一、负荷开关负荷开关是一种带有简单灭弧装置的控制电器,能够分合带负载的电路。
它适用于开启和关闭一定的负载电流以及过载电流,但无法断开短路电流。
通常需要与高压熔断器串联使用,依靠熔断器来切断短路电流。
负荷开关的主要功能包括:1. 开关和关闭功能:负荷开关具有一定的灭弧能力,可用于分断和合闸负载电流以及一定倍数(通常为3-4倍)的过载电流。
2. 替代效应:负荷开关与限流熔断器的串联组合可替代断路器使用,负荷开关负责分断和闭合小于一定倍数的过载电流,而限流熔断器负责分断较大的过载电流和短路电流。
3. 组合使用:负荷开关通常与限流熔断器串联组合,熔断器可以安装在负荷开关的电源侧或负载侧。
二、隔离开关隔离开关是一种不带灭弧装置的控制电器,主要用于隔离电源,确保其他用电设备的安全维护。
因此,不允许带负载运行。
在特定条件下,隔离开关允许连接或断开低功率电路。
隔离开关的作用包括:1. 隔离电源:隔离开关建立可靠的绝缘间隙,将需要维修的设备或线路与电源分开,并提供明显的断路点,确保维修人员和设备的安全。
2. 线路切换:根据操作需要,隔离开关可用于换线。
3. 小电流分流和合流:隔离开关可用于线路中小电流的分流和合流,如套管、母线、连接器、短电缆的充电电流等。
根据不同的结构型式和安装方式,高压隔离开关可分为户外高压隔离开关和户内高压隔离开关。
户外高压隔离开关能够承受恶劣环境因素影响,适合安装在室外梯田上。
按绝缘柱结构,可分为单柱、双柱和三柱隔离开关。
三、真空断路器真空断路器因其灭弧介质和触点间隙绝缘介质为高真空而得名,具有体积小、重量轻、适合频繁操作、灭弧无需维护等优点。
它是一种直接空气断路器,适用于3~10kV、50Hz三相交流系统中的户内配电装置,可用于工矿企业、发电厂、变电站电气设备的保护和控制。
1. 工作原理:当动、静触头分闸时,触头之间产生电弧。
触头表面蒸发产生的高温蒸汽在触点特殊形状和电流产生的磁场作用下,使电弧沿接触面切线方向快速移动,部分金属蒸气凝结在金属圆筒(屏蔽罩)上,电弧自然过零时熄灭,触点间的绝缘强度迅速恢复。
2. 作用:真空断路器具有过载、短路和欠压保护功能,能够保护线路和电源。
真空断路器的结构和工作原理如何?
答:结构主要有导电部分、真空灭弧室、绝缘部分、传动部分、框架和操动机构等组成。
真空灭弧室主要有动静触头、屏蔽罩、动静导电杆、波纹管及外壳等部件组成为一个整体,不能拆装,损坏时应整个调换。
工作原理是:⑴合闸过程 当操动机构的合闸线圈通电,合闸铁芯被吸合,通过拐臂及连杆使真空灭弧室的动导电杆运动,将断路器合闸。
⑵分闸过程 当操动机构的分闸线圈通电,分闸铁芯被吸合,使锁口释放,断路在分闸弹簧的作用下迅速分断。
③灭弧过程 真空断路器的动静触头上开有螺旋槽,使在电弧的轴向上外加一横向磁场,当驱动电弧(对于大容量的真空断路器为纵向磁场),使电弧高速旋转,避面触头过热。
谁能给通俗易懂得解释一下静电屏闭
如果将导体放在电场强度为E外的外电场中,导体内的自由电子在电场力的作用下,会逆电场方向运动。
这样,导体的负电荷分布在一边,正电荷分布在另一边,这就是静电感应现象。
由于导体内电荷的重新分布,这些电荷在与外电场相反的方向形成另一电场,电场强度为E内。
根据场强叠加原理,导体内的电场强度等于E外和E内的叠加。
当导体内部总电场强度为零时,导体内的自由电子不再移动。
物理学中将导体中没有电荷移动的状态叫做静电平衡。
处于静电平衡状态的导体,内部电场强度处处为零。
由此可推知,处于静电平衡状态的导体,电荷只分布在导体的外表面上。
如果这个导体是中空的,当它达到静电平衡时,内部也将没有电场。
这样,导体的外壳就会对它的内部起到“保护”作用,使它的内部不受外部电场的影响,这种现象称为静电屏蔽。
为防止外界的场 (包括电场、磁场 ,电磁场 )进入某个需要保护的区域 ,称为屏蔽 .屏蔽分为静电屏蔽、静磁屏蔽、电磁屏蔽是电磁学的三种不同分支.这三种屏蔽的根本目的则是依据不同的物理原理 ,利用屏蔽壳上由外场产生的感应效应来抵御外场的影响 ,从而为“保护区”设立了屏障 ,抑制了外界的干扰。
静电屏蔽[1]:为了避免外界电场对仪器设备的影响,或者为了避免电器设备的电场对外界的影响,用一个空腔导体把外电场遮住,使其内部不受影响,也不使电器设备对外界产生影响,这就叫做静电屏蔽。
空腔导体不接地的屏蔽为外屏蔽,空腔导体接地的屏蔽为全屏蔽。
空腔导体在外电场中处于静电平衡,其内部的场强总等于零。
因此外电场不可能对其内部空间发生任何影响。
若空腔导体内有带电体,在静电平衡时,它的内表面将产生等量异号的感生电荷。
如果外壳不接地则外表面会产生与内部带电体等量而同号的感应电荷,此时感应电荷的电场将对外界产生影响,这时空腔导体只能对外电场屏蔽,却不能屏蔽内部带电体对外界的影响,所以叫外屏蔽。
如果外壳接地,即使内部有带电体存在,这时内表面感应的电荷与带电体所带的电荷的代数和为零,而外表面产生的感应电荷通过接地线流入大地。
外界对壳内无法影响,内部带电体对外界的影响也随之而消除,所以这种屏蔽叫做全屏蔽。
