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绪论1

0.1 电器在电力系统及工业控制系统中的作用1

0.2 电器的定义与分类4

0.3 国内外电器工业发展概况6

0.4 本课程的任务7

第1篇 电器原理9

第1章 电器的电动力9

1.1 概述9

1.2 计算电动力的两种基本方法12

1.2.1 用能量平衡法计算电动力12

1.2.2 用比奥-沙瓦定律计算电动力13

1.3 正弦电流产生的电动力16

1.3.1 单相交流电动力16

1.3.2 三相交流电动力17

1.4 交流短路电流产生的电动力20

1.4.1 单相短路时导体所承受的电动力20

1.4.2 三相对称短路时导体所承受的电动力21

1.5 电器电动稳定性的校验22

习题与思考题24

第2章 电器的发热26

2.1 概述26

2.1.1 制订电器最高允许温度和极限允许温升的原则26

2.1.2 电器最高允许温度和极限允许温升的分类27

2.1.3 电器散热的基本方式30

2.2 电器热计算的基本原理33

2.3 不同工作制下电器的热计算36

2.3.1 长期工作制36

2.3.2 八小时工作制36

2.3.3 短时工作制36

2.3.4 反复短时工作制38

2.4 交流短路电流下电器的热计算40

习题与思考题41

第3章 电弧的产生与熄灭42

3.1 概述42

3.1.1 气体的游离与去游离42

3.1.2 气体放电的几个阶段45

3.2 电路开断时电弧的产生过程49

3.3 直流电弧的产生与熄灭51

3.3.1 直流电弧的伏安特性51

3.3.2 直流电弧的稳定燃烧点及熄灭条件52

3.3.3 电弧能量及开断直流电弧时的过电压53

3.4 交流电弧的产生与熄灭55

3.4.1 交流电弧的伏安特性55

3.4.2 交流电弧的熄灭条件与熄灭过程55

3.4.3 交流电弧零休期间的物理过程57

3.5 电器常用的灭弧方法62

3.5.1 熄灭长弧的方法62

3.5.2 熄灭短弧的方法63

习题与思考题63

第4章 电接触65

4.1 概述65

4.2 接触电阻的成因及计算66

4.2.1 收缩电阻和表面膜电阻67

4.2.2 接触电阻的计算公式68

4.2.3 影响接触电阻的各种因素69

4.2.4 电接触连接的基本结构72

4.3 触头的振动与熔焊74

4.4 触头的电磨损75

4.4.1 液桥的形成和金属转移75

4.4.2 电弧对触头的磨损76

4.5 触头的发热计算76

4.5.1 触头在长期工作时的温升76

4.5.2 电接触连接在通过短路电流时的热稳定性78

4.6 触头的电动力计算79

4.7 电器常用的电接触材料80

4.7.1 弱电流触头材料的选用81

4.7.2 中电流及强电流触头材料的选用81

4.7.3 固定电接触所用材料81

4.7.4 真空开关电器所用触头材料81

习题与思考题82

第5章 电磁铁的磁路计算84

5.1 概述84

5.1.1 电磁铁的结构和工作原理84

5.1.2 电磁铁的分类84

5.2 磁路计算的基本定律86

5.2.1 磁路的基尔霍夫第一定律87

5.2.2 磁路的基尔霍夫第二定律87

5.2.3 磁路的欧姆定律87

5.3 气隙磁导的计算89

5.3.1 数学解析法计算气隙磁导89

5.3.2 分割磁场法计算气隙磁导92

5.4 直流磁路的计算96

5.4.1 直流磁路计算的任务96

5.4.2 漏磁系数法计算磁路97

5.5 交流磁路的计算102

5.5.1 交流磁路的主要特点102

5.5.2 交流并联电磁铁磁路计算的任务和方法103

5.5.3 交流并联电磁铁磁路计算的步骤105

习题与思考题108

第6章 电磁铁的特性及设计方法109

6.1 概述109

6.2 电磁铁的反力特性110

6.2.1 电磁铁反力特性的分类110

6.2.2 电磁铁反力特性计算举例110

6.3 电磁铁的吸力计算及静吸力特性111

6.3.1 能量平衡法111

6.3.2 麦克斯韦公式法114

6.3.3 交流电磁铁的吸力116

6.3.4 常用电磁铁的静吸力特性119

6.4 电磁铁动作时间的计算122

6.4.1 直流电磁铁的吸合时间122

6.4.2 直流电磁铁的释放时间124

