电力系统常识.docx
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电力系统常识
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1题目中性点不接地系统发生单相接地时应如何处理？
1答案中性点不接地系统发生单相接地时不必停电，应尽快找出故障点，排除故
1障或将故障线路切除。
如果寻找和排除故障的时间将超过二小时，必须考虑停
1电处理，并提早通知用户。
2TM小接地短路电流系统发生单相接地时，由Ｙ，ｄｎ0接线、变比为10／0.4kV的
2TM配电变压器供电的用户为什么不知道系统发生单相接地？
2因为用户承受的电压是由Ｙ，ｄｎ0配电变压器的低压侧供给的，侧
2各相电压决定于高压Ｙ侧各相绕组的电压，而Ｙ侧各相绕组的电压决定于系统
2提供的线电压。
当正常工作情况时，系统提供的线电压对称，Ｙ侧各相绕组承
2受了对称的相对系统中性点电压，并等于相对地电压，故侧各相电压及线电
2压对称，负荷正常工作；当系统发生单相接地，虽然各相的对地电压发生了变
2化，但系统提供的线电压仍然维持不变，Ｙ侧各相绕组由于本侧中性点是不接
2地的，承受的相对中性点电压仍与正常工作情况相同，故侧负荷承受的电压
2也同正常工作情况，因此用户并不知道系统发生单相接地，只不过系统故障不
2排除，用户继续工作的时间不能超过二小时。
3TM为什么额定电流小的交流接触器用双断点结构，而额定电流大的反而用单断点
3TM结构？
3额定电流小的交流接触器采用双断点结构，可以在电流过零时可靠熄弧，
3无需另装灭弧装置。
同时，双断点结构的触头开距小、体积小、没有软连接、
3冲击能量小、机械寿命高。
虽然双断点结构触头压力小，触头接触时无摩擦自
3清扫作用，而且要用银基合金做材料，但这些缺点影响不大。
3额定电流大的交流接触器触头压力要大，且由于开断容量大，电弧不易自
3熄，一定要装设灭弧装置。
此时，如还用双断点结构，必然使接触器结构更加
3复杂，而采用单断点已能满足要求。
4TM消弧线圈有何作用？
4消弧线圈的作用是将系统的接地电容电流加以补偿，使接地点的电流补偿
4到最小值，防止弧光短路扩大事故；同时降低了弧隙电压恢复速率以提高弧隙
4的绝缘强度，防止电弧重燃造成间歇性弧光接地过电压。
中性点经消弧线圈接
4地的系统又称补偿网络，而补偿原理是基于在接地点的电容电流上迭加一个相
4位相反的电感电流，使接地电流达到最小值。
5TM为什么对35kV的电力网，当接地电容电流大于10A时要求装消弧线圈；对３～
5TM10kV的电力网，当接地电流大于30～20A时要求装消弧线圈；而对３～10kV由
5TM由发电机直接供电的电力系统，则接地电流大于５A就要装消弧线圈？
5对于35kV的电力网，当接地电容电流大于10A时，易产生间歇性的弧光接
5地谐振过电压，健全相过电压倍数可达2.5～３倍的相电压峰值，从而危及绝
5缘裕度不大的该电网设备的绝缘。
因此，35kV电力网接地电容电流大于10A时
5要装消弧线圈，以减少接地电流，防止谐振过电压。
5对于３～10kV电网，当接地电容电流大于10A时，也会产生谐振过电压，
5但是该电网设备的绝缘裕度较大，而不至于危及绝缘；但当接地电流大于30A
5～20A时，会形成稳定性的电弧，此时电弧已不能自行熄灭，在风、热力及电
5动力的作用下而拉长摆动，往往引起多相短路，造成事故而停电。
因此，３～
5６kV电力网接地电容电流大于30A（10kV电网大于20A）时要装消弧线圈，以减
5少接地电流，利于消除接地点电弧。
5由发电机直接供电的系统，如在机内发生单相接地故障而继续带故障运行
