学电气必须明白的79个专业基础知识

物体都有热胀冷缩特性，母线在运行中会因发热而使长度发生变化。

为避免因热胀冷缩的变化使母线和支持绝缘子受到过大的应力并损坏，所以应在硬母线上装设伸缩接头。

半绝缘就是变压器的靠近中性点部分绕组的主绝缘，其绝缘水平比端部绕组的绝缘水平低，而与此相反，一般变压器首端与尾端绕组绝缘水平一样叫全绝缘。 

变压器中电力系统中的作用是变换电压，以利于功率的传输。电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高送电的经济性，达到远距离送电的目的。而降压变压器则能把高电压变为用户所需要的各级使用电压，满足用户需要。 

套管出现裂纹会使绝缘强度降低，能造成绝缘的进一步损坏，直至全部击穿。裂缝中的水结冰时也可能将套管胀裂。可见套管裂纹对变压器的安全运行是很有威胁的。 

高压断路器不仅可以切断和接通正常情况下高压电路中的空载电流和负荷电流，还可以在系统发生故障时与保护装置及自动装置相配合，迅速切断故障电流，防止事故扩大，保证系统的安全运行。

阻波器是载波通信及高频保护不可缺少的高频通信元件，它阻止高频电流向其他分支泄漏，起减少高频能量损耗的作用。

电流互感器把大电流按一定比例变为小电流，提供各种仪表使用和继电保护用的电流，并将二次系统与高电压隔离。它不仅保证了人身和设备的安全，也使仪表和继电器的制造简单化、标准化，提高了经济效益。 

电流互感器的接线方式，有使用两个电流互感器两相V形接线和两相电流差接线；有使用三个电流互感器的三相Y形接线、三相Δ形接线和零序接线。 

电力系统中的无功电源有：①同步发电机；②调相机；③并联补偿电容器；④串联补偿电容器；⑤静止补偿器。 

装设ZnO避雷器可以防止电力电容器在拉、合操作时可能出现的操作过电压，保证电气设备的安全运行。

功率表指示的是瞬时的发、供、用电设备所发出、传送和消耗的电功数；而电能表的数值是累计某一段时间内所发出、传送和消耗的电能数。

并联电池中各电池的电动势要相等，否则电动势大的电池会对电动势小的电池放电，在电池组内部形成环流。另外，各个电池的内阻也应相同，否则内阻小的电池的放电电流会过大。新旧程度不同的电池不宜并联使用。

中央信号是监视变电站电气设备运行的一种信号装置，根据电气设备的故障特点发出音响和灯光信号，告知运行人员迅速查找，作出正确判断和处理，保证设备的安全运行。 

电缆线路相当于一个电容器，停电后线路还存有剩余电荷，对地仍然有电位差。若停电立即验电，验电笔会显示出线路有电。因此必须经过充分放电，验电无电后，方可装设接地线。 

内部过电压是由于操作、事故或其他原因引起系统的状态发生突然变化将出现从一种稳定状态转变为另一种稳定状态的过渡过程，在这个过程中可能对系统有危险的过电压。这些过电压是系统内电磁能的振荡和积聚引起的，所以叫内部过电压。 

加装均压环后，使避雷器电压分布均匀。 

保护接零就是将设备在正常情况下不带电的金属部分，用导线与系统进行直接相连的方式。采取保护接零方式，保证人身安全，防止发生触电事故。 

凡三相绕组的首端（或尾端）连接在一起的共同连接点，称电源中性点。当电源的中性点与接地装置有良好的连接时，该中性点便称为零点；而由零点引出的导线，则称为零线。

直流系统在变电站中为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可*的直流电源。它还为操作提供可*的操作电源。直流系统的可*与否，对变电站的安全运行起着至关重要的作用，是变电站安全运行的保证。 

为了使蓄电池保持在满充电状态，必须使接向直流母线的每个蓄电池在浮充时保持有2.15V的电压。 

变电站的直流系统中一极接地长期工作是不允许的，因为在同一极的另一地点再发生接地时，就可能造成信号装置、继电保护和控制电路的误动作。另外在有一极接地时，假如再发生另一极接地就将造成直流短路。 

