电器的定义、分类与典型结构

1、电器的定义、分类与典型结构电器的定义、分类与典型结构一、电器的定义一、电器的定义 电器电器- - -用用于控制电路或实现电能转换及于控制电路或实现电能转换及检测电参数的硬件设备或装置检测电参数的硬件设备或装置。 凡凡是根据外部指令或预定的功能，自动或手动、是根据外部指令或预定的功能，自动或手动、连续或断续地改变电路参数，实现对电路或非电对象连续或断续地改变电路参数，实现对电路或非电对象的切换、控制、检测和能量变换的电气设备都属电器的切换、控制、检测和能量变换的电气设备都属电器的范畴的范畴。二、电器的分类二、电器的分类 我们一般把强电领域的技术问题称之电气工程，而我们一般把强电领域的技术问题称之

2、电气工程，而把弱电领域的技术问题称之电子工程，电器是强电把弱电领域的技术问题称之电子工程，电器是强电领域的概念，因此可以说电气工程领域的硬件都属领域的概念，因此可以说电气工程领域的硬件都属电器的范畴，电器是电气工程的物质基础。电器的范畴，电器是电气工程的物质基础。( (电机、电机、变压器、输电线、电光电热等单列变压器、输电线、电光电热等单列) ) 我们把用于功率控制的电力电子装置作为广义的电我们把用于功率控制的电力电子装置作为广义的电器对待，因为电器的智能化将越来越依赖电力电子器对待，因为电器的智能化将越来越依赖电力电子技术来实现技术来实现一般按工作职能和使用领域分类一般按工作职能和使用领域分

3、类 高压电器高压电器额定工作电压在额定工作电压在1 1kVkV以上，主要用以上，主要用于电力系统，少量用于脉冲功率技术和特种电源于电力系统，少量用于脉冲功率技术和特种电源中。一般包括：断路器、负荷开关、熔断器、避中。一般包括：断路器、负荷开关、熔断器、避雷器、互感器与电抗器等雷器、互感器与电抗器等二、电器的分类二、电器的分类 低压与家用电器低压与家用电器额定工作电压在额定工作电压在1 1kVkV以下，以下，主要用于电力拖动和家庭电气设施，包括：断路主要用于电力拖动和家庭电气设施，包括：断路器、接触器、组合（自动）开关、低压熔断器、器、接触器、组合（自动）开关、低压熔断器、低压避雷器、磁力启动器

4、，家用电热、制冷、电低压避雷器、磁力启动器，家用电热、制冷、电动工具和照明等动工具和照明等二、电器的分类二、电器的分类 测测量量电器电器电量电量传感器（包括电流互感传感器（包括电流互感/ /传感传感器，电压互感器，电压互感/ /传感器），非电量（输出为电量传感器），非电量（输出为电量的）传感器的）传感器 能量能量转换转换电器电器高压高压电容器、电抗器、电磁铁，电容器、电抗器、电磁铁，电热、电声、电光电机等电热、电声、电光电机等。 特种特种电器电器矿矿用电器、航空、舰船与铁道电用电器、航空、舰船与铁道电器器 二、电器的分类二、电器的分类我们可用执行通断任务时的转换深度我们可用执行通断任务时的转换

5、深度 h来描述：来描述： - - h =Rh =Ro o/R/Rc c； 电器开路阻抗电器开路阻抗/ /闭合阻抗闭合阻抗 有触点电器有触点电器: : h=h=101010-1410-14 无触点电器无触点电器: :h=h=10104-74-7 电力系统中的高、低压电器以开关电器为主；电力系统中的高、低压电器以开关电器为主； 开关电器中又以断路器为主要的和典型开关电器中又以断路器为主要的和典型的研究对象，工作条件最苛刻，以三相交流电源为的研究对象，工作条件最苛刻，以三相交流电源为主。主。 从产业分工和结构方面，我们还可以把从产业分工和结构方面，我们还可以把电器分为电器元件和成套电器，后者一般要结

