妥善的措施转移负荷。 15．运行中油断路器突然跳闸的原因有哪些？如何处理？ 在运行中，线路或设备未发生短路或接地故障，而油断路器突然跳闸，称为误跳闸。其原因可能是： （1）操作人员错误碰触或错误操作断路器操动机构。 （2）操动机构的搭钩不牢而又受外力震动脱钩。 （3）继电保护整定值存在问题或出现故障，或因互感器回路故障而引起。 （4）直流电源电压波动或脉冲干扰引起晶体管继电保护误动。 （5）直流系统出现一点接地后未及时处理，又出现了第二点接地，从而引起保护误动。 当因为操作人员错误碰触引起突然跳闸时，只需合闸恢复即可。其它原因引起误跳闸时，应查明原因，排除故障，然后才能投入运行。 16．油断路器起火爆炸的原因有哪些？ 油断路器在运行中发生起火爆炸，是高压配电装置中最严重的事故之一。发生的原因一般有以下几点： （1）油箱内油面过高或过低。 （2）油断路器本身开断能力不够，电弧不能迅速熄灭，使油箱内的油过热，分解出大量的气体，致使油箱压力过大，最后导致起火爆炸。 （3）分断短路电流的动作迟缓，使电弧长时间燃烧，内部压力急剧增加。 （4）外部套管破裂，引起内部污秽和受潮，造成闪络放电，使内部燃烧。 （5）油箱内油质低劣或受潮，使绝缘严重下降，造成闪络放电。 17．简述SW3—110型少油断路器中间机构箱的结构。 18．试述中间机构箱中的椭圆变直机构的工作原理。 二、填空题 1．油断路器可分为（多油断路器）和（少油断路器）。 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．少油断路器用油仅作为（熄灭电弧），不作为带电体与油箱间的绝缘介质。 4．按照吹弧的能源，灭弧装置可以分成三类（自能吹弧、灭弧装置）、（外能吹弧、灭弧装置）、（综合吹弧、灭弧装置）。 5．SW3—110型少油断路器，每相都是由（两）个相同型式的灭弧室，呈（V）形连接起来组成的（Y）形结构单元，即采用了（两）断口积木式的结构。 6．SW3—110型少油断路器主要由（中间机构箱）、（支持瓷套管）、（底架）和（灭弧装置）等部件组成。 7．SW3—110型少油断路器的支持瓷套管外面有较大的（伞裙），以适应室外恶劣的气象条件。 8．SW3—110型少油断路器的中间机构箱它由（钢板）制成，运行时带电。箱内充满（变压 器油），并装有（两）套椭圆变直机构，用于将提升拉杆短距离的垂直方向的运动，变为两导电杆互为（70°）角长距离的直线运动，改变传递操作功及其方向，完成分、合闸动作。 9．SW3—110型少油断路器的（副）分闸弹簧的作用是为了提高断路器的刚分速度，保证开 断性能。 10．SW3—110型少油断路器的缓冲器起（分闸缓冲）作用和（分闸定位）作用。 11．SW3—110型少油断路器的缓冲器，它可吸收分闸过程中多余的（动）能，防止设备振动， 起到了分闸缓冲的作用；同时它又限 制了（提升杆）下行的位置，从而起到了分闸定位作用。 12．SW3—110型少油断路器的外瓷套管表面有较大的伞裙，以适应恶劣的气象条件，增加（沿面）放电的距离，同时起灭弧装置中导电部分间的绝缘作用。 13．SW3—110型少油断路器的玻璃钢筒由高强度（环氧树脂玻璃布）制成的筒，其耐压力超过31个大气压。 14．SW3—110型少油断路器的每相接触电阻不应大于（200）μΩ。 15．SW3—110型少油断路器的同相两断口的行程误差为（2）mm。 16．SW3—110型少油断路器对于油的绝缘强度，运行中要求： 支持瓷套中油耐压不低于（20）kV；灭弧室中耐压不低于（15）kV；大修后注入的绝缘油耐压应不低于（30）kV。否则应滤油或换油。 17．SN10-10型少油断路器本体结构的特点（三相分箱）、（三相联动）、（单相单断口），（悬 臂）式结构。 18．SN10-10型少油断路器采用的惯性油分离器为（离心式）。它由（三）片带有很多斜孔 的油气分离片组成。 19．SN10-10型少油断路器油箱采用玻璃钢筒，无焊缝，故耐压、（防爆）性能好。 20．SN10-10型少油断路器利用（逆流原理）、（体积补偿原理），提高了熄弧能力。 三、判断题 1．少油断路器用油仅作为熄灭电弧，不作为带电体与油箱间的绝缘介质。 （ +） 2．少油断路器用油不仅作为熄灭电弧，还作为带电体与油箱间的绝缘介质。（ ） 3．多油断路器用油，主要用作熄灭电弧和绝缘介质。 （ +） 4．多油断路器用油主要用作绝缘介质。 （ ） 5．油断路器有多油、少油之分，多油断路器和少油断路器，它们灭弧室工作原理相同。 （ +） 6．油断路器有多油、少油之分，多油断路器和少油断路器的灭弧室工作原理并不相同。 （ ） 7．SW3—110型断路器每相都是由两个相同型式的灭弧室组成。 （ +） 8．SW3—110型断路器每相只由一个灭弧室组成。 （ ）9．SW3—110型断路器的水平拉杆上装有主、副分闸弹簧。合闸时主分闸弹簧拉长、 副分闸弹簧压缩储存能量。分闸时释放能量，使断路器快速分闸。副分闸弹簧的作用是为了提高断路器的刚分速度，保证开断性能。 （ +） 10．SW3—110型断路器的水平拉杆上装有主、副分闸弹簧。合闸时主分闸弹簧被压缩、副分闸弹簧被拉长储存能量。分闸时释放能量，使断路器快速分闸。副分闸弹簧的作用是为了提高断路器的刚分速度，保证开断性能。 （ ） 11．SW3—110型少油断路器灭弧过程，属于自能式灭弧的油断路器，其灭弧能力与电 弧的电流大小有关。 （ +） 12．SW3—110型少油断路器灭弧过程，属于外能式灭弧的油断路器，其灭弧能力与电弧的电流大小无关。 （ ） 四、选择题 1．关于油断路器，下列说法中正确的是 A、无论是多油断路器，还是少油断路器它们的油都只作为灭弧介质来用 B、只有多油断路器的油仅作为灭弧介质来用 C、只有少油断路器的油仅作为灭弧介质来用 * D、无论是多油断路器，还是少油断路器它们的油不但作为灭弧介质来用，还作为绝缘介质来使用。 2．关于SW3—110型户外式少油断路器的叙述错误的是 A、SW3—110型断路器采用了CD3型电磁操动机构，底架中有分闸弹簧 B、每相都是由两个相同型式的灭弧室，呈V形连接起来组成的Y形结构单元 C、每相都是由四个相同型式的灭弧室，呈V形连接起来组成的Y形结构单元 * D、每个单元的电压为110kV，则两个Y型结构断路器串联起来则组成220kV的断路器；3个串联起来则组成330kV的断路器 3．关于SW3—110型户外式少油断路器中间机构箱，下列叙述正确的是 A、它由钢板制成，运行时不带电 B、箱内充满变压器油，并装有一套椭圆变直机构 C、它由绝缘材料制成，运行时不带电 D、箱内充满变压器油，并装有两套椭圆变直机构 * 4．关于SW3—110型户外式少油断路器支持瓷套管 A、瓷套管外面有较小的伞裙，以适应室外恶劣的气象条件 B、瓷套管外面有较大的伞裙，以适应高压电场的冲击作用