6.4.3 影响直流电磁铁动作时间的因素125

6.4.4 交流电磁铁的动作时间126

6.5 直流电磁铁设计126

6.5.1 选择设计点126

6.5.2 选择电磁铁的结构形式127

6.5.3 直流电磁铁的初步设计127

6.5.4 验算直流电磁铁的性能134

6.6 交流电磁铁设计136

6.6.1 选择设计点136

6.6.2 选择电磁铁的结构形式136

6.6.3 交流电磁铁的初步设计136

6.6.4 验算交流电磁铁的性能140

6.7 相似法141

习题与思考题143

第2篇 低压电器145

第7章 低压配电电器145

7.1 概述145

7.2 刀开关、刀熔开关和转换开关146

7.2.1 刀开关146

7.2.2 刀熔开关149

7.2.3 转换开关149

7.3 低压熔断器150

7.3.1 低压熔断器的用途和分类150

7.3.2 低压熔断器的工作原理及主要技术参数150

7.3.3 低压熔断器的典型产品153

7.3.4 低压熔断器的材料158

7.3.5 低压熔断器的选用160

7.4 低压断路器162

7.4.1 低压断路器的用途、分类和工作原理162

7.4.2 低压断路器的主要技术参数163

7.4.3 典型低压断路器产品165

7.4.4 低压断路器的选用179

习题与思考题180

第8章 低压控制电器181

8.1 概述181

8.2 接触器181

8.2.1 接触器的用途、工作原理和分类181

8.2.2 接触器的主要技术参数182

8.2.3 接触器的典型产品183

8.2.4 接触器的结构分析190

8.2.5 交流接触器引进产品介绍191

8.2.6 接触器的选用192

8.3 控制继电器194

8.3.1 控制继电器的用途和分类194

8.3.2 继电器的输入—输出特性194

8.3.3 控制继电器的主要技术参数194

8.3.4 常用的控制继电器195

8.4 凸轮控制器与主令电器206

8.4.1 凸轮控制器206

8.4.2 主令电器208

习题与思考题211

第3篇 高压电器215

第9章 高压交流断路器215

9.1 概述215

9.1.1 高压交流断路器的用途215

9.1.2 高压交流断路器的分类215

9.2 高压交流少油断路器217

9.2.1 SN10-10Ⅰ型高压交流少油断路器的用途、型号含义及主要技术参数217

9.2.2 SN10-10Ⅰ型高压交流少油断路器的结构及工作原理218

9.3 高压交流真空断路器221

9.3.1 真空灭弧的特点221

9.3.2 真空灭弧室中电弧产生与熄灭的物理过程及提高其开断能力的途径222

9.3.3 真空灭弧室及触头的结构224

9.3.4 高压交流真空断路器的操作过电压225

9.3.5 高压交流真空断路器的优点及存在的问题226

9.3.6 真空断路器操动机构的比较227

9.3.7 高压交流真空断路器产品介绍227

9.4 高压交流六氟化硫断路器230

9.4.1 六氟化硫的特性230

9.4.2 高压交流六氟化硫断路器的分类232

9.4.3 高压交流六氟化硫断路器的优缺点232

9.4.4 高压交流六氟化硫断路器产品介绍233

9.5 高压交流断路器的操动机构237

9.5.1 操动机构的任务与要求237

9.5.2 操动机构的类型与特点238

9.5.3 操动机构示例239

习题与思考题244

第10章 其他高压电器245

10.1 高压隔离开关和高压负荷开关245

10.1.1 高压隔离开关245

10.1.2 高压负荷开关248

10.2 高压熔断器249

10.2.1 限流式高压熔断器250

10.2.2 高压跌落式熔断器251

10.3 高压避雷器252

10.3.1 间隙的放电特性252

10.3.2 高压交流管式避雷器253

10.3.3 高压交流阀式避雷器254

10.3.4 高压交流磁吹阀式避雷器256

10.3.5 金属氧化物高压避雷器256

10.4 高压组合电器257

10.4.1 高压组合电器的定义与分类257

10.4.2 金属外壳式高压成套组合电器258

10.4.3 全封闭六氟化硫高压成套组合电器259

习题与思考题260

附录261

附录A 导磁体常用材料的磁性能261

附录B 漆包线的规格、性能与用途263

参考文献265