5时，就可能烧坏定子铁芯而使其不可修复。
所以，如要求发电机带故障运行一
5定时间的话，则接地电容电流一定要小于５A，否则就要在发电机的中性点装
5设消弧线圈进行补偿，以减少接地电流，防止烧坏发电机。
6TM消弧线圈为什么能起消弧作用？
6消弧线圈是安装在不接地系统变压器或发电机Ｙ形连接线圈的中性点上。
6当系统发生单相接地时，中性点位移电压作用在消弧线圈上，产生电感电流
6流过接地点。
电容电流与的方向相反，流过故障点的总电流为此两者之
6差，故可起补偿作用。
通过补偿，接地点电流在允许范围之内，不会形成间歇
6性电弧，因此可以说，消弧线圈起了消弧作用。
7TM为什么中性点经消弧线圈接地的电力网多采用过补偿方式？
7实践证明，在同时满足故障点残流和中性点位移电压的要求时，过补偿和
7欠补偿对灭弧的影响是差不多的。
但欠补偿时，因系统频率下降、切除部分线
7路或线路一相断线等，有可能会形成完全补偿（即接地点残流为零），而造成
7串联谐振，产生危险的过电压。
所以，在正常情况下不宜采用欠补偿的运行方
7式，而应采用过补偿的运行方式。
只有当消弧线圈的容量不足，才允许在一定
7时间内采用欠补偿的方式运行，但要对可能产生的过电压进行校验。
8TM为什么消弧线圈要制成许多分接头？
8流过消弧线圈的电感电流是用来补偿系统单相接地时，通过接地点的电容
8电流的。
而系统电容电流是随运行方式的变化而变化，如投入设备和切除设备
8都会使对地电容电流发生变化。
因此，消弧线圈的电感电流也要相应地改变，
8以保证接地点电流在允许范围。
当消弧线圈制成多个分接头，就可通过改变电
8感量达到调节电感电流大小的目的。
9TM为什么消弧线圈的铁芯是带间隙的？
9消弧线圈是铁芯带间隙的电感线圈，间隙是沿整个铁芯分布的。
这样做的
9目是避免磁饱和，使补偿电流与电压成正比，减少高次谐波分量，得到稳定的
9电感值。
此外，还可以增大消弧线圈的容量。
10TM为什么消弧线圈要单独安装？
为什么也不宜装在由单回路供电的终端变电所？
10消弧线圈应分散安装，以避免发生事故或停电检修时，造成多台消弧线圈
10退出运行。
由单回路供电的终端变电所也不宜安装消弧线圈，因该回线路跳闸
10后，终端变电所的消弧线圈就退出运行，系统就得不到该消弧线圈的补偿。
11TM一个系统采用多台消弧线圈时，为什么额定容量最好不等？
11当选用多台消弧线圈时，应尽量使其额定容量不等。
例如，当补偿电流为
11200A时，不宜选用两台额定电流为100A的消弧线圈，而应当选用一台150A和一
11台50A的消弧线圈，这样做有利于调节补偿范围。
12TM为什么110kV及以上的电力系统为中性点直接接地系统，而３～35kV的电力系
12TM统为中性点不接地系统？
而380／220V的系统却又是中性点直接接地系统？
12在高压电力系统中，中性点直接接地时的绝缘水平大约比不接地时降低了
1220％左右，而降低绝缘水平的经济意义则随额定电压的不同而不同。
在110kV
12及以上系统中，变压器及电器的造价大约与试验电压（试验电压加于被试验物
12时，不应引起击穿或闪络，也不应引起油中发生局部放电）成正比，因此110
12kV及以上的系统如果采用中性点直接接地的方式，则变压器及电器的价格也将
12降低20％左右，所以这种高压系统常是接地系统。
但在３～35kV系统中，绝缘
12投资比例较小，中性点接地没有太大的经济价值，并且还使得单相接地成为短
12路，接地电流大大增加，所以该系统都采用中性点不接地方式。
至于380/220V
12系统则因它是人们日常生产、生活上方便使用的动力和照明共用的电压系统。
