电器设备管理与维修—电路基础知识

电荷

组成物质的无数带电微粒称作电荷。它分为正、负电荷两种。

电场

带电体周围这种具有特殊性质的空间都为电场。当一个物体带有电荷时，它就具有一定的电位，通常把大地的电位定为零电位。

电压

任何两种带电体之间(或电场中某两点之间)所具有的电位差，就叫做该两带电体(或电场的某两点)之间的电压。

电路

电荷流动时经过的路径称为电路，通常由电源、负载、开关和导线组成。

电源

把化学能和机械能等其他形态的能量转换为电能的设备叫电源。如干电池、蓄电池等。

负载

将电能转换为其他形式的能的装置称为负载，如电灯、电炉等。

电阻

电流在物体中流动时遇到的阻力称为电阻。通常用R表示，单位为欧姆。

导体

能很好传导电流的物体叫导体。例如铜、铝、铁等一般金属，此外溶有盐类的水也可以导电。

绝缘体

基本上不能传导电流的物体称绝缘体。常见绝缘体有z橡胶、陶器、玻璃、棉纱、石蜡、塑料，以及干'燥的木柴、空气等。

半导体

半导体的特性介于导体和绝缘体之间。常见的半导体如锗、硅、氧化铜等。

电流

导体中电荷的定向移动形成电流，正电荷的移动方向和负电荷的移动方向相反，规定正电荷的移动方向为电流方向。在外电路，电流由较高的电位向较低的电位流动;在内电路，电流由较低的电位向较高的电位流动。电流的强弱(大小)是以单位时间内通过导体横截面的电量(电荷的数量)来计算的，即 ，电流的单位为安，符号为A。通常用I表示电流。

欧姆定律

欧姆定律反映了电路中电压、电流和电阻之间的关系，是电路最基本的定律。在应用时常使用以下几种形式:(1)无源支路欧姆定律;(2)全电路欧姆定律;(3)含源电路欧姆定律。

全电路欧姆定律

既包括外电路，又包括内电路的简单回路称为全电路。设电源电动势为E,内电阻为R0,外电阻为R,根据电路能量守恒定律分析可得出公式:I= 。例如:电源电动势E=3OV,内阻ro=0.6 ,外电路电阻R=2.4 ,求电路的总电流、内电压和电源的端电压。按I= ，则I总= ，内电压降UE=Iro=10A"0.6 =6V,电源端电压Uo=E-UE=24V。

含源电路欧姆定律

只含电源不包括外电路的含源电路。电源电动势为E,端电压为U,内电阻为r0，通过该电路电流为I,其方向为顺时针，由全电路欧姆定律可知:由于Iro=E-U,则I= 。此式就是含源电路欧姆定律。它说明电路中的电流I与电动势E与端电压之差(E-U)成正比，与内阻r0成反比。

变压器

变压器是变换交流电压的电气设备。它用来把某一电压的交流电变换成同频率的另一种电压的交流电，可以升压也可以降压，变压器是电力系统和供电系统不可缺少的重要电气设备。变压器在改变电压的同时，也改变了线路中的电流，所以从这个意义上讲，变压器也是变流器。另外，变压还可以用来变换抗阻，改变相位等。变压器种类很多。

三相变压器

三相变压器的工作原理同单相变压器一样，单相变压器的基本公式中所表达的电压和电流在三相变压器中相当于相电压和相电流。由于交流电能的产生和输送，几乎都采用三相制，所以要使三相交流电升压或降压，就必须用三相变压器。三相变压器的铁芯有三个芯柱，每个芯柱上都套有正、副绕组并浸在变压器油中，其端头经过装在变压器铁盖上的绝缘套管引到外面。

高压隔离开关

高压隔离开关的功能主要是隔离高压电源，以保证其他电气设备(包括线路)的安全检修。高压隔离开关断开后有明显可见的断开间隙，而且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的，能够充分考虑人身和设备的安全。但是隔离开关没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作。

高压熔断器

它用于小功率输配电线路和配电变压器的短路、过载保护。分为户内式、户外式、固定式、自动跌落式、有限流作用式、无限流作用式。

限流式熔断器

限流式熔断器能在短路电流未达到最大值之前将电弧熄灭，从而限制了短路电流。其熔体结构是把熔丝缠在有棱的瓷芯上，然后装在管内，管内充以石英砂，管的两端盖上铜帽，铜帽的顶端有指示器。熔体熔断时产生电弧，在石英砂的去游离和冷却作用下很快熄灭，无游离气体排出，常被广泛用于室内。

跌落式熔断器

跌落式熔断器是利用熔丝本身的机械拉力，将熔体管上的活动关节(动触头)锁紧;以保持合闸状态。熔丝熔断后，拉力消失，熔体管自动跌落。

高压负荷开关

高压负荷开关具有简单的灭弧装置,因而能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但它不能断开短路电流，因此它必须与高压熔断器串联使用，以借助熔断器来切断短路电流。负荷开关断开后，与隔离开关一样具有明显可见的断开间隙，因此它也具有隔离电源，保证安全检修的功能。