为了防止外界信号的干扰,静电屏蔽被广泛地应用科学技术工作中。
例如电子仪器设备外面的金属罩,通讯电缆外面包的铅皮等等,都是用来防止外界电场干扰的屏蔽措施。
在静电平衡状态下,不论是空心导体还是实心导体;不论导体本身带电多少,或者导体是否处于外电场中,必定为等势体,其内部场强为零,这是静电屏蔽的理论基础。
因为封闭导体壳内的电场具有典型意义和实际意义,我们以封闭导体壳内的电场为例对静电屏蔽作一些讨论。
(一)封闭导体壳内部电场不受壳外电荷或电场影响。
如壳内无带电体而壳外有电荷q,则静电感应使壳外壁带电(如图1)。
静电平衡时壳内无电场。
这不是说壳外电荷不在壳内产生电场,根发电场。
由于壳外壁感应出异号电荷,它们与q在壳内空间任一点激发的合场强为零。
因而导体壳内部不会受到壳外电荷q或其他电场的影响。
壳外壁的感应电荷起了自动调节作用。
如果把上述空腔导体外壳接地(图2),则外壳上感应正电荷将沿接地线流入地下。
静电平衡后空腔导体与大地等势,空腔内场强仍然为零。
如果空腔内有电荷,则空腔导体仍与地等势,导体内无电场。
这时因空腔内壁有异号感应电荷,因此空腔内有电场(图3)。
此电场由壳内电荷产生,壳外电荷对壳内电场仍无影响。
由以上讨论可知,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷影响。
(二)接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响。
如果壳内空腔有电荷q,因为静电感应,壳内壁带有等量异号电荷,壳外壁带有等量同号电荷,壳外空间有电场存在(图4),此电场可以说是由壳内电荷q间接产生。
也可以说是由壳外感应电荷直接产生的。
但如果将外壳接地,则壳外电荷将消失,壳内电荷q与内壁感应电荷在壳外产生电场为零(图5)。
可见如果要使壳内电荷对壳外电场无影响,必须将外壳接地。
这与第一种情况不同。
这里还须注意:①我们说接地将消除壳外电荷,但并不是说在任何情况壳外壁都一定不带电。
假如壳外有带电体,则壳外壁仍可能带电,而不论壳内是否有电荷(图6)。
②实际应用中金属外壳不必严格完全封闭,用金属网罩代替金属壳体也可达到类似的静电屏蔽效果,虽然这种屏蔽并不是完全、彻底的。
③在静电平衡时,接地线中是无电荷流动的,但是如果被屏蔽的壳内的电荷随时间变化,或者是壳外附近带电体的电荷随时间而变化,就会使接地线中有电流。
屏蔽罩也可能出现剩余电荷,这时屏蔽作用又将是不完全和不彻底的。
总之,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷与电场影响;接地封闭导体壳外电场不受壳内电荷的影响。
这种现象,叫静电屏蔽。
静电屏蔽有两方面的意义,其一是实际意义:屏蔽使金属导体壳内的仪器或工作环境不受外部电场影响,也不对外部电场产生影响。
有些电子器件或测量设备为了免除干扰,都要实行静电屏蔽,如室内高压设备罩上接地的金属罩或较密的金属网罩,电子管用金属管壳。
又如作全波整流或桥式整流的电源变压器,在初级绕组和次级绕组之间包上金属薄片或绕上一层漆包线并使之接地,达到屏蔽作用。
在高压带电作业中,工人穿上用金属丝或导电纤维织成的均压服,可以对人体起屏蔽保护作用。
在静电实验中,因地球附近存在着大约100V/m的竖直电场。
要排除这个电场对电子的作用,研究电子只在重力作用下的运动,则必须有eE<meg,可算出E<10-10V/m,这是一个几乎没有静电场的“静电真空”,这只有对抽成真空的空腔进行静电屏蔽才能实现。
事实上,由一个封闭导体空腔实现的静电屏蔽是非常有效的。
其二是理论意义:间接验证库仑定律。
高斯定理可以从库仑定律推导出来的,如果库仑定律中的平方反比指数不等于2就得不出高斯定理。
反之,如果证明了高斯定理,就证明库仑定律的正确性。
根据高斯定理,绝缘金属球壳内部的场强应为零,这也是静电屏蔽的结论。
若用仪器对屏蔽壳内带电与否进行检测,根据测量结果进行分析就可判定高斯定理的正确性,也就验证了库仑定律的正确性。
最近的实验结果是威廉斯等人于1971年完成的,指出在式F=q1q2/r2±δ中,δ<(2.7±3.1)×10-16,可见在现阶段所能达到的实验精度内,库仑定律的平方反比关系是严格成立的。
从实际应用的观点看,我们可以认为它是正确的。
处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零。
把一个实心导体挖空,变成一个导体壳,壳内的场强仍处处为零。
这样,导体壳就可以保护它所包围的区域,使这个区域不受外部电场的影响,这种现象叫做静电屏蔽。
在工程技术中,如果需要屏蔽的区域较大,还可采用金属屏蔽网,也有良好的屏蔽效果。
在电子仪器中,为了免受静电干扰,常利用接地的仪器金属外壳作屏蔽装置。
电测量仪器中的某些联接线的导线绝缘外面包有一层金属丝网做为屏蔽。
某些用途的电源变压器中,常在初级绕组与次级绕组之间放置一不闭合的金属薄片作为屏蔽装置。