《電氣設備》一次部分

1、電氣設備一次部分第3章 電弧及電氣觸頭的基本理論一填空題：（每空2分）1電弧是一種氣體放電，即 現(xiàn)象，它不僅具有只需低電壓就能維持穩(wěn)定燃燒、能量集中、 、 亮度很大的特征， 而且是一束質量很輕、在外力作用下極易 的游離氣體。答案：氣體導電；溫度極高；變形2用開關切斷電路時，當電路中的電壓不小于 V，電流不小于 mA時，就可能在觸頭間產(chǎn)生電弧。 答案：1020；801003開關電器觸頭分斷產(chǎn)生電弧的起因是 ，維持電弧穩(wěn)定燃燒的主要因素是 ，但形成電弧的重要因素是 。答案：熱電子發(fā)射和強電場發(fā)射；熱游離；碰撞游離4影響去游離的因素很多，其中的兩個因素是 和 。答案：冷卻條件；介質特性5在電弧形成過

2、程中，同時存在著兩個相互矛盾的過程即 過程，為加速電弧的熄滅，應加強其中的 過程。答案：游離和去游離；去游離6去游離的兩種方式是 和 。答案：復合去游離；擴散去游離7要加速去游離過程，使穩(wěn)定電弧熄滅，就必須設法提高電弧的伏安特性曲線，通常采用的基本手段是 ，重要措施是 ，此外還可以采用 等措施，綜合利用上述措施，可構成不同類型的滅弧裝置答案：迅速拉長電??；加強電弧冷卻；采用電強度高的介質（或增加氣體介質壓力）8高壓油斷路器的主要滅弧方法是利用 滅弧其包含 兩種方式。答案：氣體或油吹動電?。豢v吹和橫吹9影響接觸電阻的因素很多，其中的兩個因素是 和 。答案：觸頭材料；接觸壓力10電氣觸頭的接觸電阻

3、是由 和 共同組成的。答案：收縮電阻；表面膜電阻11開關電器觸頭分斷形成電弧的四個游離過程順序是 。答案：熱電子發(fā)射強電場發(fā)射碰撞游離熱游離二判斷題：（每題2分）（ ）1在任何安裝場所中，可以將鋁母線觸頭與銅母線觸頭用螺栓連接。答案：F（ ）2接觸壓力越大，接觸電阻越小。答案：T（ ）3開關觸頭間之所以會產(chǎn)生電弧，根本的內因在于觸頭本身及觸頭周圍介質中含有大量的自由電子。答案：T（ ）4開關觸頭間電弧中的游離率大于去游離率，電弧就熄滅。答案：F（ ）5帶電質點的復合，就是觸頭間電弧中正負帶電質點(即正離子與電子)重新結合為中性質點。答案：T（ ）6帶電質點的擴散，就是觸頭間電弧中正負帶電質點(

4、即正離子與電子)向周圍介質擴散。答案：T（ ）7在穩(wěn)定燃燒的電弧中，游離與去游離作用處于動態(tài)平衡狀態(tài)。答案：T（ ）8觸頭間的接觸電阻與觸頭間的壓力成正比。答案：F三不定項選擇題：（每題2分）1利用短弧滅弧原理來滅弧的方法廣泛應用于 中。(1)交流低壓開關； (2)交流高壓開關； (3)交、直流低壓開關。答案：(3)2在通常情況下，觸頭電阻系由 共同組成。(1)觸頭體電阻、表面膜電阻及收縮電阻； (2)觸頭體電阻和表面膜電阻；(3)表面膜電阻和收縮電阻； (4)觸頭體電阻和收縮電阻。答案：(1)3在通常情況下，接觸電阻系由 共同組成。(1)觸頭體電阻、表面膜電阻及收縮電阻； (2)觸頭體電阻和

5、表面膜電阻；(3)表面膜電阻和收縮電阻； (4)觸頭體電阻和收縮電阻。答案：(3)4電弧形成后，使電弧得以維持和發(fā)展的主要條件是 。(1)電弧電壓； (2)電弧電流； (3)介質的熱游離。答案：(3)四簡答題（每題8分）1簡要說明電弧形成和熄滅的物理過程。答案：電弧是導電體，但與金屬導電性質不同，它屬于氣體游離導電。因為觸頭間隙正常充滿著絕緣介質，不能導電，只有游離時使觸頭間隙弧道中充滿了自由電子和正離子時，才具備良好的導電性能。 電弧形成的起因是開關電器的觸頭開始分離時，由于動、靜觸頭間的接觸壓力不斷下降，接觸面積不斷減少，使接觸電阻迅速增大，接觸處的溫度急劇升高；另一方面，觸頭剛分離時，由