浮充电就是装设在两台充电机组，一台是主充电机组，另一台是浮充电机组。浮充电是为了补偿电池的自放电损耗，使蓄电池组经常处于完全充电状态。 

室外母线要经常受到风、雨、雪、日晒、冰冻等侵蚀。这些都可促使母线接头加速氧化、腐蚀，使得接头的接触电阻增大，温度升高。

系统发生振荡时的现象有：

（1）变电站内的电流、电压表和功率表的指针呈周期性摆动，如有联络线，表计的摆动最明显。 

（2）距系统振荡中心越近，电压摆动越大，白炽灯忽明忽暗，非常明显。 

掉牌未复归灯光信号，是为使值班人员在记录保护动作情况的过程中，不致于发生遗漏造成误判断，应注意及时复归信号掉牌，以免出现重复动作，使前后两次不能区分。 

不能，因为：

（1）共用一条电缆能降低直流系统的绝缘水平。 

（2）如果直流绝缘破坏，则直流混线会造成短路或继电保护误动等。 

测二次回路的绝缘电阻值最好是使用1000V兆欧表，如果没有1000V的也可用500V的兆欧表。

其绝缘标准：运行中的不低于1兆欧，新投入的，室内不低于20兆欧，室外不低于10兆欧。

油断路器本身所带常开、常闭触点变换开合位置，来接通断路器机构合闸及跳闸回路和音响信号回路，达到断路器断开或闭合电路的目的，并能正确发出音响信号，起动自动装置和保护的闭锁回路等。当断路器的辅助触点用在合闸及跳闸回路时，均应带有延时。 

SF6气体不溶于水和变压器油，在炽热的温度下，它与氧气、氩气、铝及其他许多物质不发生作用。但在电弧和电晕的作用下，SF6气体会分解，产生低氟化合 物，这些化合物会引起绝缘材料的损坏，且这些低氟化合物是剧毒气体。SF6的分解反应与水分有很大关系，因此要有去潮措施。

电网中发生相间短路故障时，电流会突然增大，电压突然下降，过流保护就是按线路选择性的要求，整定电流继电器的动作电流的。当线路中故障电流达到电流继电器的动作值时，电流继电器动作按保护装置选择性的要求，有选择性的切断故障线路。 

当变压器油的体积随着油温的变化而膨胀或缩小时，油枕起储油和补油作用，能保证油箱内充满油，同时由于装了油枕，使变压器与空气的接触面减小，减缓了油的劣化速度。油枕的侧面还装有油位计，可以监视油位的变化。 

运行中变压器的铁芯及其他附件都处于绕组周围的电场内，如不接地，铁芯及其他附件必然感应一定的电压，在外加电压的作用下，当感应电压超过对地放电电压时，就会产生放电现象。为了避免变压器的内部放电，所以要将铁芯接地。 

运行中的变压器因上层油温与下层油温的温差，使油在净油器内循环。油中的有害物质如：水分、游离碳、氧化物等随油的循环被净油器内的硅胶吸收，使油净化而保持良好的电气及化学性能，起到对变压器油再生的作用。 

装有无导向强油风冷装置的变压器的大部分油流通过箱壁和绕组之间的空隙流回，少部分油流进入绕组和铁芯内部，其冷却效果不高。

而流入有导向强油风冷变压器油箱的冷却油流通过油流导向隔板，有效地流过铁芯和绕组内部，提高了冷却效果，降低了绕组的温升。

温度计是用来测量油箱里面上层油温的，起到监视电力变压器是否正常运行的作用。温度计按变压器容量大小可分为水银温度计、信号温度计、电阻温度计三种测温方法。

分闸缓冲器的作用是防止因弹簧释放能量时产生的巨大冲击力损坏断路器的零部件。合闸缓冲器的作用是防止合闸时的冲击力使合闸过深而损坏套管。

断路器在合闸过程中的任何时刻，若保护动作接通跳闸回路，断路器能可*地断开，这就叫自由脱扣。带有自由脱扣的断路器，可以保证断路器合于短路故障时，能迅速断开，避免扩大事故范围。 