13TM为什么在煤矿井下禁止供电系统中性点接地？
13因井下很潮湿，如采用中性点接地系统，则人在偶尔接触一相导体时就有
13生命危险，同时中性点接地时单相接地短路电流较大，弧光容易引起瓦斯燃烧
13和爆炸。
为了保证矿井的安全，所以在煤矿井下禁止供电系统中性点接地。
14TM为什么中性点不接地系统发生单相接地时会产生弧光接地过电压，而中性点直
14TM接接地系统却不会？
14在中性点不接地系统中，若单相接地时接地电容电流较大，约大于10A左
14右，接地点电弧熄灭又重燃，产生间歇性电弧，会引起另两相对地电容与变压
14器、线路的电感发生振荡，从而产生弧光接地过电压。
14在中性点直接接地系统中，单相接地即是单相接地短路，短路电流很大，
14保护装置立即作用于断路器跳闸，切除该电路。
因此它不会产生间歇性电弧，
14不会出现弧光接地过电压。
15TM计算电力系统短路时，为什么一般电气元件的额定电压用平均额定电压，而电
15TM抗器却例外？
15在电力系统中，由于线路中存在着电压损失，因此首端电压比末端电压可
15高达10％。
为了简化计算，可认为接在同一电压级的所有元件的额定电压都等
15于其平均额定电压，这样计算造成的误差在允许范围之内。
但电抗器则需要考
15虑实际额定电压，因为电抗器的电抗比其它的元件大得多，对短路电流的影响
15大，所以在计算短路电流时，要用实际的额定电压才能满足准确度的要求。
16TM电力系统短路时，为什么电抗器有较大的限流作用？
16电抗器串联在电路中，正常工作时电抗器的阻抗远小于负载阻抗，仅占电
16路总阻抗百分只几，限流作用很小，电压降也很小；在短路时负载阻抗接近于
16零，短路电路中的总阻抗主要是电抗器的阻抗，因而可使电路中短路电流大大
16减少，故有明显的限流作用。
17TM不对称短路电流计算方法与对称短路电流计算方法有什么共同点和不同点？
17三相短路电流的计算即为正序分量电流的计算，它与不对称短路电流正序
17分量的计算公式相同；而不对称短路电流的计算，必须根据对称分量法计算序
17电抗和不为零的一个附加电抗，不对称短路电流的实际值为不对称短路电流的
17正序分量乘以一个不为１的电流倍数。
18TM简要说明电弧形成和熄灭的物理过程。
18电弧是导电体，但与金属导电性质不同，它属于气体游离导电。
因为触头
18间隙正常充满着绝缘介质，不能导电，只有游离时使触头间隙弧道中充满了自
18由电子和正离子时，才具备良好的导电性能。
18电弧形成的起因是开关电器的触头开始分离时，由于动、静触头间的接触
18压力不断下降，接触面积不断减少，使接触电阻迅速增大，接触处的温度急剧
18升高；另一方面，触头刚分离时，由于触头间的距离极小，即使触头间的电压
18很小，电场强度也很大。
上述两个原因使阴极表面向外发射起始自由电子，这
18种现象前者称热电子发射而后者称强电场发射。
电弧形成的重要因素是从阴极
18表面发射出来的自由电子，在电场力的作用下向阳极作加速运动且自由行程较
18大时将获得大的动能，当它与前方中性质点相撞时就能把其撞裂为自由电子和
18正离子，连续碰撞游离的结果，尤如雪崩一样使触头间隙内充满了自由电子和
18正离子，这种现象称碰撞游离。
此时，间隙具有很大的电导，在外加电压作用
18下，带电粒子作定向运动形成电流而被击穿形成电弧。
电弧形成后，维持其稳
18定燃烧的主要因素是由于处于弧隙高温下的中性质点产生强烈的热运动，它们
18之间不断碰撞的结果，又可能发生游离，这种现象称热游离。
热游离维持电弧
18稳定持续燃烧。
18在触头间隙产生大量带电粒子的同时，还发生带电粒子消失的相反过程即
18去游离。
去游离有复合和扩散两种形式，当去游离作用比游离作用强时，电弧