6、于觸頭間的距離極小，即使觸頭間的電壓很小，電場強度也很大。上述兩個原因使陰極表面向外發(fā)射起始自由電子，這種現(xiàn)象前者稱熱電子發(fā)射而后者稱強電場發(fā)射。電弧形成的重要因素是從陰極表面發(fā)射出來的自由電子，在電場力的作用下向陽極作加速運動且自由行程較大時將獲得大的動能，當它與前方中性質點相撞時就能把其撞裂為自由電子和正離子，連續(xù)碰撞游離的結果，尤如雪崩一樣使觸頭間隙內充滿了自由電子和正離子，這種現(xiàn)象稱碰撞游離。此時，間隙具有很大的電導，在外加電壓作用下，帶電粒子作定向運動形成電流而被擊穿形成電弧。電弧形成后，維持其穩(wěn)定燃燒的主要因素是由于處于弧隙高溫下的中性質點產(chǎn)生強烈的熱運動，它們之間不斷碰撞的結果，

7、又可能發(fā)生游離，這種現(xiàn)象稱熱游離。熱游離維持電弧穩(wěn)定持續(xù)燃燒。 在觸頭間隙產(chǎn)生大量帶電粒子的同時，還發(fā)生帶電粒子消失的相反過程即去游離。去游離有復合和擴散兩種形式，當去游離作用比游離作用強時，電弧電流將逐漸減少而使電弧熄滅。2直流電路中，為什么大都采用空氣滅弧的開關電器，而不采用油斷路器？答案：斷開有電感的直流電路，會在電路中產(chǎn)生自感電勢，其大小與電流變化速度成正比。如用油斷路器斷開電路，因其滅弧裝置的滅弧能力較強，電弧迅速熄滅，電流極快降為零，此時較大的電流變化率使電路產(chǎn)生很高的自感電勢，危及電路和設備的絕緣。因此，直流電路中一般要用滅弧能力不很強的開關。目前多采用在空氣中滅弧的開關，如自動

8、空氣開關、閘刀開關、接觸器等。3為什么高壓斷路器都采用多個斷口？答案：高壓斷路器每相有兩個或多個串聯(lián)斷口，其作用有（1）可使加在每個斷口上的電壓降低，從而使弧隙的恢復電壓降低（2）可以把電弧分割成多個小電弧段，在相等的觸頭行程下，多斷口的電弧比單斷口的電弧拉得較長，從而增大弧隙電阻（3）多斷口總的分閘速度增加了，介質恢復速度也就增大。這些使斷路器有較好的滅弧性能，所以高壓斷路器采用多個斷口。4低壓開關利用金屬滅弧柵熄滅交流電弧和直流電弧的滅弧原理有什么不同？答案：低壓交流電弧的滅弧，是利用電弧電流過零時，每一柵片內的短弧由于近陰極效應作用，立即在陰極附近產(chǎn)生150250V的起始介質電強度。若所

9、有短電弧中陰極的介質電強度的總和，永遠大于觸頭間外加的恢復電壓，電弧就不再重燃。這就是以近陰極效應的原理為基礎的交流短弧滅弧原理。 低壓直流電弧的滅弧，是利用每一柵片內維持短弧燃燒的陰極和陽極電壓降的總和大于觸頭的外加電壓，電弧就不能維持，來實現(xiàn)滅弧的。這就是以直流電弧特性為基礎的直流短弧滅弧原理。5為什么電氣設備的銅鋁接頭不宜直接連接？答案：以氫為基準，金屬物質都有不同的電化序。鋁的電化序在氫之前，標準電極電位為1.34V；銅的電化序在氫之后，標準電極電位為0.34V。如把銅和鋁用簡單的機械方法連接在一起，特別是在潮濕并含鹽份的環(huán)境中，銅、鋁接頭就相當于浸泡在電解液中的一對電極，形成電位差為0.34(-1.34)1.68V的原電池。在原電池的作用下，鋁會很快喪失電子而被腐蝕掉，從而使電氣接頭慢慢地松馳，使接觸電阻增大。如此惡性循環(huán)，直到接頭燒毀為止。6為什么許多電氣觸頭表面鍍銀？答案：銀是很好的觸頭材料。鍍銀觸頭加熱到100時，AgO被分解；加熱到200時，Ag2O被分解；加熱到300時，硫化物被分解。銀觸頭上的氧化物因受熱分解，自動清除，而使觸頭接觸良好，接觸電阻減小。因此，銀觸頭的允許溫度可