SF6气体有以下几点良好的性能：

（1）弧柱导电率高，燃弧电压很低，弧柱能量较小。 

（2）当交流电流过零时，SF6气体的介质绝缘强度恢复快，约比空气快100倍，即它的灭弧能力比空气的高100倍。 

（3）SF6气体的绝缘强度较高。

真空断路器具有触头开距小，燃弧时间短，触头在开断故障电流时烧伤轻微等特点，因此真空断路器所需的操作能量小，动作快。它同时还具有体积小、重量轻、维护工作量小，能防火、防爆，操作噪声小的优点。

当调相机运行时，定子的旋转磁场和转子以相同的方向、相同的速度旋转，这就叫做同步。

以10kV电压互感器为例，一次侧熔断器熔丝的额定电流是0.5A。采用石英砂填充的熔断器具有较好的灭弧性能和较大的断流容量，同时具有限制短路电流的作用。而普通熔丝则不能满足断流容量要求。

电压互感器和电流互感器的二次侧接地属于保护接地。因为一、二次侧绝缘如果损坏，一次侧高压串到二次侧，就会威胁人身和设备的安全，所以二次侧必须接地。

FKL-10-2×750-6是额定电抗为6%，额定电压为10kV，两个支路的额定电流是750A的铝电缆分裂电抗器的铭牌。

线路并联电抗器可以补偿线路的容性充电电流，限制系统电压升高和操作过电压的产生，保证线路的可靠运行。

母线串联电抗器可以限制短路电流，维持母线有较高的残压。而电容器组串联电抗器可以限制高次谐波，降低电抗。

单母线分段接线可以减少母线故障的影响范围，提高供电的可靠性。 

当一段母线有故障时，分段断路器在继电保护的配合下自动跳闸，切除故障段，使非故障母线保持正常供电。对于重要用户，可以从不同的分段上取得电源，保证不中断供电。

双母线接线存在以下缺点：

（1）接线及操作都比较复杂，倒闸操作时容易发生误操作。 

（2）母线隔离开关较多，配电装置的结构也较复杂，所以经济性较差。 

故障录波器用于电力系统，可在系统发生故障时，自动地、准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况，通过这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平均有着重要作用。

变压器的主要部件有：铁芯、绕组、油箱、油枕、呼吸器、防爆管、散热器、绝缘套管、分接开关、气体继电器、温度计、净油等。

消弧线圈的电感电流与电容电流之差和电网的电容电流之比叫补偿度。消弧线圈的电感电流补偿电容电流之后，流经接地点的剩余电流，叫残流。

系统正常运行时，由于线路的三相对地电容不平衡，网络中性点与地之间存在一定电压，其电压值的大小直接与电容的不平衡度有关。在正常情况下，中性点所产生的电压不能超过额定相电压的1.5%。

变压器高电压绕组的排列方式，是由多种因素决定的。但就大多数变压器来讲，是把低压绕组布置在高压绕组里面。在主要是从绝缘方面考虑的。理论上，不管高压绕组或低压绕组怎么布置，都能起变压作用。但因为变压器的铁芯是接地的，由于低压绕组靠近铁芯，从绝缘角度容易做到。如果将高压绕组靠近铁芯，则由于高压绕组电压很高，要达到绝缘要求，就需要很多的绝缘材料和较大的绝缘距离。这样不但增加了绕组的体积，而且浪费了绝缘材料。再者，由于变压器的电压调节是靠改变高压绕组的抽头，即改变其匝数来实现的，因此把高压绕组安置在低压绕组的外面，引线也较容易。更多资讯尽在中国智能电工网。

当三相交流电流通入三相定子绕组后，在定子腔内便产生一个旋转磁场。转动前静止不动的转子导体在旋转磁场作用下，相当于转子导体相对地切割磁场的磁力线，从而在转子导体中产生了感应电流(电磁感应原理)。这些带感应电流的定转子导体在磁场中便会发生运动(电流的感应-电磁力)，由于转子内导体总是对称布置的，因而导体上产生的电磁力正好方向相反，从而形成电磁转矩，使转子转动起来。由于转子导体中的电流使定子旋转磁场感应产生的，因此也称感应电动机，又由于转子的转速始终低于定子旋转磁场的转速，所以又成为异步电动机。