18电流将逐渐减少而使电弧熄灭。
19TM直流电路中，为什么大都采用空气灭弧的开关电器，而不采用油断路器？
19断开有电感的直流电路，会在电路中产生自感电势，其大小与电流变化速
19度成正比。
如用油断路器断开电路，因其灭弧装置的灭弧能力较强，电弧迅速
19熄灭，电流极快降为零，此时较大的电流变化率使电路产生很高的自感电势，
19危及电路和设备的绝缘。
因此，直流电路中一般要用灭弧能力不很强的开关。
19目前多采用在空气中灭弧的开关，如自动空气开关、闸刀开关、接触器等。
20TM为什么高压断路器都采用多个断口？
20高压断路器每相有两个或多个串联断口，其作用有：
⑴可使加在每个断口
20上的电压降低，从而使弧隙的恢复电压降低；⑵可以把电弧分割成多个小电弧
20段，在相等的触头行程下，多断口的电弧比单断口的电弧拉得较长，从而增大
20弧隙电阻；⑶多断口总的分闸速度增加了，介质恢复速度也就增大。
这些使断
20路器有较好的灭弧性能，所以高压断路器采用多个断口。
21TM低压开关利用金属灭弧栅熄灭交流电弧和直流电弧的灭弧原理有什么不同？
21低压交流电弧的灭弧，是利用电弧电流过零时，每一栅片内的短弧由于近
21阴极效应作用，立即在阴极附近产生150～250V的起始介质电强度。
若所有短
21电弧中阴极的介质电强度的总和，永远大于触头间外加的恢复电压，电弧就不
21再重燃。
这就是以近阴极效应的原理为基础的交流短弧灭弧原理。
21低压直流电弧的灭弧，是利用每一栅片内维持短弧燃烧的阴极和阳极电压
21降的总和大于触头的外加电压，电弧就不能维持，来实现灭弧的。
这就是以直
21流电弧特性为基础的直流短弧灭弧原理。
22TM为什么电气设备的铜铝接头不宜直接连接？
22以氢为基准，金属物质都有不同的电化序。
铝的电化序在氢之前，标准电
22极电位为－1.34V；铜的电化序在氢之后，标准电极电位为＋0.34V。
如把铜和
22铝用简单的机械方法连接在一起，特别是在潮湿并含盐份的环境中，铜、铝接
22头就相当于浸泡在电解液中的一对电极，形成电位差为0.34－（-1.34）＝1.68V
22的原电池。
在原电池的作用下，铝会很快丧失电子而被腐蚀掉，从而使电气接
22头慢慢地松驰，使接触电阻增大。
如此恶性循环，直到接头烧毁为止。
23TM熔断器的铜熔丝上焊上一颗小锡球有什么作用？
23铜熔丝上焊上一低熔点的小锡球后，由于冶金效应的作用，通过电流时若
23温度达到锡的熔点，锡球熔化，液态锡与铜作用形成铜锡液态合金。
合金的熔
23点比铜低，电阻率却比铜大几倍，使局部发热剧增。
这样可减少熔化时间和熔
23化系数,改善了铜熔丝的保护特性,并且不致引起熔断器本体长期过热而损坏。
24TM熔断器的熔丝是否达到其额定电流时即熔断？
24熔断器的熔丝在接触良好、正常散热时，通过额定电流时是不熔断。
如
2435A以上的熔丝要超过额定电流的1.3倍才熔断。
但在实际使用时，因接触和
24散热不好，并可能有震动，或熔丝装设时受损伤使截面积变小，都有可能使熔
24丝在额定电流左右就熔断。
25TM为什么在额定电流大的填充石英砂的熔断器中，其熔丝常用几根并联，而不用
25TM一根较粗的熔丝来代替？
25几根小截面的熔丝在石英砂中熔断时形成了几个并联的电弧，由于石英砂
25限制了电弧直径的扩展，几条细电弧的温度容易散发，从而能很快熄灭。
用一
25根粗熔丝熔断时电弧的截面也大，冷却较慢对电弧的熄灭不利。
因此熔丝常用
25几根并联。
26TM为什么有些熔断器的熔管内要填充石英砂，而RM系列熔断器却不要？
26熔管内填充石英砂是为了利用石英砂构成的狭缝灭弧。
电弧在石英砂中燃