高压开关柜

高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压交流电动机的启动和保护之用，其中安装有高压开关设备、保护电器、监测仪表和母线、绝缘子等。

低压电器

凡是用来对低压用电设备进行控制和保护的电器设备，统称为低压电器。

低压电器种类

根据低压电器的动作性质来分，有非自动和自动两大类。非自动低压电器主要有刀开关、组合开关、按钮、铁壳开关、倒顺开关等。自动低压器主要是交流接触器和各种继电器。

低压刀开关

低压刀开关主要用在成套配电设备中作为隔离电源使用。它主要由操作手柄、刀刃、刀夹和绝缘底板组成。

刀开关种类

刀开关种类较多，按其操作方式分：(1)直接手柄操作式;(2)杠杆操作机构式刊3)电动操作机构式。按其板数分:(1)单极z(2)双极;(3)三极。

胶盖开关

胶盖开关也属刀开关之列，它具有防护外壳，而且带有熔断装置，应用于小容量的照明电路中，其额定电流最大至6OA,可带负荷操作，有一定的分断能力。

铁壳开关

铁壳开关又称负荷开关。它主要由刀开关、熔断器和铸铁外壳组成。它的操作机构装有机械联锁，使盖子打开时，手柄不能合闸，或者手柄在合闸位置上盖子打不开，从而保证了操作安全。

万能转换开关

万能转换开关的触头容量较小，常用来控制接触器，有时可直接控制小型电动机。

按钮

按钮也是一种手动控制电器，它的特点是发布命令控制其他电器动作，所以它属于主令电器。

自动低压电器

自动开关又称自动空气断路器。它属于能自动切断故障电路的一种控制兼保护用的电器。它既带负荷通断电路，又能在短路、过负荷和失压时自动跳闸。

低压熔断器功能

低压熔断器的功能主要是实现低压配电系统的短路保护，有的也能实现其过负荷保护。由于它具有结构简单、使用维护方便、体积小、重量轻、价格低等优点，因此得到广泛应用。

熔断器种类

熔断器的系列产品较多，最常用的种类是:

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1. RC系列瓷插式熔断器，适用于负荷较小的照明电路;
2. RL系列螺旋式熔断器，适用于配电线路中作过载和短路保护;
3. RM元填料封闭管式熔断器;
4. RT系列有填料封闭管式熔断器，它除具有灭弧能力强、分断能力高的优点外，还具有限流作用。

熔断器的选择

熔断器是由熔体和安装熔体的绝缘器组成，所以熔断器的选择主要是指熔体额定电流的选择。根据熔体额定电流去选择熔断器的额定电流，再根据使用条件与特点决定熔断器的种类或系列。

熔断器的安装和维护

根据熔断器的特点，在其安装和维护时应注意以下四个方面:

1. 安装熔体时必须保证接触良好，并应经常检查;
2. 拆换熔体时除注意安装良好外，还应注意新熔体的规格要与所替换的完全一样;
3. 安装时不能使熔体受损，表面氧化严重的熔体应更换刊的熔断器周围介质的温度应与保护对象的温度基本一致。

继电保护

继电保护就是当电力系统发生故障或出现非正常状态时，利用电器装置来保护电气设备不受损害和缩小受损的范围。

继电保护的基本要求

继电保护的基本要求一般如下:

1. 保护动作必须快速，才能起有效的保护作用；
2. 对故障的反应必须灵敏，即有足够的灵敏度；
3. 保护装置必须有良好的选择性，只作用于故障设备，不影响其他设备的正常进行川的保护装置的动作必须可靠、有效，不能拖动或误动。

继电器

继电器是根据一定的信号如电压、电流或时间来接通或断开小电流电路的电器。

热继电器

热继电器是用来做电动机过载保护的一种电器，它是利用热效应的工作原理来工作的。热继电器的主要元件是发热元件和常闭触点，其他都是机械元件。

电流继电器

电流继电器的电磁线圈回路中的电前增大或减小到某一定值时，磁铁吸合，常闭触头断开，接触器释放从，从而达到保护电动机的目的。

时间继电器

时间继电器是一种接收信号后其工作触点不立即动作，而是延迟一定的时间后才动作，俗称"延时"。延时的长短可按需节。

液位继电器

它是用来控制水、油或其他液体表面位置(高度)的，利用被控液面高度的变化，驱动感受元件，使继电器的触头开启或闭合，完成电路的通断或发出信号和警报，实现液位的定值控制。

电度表

电度表是用电户用以计量用电量多少的仪表。一般总电表的安装及维修均由供电部门负责，用户不得自行拆下维修。