变压器能够改变电压的条件是,原边施以交流电势产生交变磁通，交变磁通将在副边产生感应电势，感应电势的大小与磁通的变化率成正比。当变压器以交流电通入时，因电流大小和方向均不变，铁芯中无交变磁通，即磁通恒定，磁通变化率为零。这时，全部直流电压加在具有很小电阻的绕组内，使电流非常之大，照成近似短路的现象。而交流电是交替变化的，当初级绕组通入交流电时，铁芯内产生的磁通也随之变化，于是次级圈数大于初级时，就能升高电压;反之，次级圈数小于初级就能降压。因直流电的大小和方向不随时间变化，所以恒定直流电通入初级绕组，其铁芯内产生的磁通也是恒定不变的，就不能在次级绕组内感应出电势，所以不起变压作用。

①靠背轮式直接传动;

②皮带传动;

③齿轮传动;

④蜗杆传动;

⑤链传动;

⑥摩擦轮传动。

①声音是否正常;

②检查变压器有无渗油，漏油现象，油的颜色及油位是否正常;

③变压器的电流和温度是否超过允许值;

④变压器套管是否清洁，有无破损裂纹和放电痕迹;

⑤变压器接地是否良好

①感应加热法；

②热风干燥法;

③烘箱干燥法。

试验前，对电机进行检查，无问题后，通入三相电源，使电动机在不拖负载的情况下空转。而后要检查运转的音响，轴承运转情况和三相电源，一般大容量高转速电动机的空载电流为其额定电流的20-35%,小容量低转速电动机的空载电流为其额定电流的35-50%，空载电流步可过大和过小而且要三相平衡，空载试验的时间应不小于1小时，同时还应测量电动机温升，其温升按绝缘等级不得超过允许限度

短路试验是用制动设备，将其电动机转子固定不转，将三相调压器的输出电压由零值逐渐升高。当电流达到电动机的额定电流时即停止升压，这时的电压称为短路电压。额定电压为380伏的电动机它的短路电压一般在75-90伏之间。短路电压过高表示漏抗太大。短路电压过低表示漏抗太小。这两者对电动机正常运行都是不利的。

①吊出器身，检查器身(铁芯、线圈、分接开关及引线);

②检查项盖、储油柜、安全气道、热管油门及套管;

③检修冷却装置及滤油装置;

④滤油或换油，必要时干燥处理;

⑤检修控制和测量仪表、信号和保护装置;

⑥清理外壳，必要时油漆;

⑦装配并进行规定的测量和实验。

绕线型异步电动机优点是可以通过集电环和电刷，在转子回路中串人外加电阻，以改善起动性能并可改变外加电阻在一定范围内调节转速。

但绕线型，比鼠笼型异步电动机结构复杂，价格较贵运行的可靠性也较差。

①转子平衡末核好;

②转子平衡快松动;

③转轴弯曲变形;

④联轴器中心未核正;

⑤底装螺钉松动;

⑥安装地基不平或不坚实。

①润滑脂牌号不合适;

②润滑脂质量不好或变质;

③轴承室中润滑脂过多或过少;

④润滑脂中夹有杂物;

⑤转动部分与静止部分相擦;

⑥轴承走内圈或走外圈;

⑦轴承型号不对或质量不好;

⑧联轴器不对中;

⑨皮带拉得太紧;

⑩电机振动过大。

电机转子在生产过程中，由于各种因数的影响(如材料不均匀铸件的气孔或缩孔，零件重量的误差及加工误差等)会引起转子重量上的不平衡，因此转子在装配完成后要校平衡。六极以上的电机或额定转速为1000转/分及以下的电机，其转子可以只校静平衡，其它的电机转子需校动平衡。

新的或长久未用的电焊机，常由于受潮使绕组间、绕组与机壳间的绝缘电阻大幅度降低，在开始使用时容易发生短路和接地，造成设备和人身事故。因此在使用前应用摇表检查其绝缘电阻是否合格。启动新电焊机前，应检查电气系统接触器部分是否良好，认为正常后，可在空载下启动试运行。证明无电气隐患时，方可在负载情况下试运行，最后才能投入正常运行。直流电焊机应按规定方向旋转，对于带有通风机的要注意风机旋转方向是否正确，应使用由上方吹出。以达到冷却电焊机的目的。

①短路保护:一般熔断器就是短路保护装置;

②失压保护:磁力起动器的电磁线圈在起动电动机控制回路中起失压保护作用。自动空气开关，自耪降压补偿器一般都装有失压脱扣装置，以便在上述两种情况下对电动机的起过载保护作用;
③过载保护:热继电器就是电动机的过载保护装置。