26烧时，电弧与周围的石英砂紧密接触，冷却较好，增强了去游离；也使熔体气
26化产生的炽热蒸气形成高温高压作用，迅速分散渗入到石英砂的缝隙中凝结，
26迫使电弧在短路电流未达到冲击值时就完全熄灭。
26RM系列熔断器的熔体装在封闭的纤维管内。
当熔体熔断时，电弧高温使内
26壁纤维气化，分解为氢、二氧化碳和水汽，这些气体都有很好的灭弧性能。
同
26时熔管又是封闭的，且容积很小，产生的气体被电弧强烈加热，管内压力迅速
26增大，去游离加强，也在短路电流达到最大冲击值之前就可熄弧。
故RM系列熔
26断器不用石英砂作填料，这样还可使其体积小巧。
27TM为什么熔断器中石英砂颗粒大小对灭弧性能有影响？
27石英砂的颗粒太小时缝隙小，电弧的渗透能力大为减低，失去对电弧的冷
27却作用，使电弧能量集中在熔丝附近的石英砂上，以致附近石英砂被熔融，形
27成液态玻璃并与熔化的金属蒸汽结合，变为金属硅酸块，这种物质的电阻比石
27英砂小得多，形成了导电路径，电弧不易熄灭。
若石英砂颗粒太大缝隙大，虽
27然电弧能获得较好的渗透性，但整个填料的冷却表面积相对减小，没有足够的
27面积冷却电弧和吸收电弧能量。
所以，石英砂颗粒大小应适当。
28TM为什么低压熔断器的熔体的额定电流等级较多，而熔管的额定电流等级较少？
28为配合不同电路负荷电流的需要，熔断器熔体的额定电流等级较多。
因等
28级越多，选用越易合理。
熔体是装于绝缘熔管内的，一个绝缘熔管内可以配用
28不同额定电流的熔体，这样既可满足要求，又可减少熔管的规格，便于生产。
28因此，熔断器熔体的额定电流等级较多，熔管的额定电流等级较少。
29TM为什么螺旋式熔断器的螺壳中心端应接在电源进线上，而与螺壳相连的端子应
29TM接在熔断器的出线上？
29螺旋式熔断器的熔芯是接在两个接线端子之间的。
若将电源进线和螺壳中
29心相连，出线和螺壳相连，在安装熔芯和检修时，一旦有金属工具等物体碰壳
29体造成短路，则熔芯就会及时熔断，避免事故的扩大。
如端子接反，而螺壳又
29较容易与外界触及，当发生以上情况时，就无熔芯保护了。
30TM低熔点的熔体和高熔点的熔体有什么不同？
为什么低熔点的熔体适用于开断小
30TM的短路电流，而高熔点的熔体适用于开断大的短路电流？
30低熔点的熔体主要是铅、锌及铅锡合金等，其工作温度与熔化温度相差不
30大，熔化系数较小，开断能力也比较小。
这是因为在长度和电阻都一定的条件
30下，低熔点的电阻率较大，熔体截面积势必相应地增大，在开断电弧时，弧隙
30中金属蒸汽的含量必然很大，会降低开断能力。
所以低熔点的熔体只适用于短
30路电流不大的线路末端作保护电器。
30高熔点的熔体主要有铜和银，其工作温度与熔化温度相差很大，熔化系数
30很大。
由于其电阻率低，使用时熔体的截面很小，具有较大的开断能力。
所以
30高熔点的熔体适用于要求熔断时间短、开断能力强的电路。
31TM怎样判定熔断器是过载熔断，还是短路熔断？
31过载电流比额定电流大，但比短路电流小得多，引起熔体熔断的时间较长
31在小截面处积聚热量多，故多在小截面处熔断，且熔断断口较短。
短路电流比
31过载电流大得多，熔体熔断较快，熔断断口较长，甚至大截面部位也全部熔完
32TM1000V以上的高压熔断器为什么不采用铅、铅锡合金及锌制成的熔件？
32因为铅、铅锡合金及锌的电阻率较大，由它们制成的熔件截面积较大，特
32别是当熔件额定电流较大时，采用的大截面熔件熔化会产生大量的金属蒸汽，
32形成大面积电弧，不易熄灭，甚至引起熔断器爆炸而造成相间短路事故。
因此
32高压熔断器中不采用铅、铅锡合金及锌制成的熔件，这类熔件只能用在500V及