①电动机周围应保持清洁;

②用仪表检查电源电压和电流的变化情况，一般电动机允许电压波动为额定电压的±5%，三相电压之差不得大于5%，各相电流不平衡值不得超过10%，并要注意判断是否缺相运行;

③定期检查电动机的温升，常用温度计测量温升，应注意温升不得超过最大允许值;

④监听轴承有无异常杂音，密封要良好，并要定期更换润滑油，其换油周期，一般滑动轴承为1000小时，滚动轴承500小时;
⑤注意电动机音响、气味、振动情况及传动装置情况。正常运行时，电动机应音响均匀，无杂音和特殊叫声。

在拆修电动机前应做好各种准备工作，如所用工具，拆卸前的检查工作和记录工作。拆卸电动机步骤:

①拆卸皮带轮或连轴卷，在拆卸皮带轮和连轴器前应做好标记，在安装时应先除锈，清洁千净后方可复位;

②拆卸端盖:先取下轴承盖，再取端盖，并做好前后盖的标记，安装时应按标记复位;
③拆卸转子:在定转子之间应垫上耐磨的厚纸防止损伤定子绕组，若转子很重，可用起重设备安装转子时先检查定子内是否有杂物，然后先将轴伸端端盖装上，再将转子连同风扇及后盖一起装入。

异步电动机产生不五常的振动和异常音响主要有机械和电磁两方面的原因。

机械方面的原因:①电机风叶损坏或紧固风叶的螺丝松动，造成风叶与风叶盖相碰，它所产生的声音随着碰击声的轻重，时大时小;

②由于思承磨损或轴不当，造成电动机转子偏心严重时将使定、转子相擦，使电动机产生剧烈的振动和不均匀的碰擦声;

③电动机因长期使用致使地脚螺丝松动或基础不牢，因而电动机在电磁转矩作用下产生不正常的振动;

④长期使用的电动机因轴承内缺乏润滑油形成于磨运行或轴承中钢珠损坏，因而使电动机轴承室内发出异常的陛陛声或咕嗜声。

电磁方面原因:①正常运行的电动机突然出现异常音响，在带负载运行时转速明显下降，发出低沿的吼声，可能是三相电流不平衡，负载过重或单相运行;
②正常运行的电动机，如果定子、转子绕组发生短路故障或鼠笼转子断条则电动机会发出时高时低的嗡嗡声。机身也随之振动。

①电机轴承因长期缺抽运行，磨擦损耗加剧使轴承过热。另外，电动机正常运行时，加油过多或过稠也会引起轴承过热;

②在更换润滑时，由于润滑油中混人了硬粒杂质或轴承清洗不干净，使轴承磨损加剧而过热，甚至可能损坏轴承;

③由于装配不当，固定端盖螺丝松紧程度不一，造成两轴承中心不在一条直线上或轴承外圈不平衡。使轴承转动不灵活，带上负载后使摩擦加剧而发热;

④皮带过紧或电动机与被带机械轴中心不在同一直线上，因而会使轴承负载增加而发热;

⑤轴承选用不当或质量差，例如轴承内外圈锈蚀，个别钢珠不圆等;

⑥运行中电动机轴承已损坏，造成轴承过热。

鼠笼转子可看成一个多相绕组，其相数等于一对张极的导条数，每相匝数等于1/2匝，由于每相转子感应电势一般都很小，加及硅钢片电阻运大于铜或铝的电阻，所以绝大部分电流从导体流过，不同对地绝缘。

绕线式转子绕组中，相数和定子绕组相同，每相的匝数也较多，根据公式E2=4.44K2F2W2Ψ可知绕线式转子每相感应电势很大，这时若对地不绝缘就会产生对地短路甚至烧毁电表。

①轴弯曲:电动机运行中如果发现轴伸出端子有跳动的现象，则说明轴正弯曲，轴弯曲严重时，会发生定子、转子间互相摩擦的现象，发现轴弯曲后，应将转子取出并根据具体情况加以校正;

②轴的铁芯档磨损:由于电动机长时间运行有时会使轴的铁松档和铁芯松动，而且轴又末流滚过花。在这种情况下，应考虑在配合部分滚花。如果下芯在轴上有位移的可能，则应在两端的轴上开一个环形槽，再放人两个弧形键，并与轴焊在一起;

③轴径磨损:轴承折卸多次，会使轴径磨损，一般可在径处滚花处理。如果磨损严重，也可在轴径处电焊堆积一层，再用车床加工并要求尺寸;
④轴裂纹:如果轴子横向裂纹不超过直径的10-15%纵向裂纹不超过轴长的10%，可用电焊进行修补后继续使用。如果轴裂纹损坏严重或断裂就必须更换新轴。

交流接触器起动时，由于铁芯和衔铁之间的空隙大，电抗小，可以通过线圈的激磁电流很大，往往大于工作电流的十几倍，如频繁起动，便激磁线圈通过很大的起动电流，因而引起线圈产生过热现象，严重时会将线圈烧毁。

①引进盘柜电缆排列整齐，不交叉，并应固定，不便所有的端子板受应力;

②装电缆不应进人盘柜内，钢带切断处应扎紧;

③用于晶体管保护，控制等的控制电缆，使用屏蔽电缆时，其屏蔽应接地，如不来用屏蔽电缆时，则其备用芯线应有一根接地;

④橡胶绝缘线应外套绝缘管保护;
⑤盘柜的电缆芯线，横平竖直，不交叉，备用芯线留有适当余地

敷设电缆时，若需将电缆穿人电缆管时应符合下列规定:

①皑装电缆与铅包电缆不得穿人同一管内;

②一极电缆管只允许穿人一根电力电缆;

③电力电缆与控制电缆不得穿人同一管内;

④裸铅包电缆穿管时，应将电缆穿人段用麻或其它柔软材料保护，穿送外不得用力过猛。

硬母线一般采用压接或焊接。压接是用螺丝将母线压接起来，便于改装和拆卸。焊接是用电焊或气焊连接，多用于不需拆卸的地方。不得采用锡焊绑接。

在下列地点要管:①电缆引人引出建筑物，隧道处，楼板及主要墙壁;

②引出地面两米高，地下250m深;

③电缆与地下管道交叉或接近时距离不合规定者;

④电缆与道路，电车轨道和铁路交叉时;

⑤厂区可能受到机械损伤及行人易接近的地点。

选择管径时，内径要比外径大50%。

母线的相序排列(观察者从设备正面所见)原则如下:

从左到右排列时，左侧为A相，中间为B相，右侧为C相。

从上到下排列时，上侧为A相，申间为B相，下侧为C相。

从远至近排列时，远为A相，中间为B相，近为C相。

涂色:A-黄色，B一绿色，C-红色，中性线不接地紫色，正极-楷色，负极-兰色，接地线-黑色。

根据电磁学原理，两根平行导体流过同一方向电流时，会产生互相靠拢的电磁力，其力的大小与平行之间的距离和电流有关，由于开关所控制操作的电路，发生故障时，刀片会流过很大的电流，使两个刀片以很大的压力紧紧地夹往固定触头，这样刀片就不会因振动而脱离原位造成事故扩大的危险，另外，由于电磁力的作用，会使刀片(动触头)与固定触头之间接触紧密，接触电阻减少，故不致因故障电流流过而造成触头熔焊现象。

电气线路中所用的接线盒、拉线盒，应符合:①Q-l、G-l级均所除本安电路外，均应用隔爆型;②Q-2级场所除本安电路外，应用任意一种防爆类型;③Q-3、G-2级场所可用防尘型;④Q-l、Q-2级场所除本安电路外，使用的接线盒、拉线盒的级别和组别，不得低于场所内爆炸性混和物的级别和组别;⑤在各级爆炸危险场所的本安电路，均可使防尘型。

 防爆挠性连接管应无裂纹、孔洞、机械损伤、变形等缺陷，安装时应符合下列要求:①Q-l级G-l级场所使用隔爆型的;Q-2级场所可使用防爆安全型的;其它各级爆炸场所使用的防尘型的;
②Q-l、Q-2级场所使用的防爆挠性连接管其级别和组别不应低于场所内爆炸性混合的组别和级别;
③环境温度不应超过±40℃;
④弯曲的半径不应小于管径的5倍。