32以下的低压熔断器中。
33TMRN系列高压熔断器为什么不采用铅锌作熔件，而要采用铜丝作熔件，有的还要
33TM绕在陶瓷芯上？
33RN系列熔断器的熔管内填充石英砂，当熔件熔断产生电弧和高温时，熔化
33的金属蒸汽立即在石英砂中形成小洞。
若采用铅或锌作熔件，因其截面较大，
33石英砂中形成的小洞的直径也大，产生的金属蒸汽也多，所以灭弧困难；反之
33如用铜丝作熔件，因其截面小，在石英砂中形成的孔洞小，产生的金属蒸汽也
33少，冷却复合效果好，容易灭弧。
33当熔件的额定电流不大于7.5A时，铜丝较细，不易固定在正确位置上，也
33容易被填入的石英砂挤断，因此一般将铜丝绕在陶瓷芯上。
只要陶瓷芯固定好
33就能保持熔件在管内的正确位置，以利熄弧。
34TM为什么RN2型高压熔断器专用于电压互感器的短路保护，而不能起过载保护作
34TM用？
34RN2型高压熔断器的熔件的额定电流为0.5A，是满足机械强度要求所能选
34取的最小截面，但其额定电流仍比电压互感器的最大一次电流大许多倍，所以
34不能起过载保护作用。
因此，35kV及以下电压互感器高压侧使用的熔断器仅作
34互感器本身（匝间短路可能不熔断）以及互感器与母线连接线的短路保护。
35TM装于高压电压互感器的高压侧和低压侧的熔断器，它们的作用是否相同？
35不同。
一般低压侧装的低压熔断器的熔丝额定电流不大于２A，用以防止
35低压侧电路的过载或短路；而高压侧熔断器一般选用限流型，熔丝额定电流规
35格最小只有0.5A，此系按其机械强度所能选取的最小截面积，但是仍比互感器
35的一次额定电流大许多倍，所以不能用它来保护过载，而只能用于限制短路电
35流，起短路保护作用。
36TM为什么一般熔断器都装在户内，而跌落式熔断器则不宜装于户内？
36普通熔断器的熔丝在熔断时，电弧及气体不会从熔断器里喷出，安全可靠
36至于跌落式熔断器熔丝熔断时，便有电弧从熔管里喷出来，可能伤害维修人员
36发生故障或引起火灾，因此不宜安装于户内。
37TM为什么低压电器灭弧室的灭弧栅片用铁片而不用铜片？
37灭弧室的灭弧栅片的作用是将电弧拉入栅片，分割成若干短弧，利用短弧
37的灭弧原理来灭弧。
采用金属灭弧栅，首先可使电弧尽快地进入栅片。
铁片是
37导磁体，对电弧有吸引作用，可迅速将电弧拉入灭弧栅，使电弧熄灭。
铜片不
37是导磁体，不能吸引电弧，灭弧效果差。
为了防锈和增强传热性能，铁片可做
37镀锌或镀铜处理。
38TM为什么低压组合开关不能用于cos＜0.3以下的电路中？
38因为组合开关的结构小巧、触点容量小、开距也不大，如果电路功率因数
38cos＜0.3，因负载电感较大，当开断电路时，会产生较大过电压（即自感电
38势），造成触点熄弧困难，以致烧坏开关。
所以，cos＜0.3的电路中不使用
38组合开关。
39TM接触器触头表面有一层黑色的薄膜，是否要去掉？
39不必去掉。
黑色薄膜是含银触头生成的氧化膜，这层氧化膜的接触电阻很
39低，不但不会使触头接触不良，反而能起保护触头的作用。
40TM在用两只交流接触器的可逆起动电路中，只用正反转起动按钮互锁时，为什么
40TM两只接触器还会同时吸合而造成电源短路事故？
40在正反转起动按钮已作互锁的可逆起动器中，接触器一般能正常工作。
但
40有时因触头熔焊或机械卡死等原因，使其中一只接触器不能释放，这时再起动
40另一只接触器就会造成电源短路。
因为其中一只接触器的互锁按钮的常闭触点
40在起动后已经复位，失去了互锁作用，再按下另一只按钮时，对应
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