6、合纯电器分为电器元件和成套电器，后者一般要结合纯电子控制装置组成一个功能系统，实际上已成为广电子控制装置组成一个功能系统，实际上已成为广义的电器了。义的电器了。三、电器的典型结构三、电器的典型结构1 1）高压开关电器）高压开关电器 高压断路器是最典型的高压开关电器，作为短路保护可以分断几万安培的短路电流。典型的真空断路器由灭弧室、操动机构、框架和辅助开关等组成。灭弧室由弹簧储能操动机构驱动，其动作指令由开关柜上的继电保护系统给出，开关上的若干组辅助触点可反映开关的状态，并可供外部电路使用。 真空灭弧室是开关的核心，当操动机构接到指令开始分闸操作时，处于闭合状态的真空灭弧室触头分离拉出电弧，在交

7、变电流零点时电弧熄灭，完成电路分断功能。真空断路器-12kV系列1 1）高压开关电器）高压开关电器 真空开关对其操动机构的要求严格，随时准备动作，决不允许拒动或误动，一般采用储能的方式排除其能源故障带来的隐患。目前中压领域最新进展是永磁操动机构，可以与电子计算机控制匹配达到很高的时间控制精度，实现开关的动作相位控制，因之也称作电子操动。1 1）高压开关电器）高压开关电器开关的框架主要应有绝缘方面的保证，固定处于高电位的灭弧室。此外还 附加有进行自诊断装置，有的高压开关整体封闭在一个绝缘气体柜内。2 2）低压开关电器）低压开关电器 塑壳空气开关是典型的低压电器，一般由灭弧室、操动机构、骨架和外壳

8、以及过流脱扣装置等组成。以前低压系统大量使用各种熔断器，塑壳开关中有过流保护脱扣装置，各分支可以省去熔断器，从而简化了系统。 塑壳断路器采用了先进的灭弧系统，使开关利用电弧自身能量分割成许多小段，很容易在短路电流达到峰值前将其熄灭，从而使实际电弧的电流峰值和能量远没达到预期值，我们称之限流开断。 限流的最大意义在于，降低了整个系统可能承受的电流极限，在系统电动力和热稳定方面有了更好的保证。此外由于实际承受的电弧能量较小，灭弧室的体积也可以做的较小，这是限流断路器的又一优越性。 低压断路器3 3）测量与能量转换电器）测量与能量转换电器 目前电力系统中最典型的测量电器是各种电流互感器和电压互感器。

9、功率计量主要的计算测得的电流和电压。 电力系统用的电流互感器也称Ct，其一般结构是在环型铁心上绕一定匝数的二次线圈，主电流穿过环型线圈视作单匝的一次线圈。低压互感器与高压互感器的结构基本一致，只是一次和二次线圈之间的绝缘水平的差异。 3 3）测量与能量转换电器）测量与能量转换电器 新型测量电器也在向智能化方向发展，称之智能检测，所用硬件有本质上的改变：能量需求大大降低，数字输出，本身自诊断等。能量转换电器范围很广，实际上电机是应用最广的机电能量转换系统，但它的研究已自成体系，成为专门的学科。3 3）测量与能量转换电器）测量与能量转换电器除电机以外的电磁（机械）、电热、电光、电声等虽然都有自己专门领域，但都仍属于电器范畴。这部分器件直接与人们的日常生活相关，与电能的使用相关，是我们电气工程的边界，是我们必须掌握的知识。如电热器：直接欧姆热、涡流效应（电磁灶）、中频加热、微波加热、电弧炉、等离子体焚烧等等。4 4）家用电器）家用电器 随着经济和社会的发展，家用电器的用电量在电能消耗中的比例越来越大，反映了家用电器的使用量的急剧增加。虽然其内涵主要是上述能量转换电器，但更多的结合了电子技术，技术含量越来越高。因此，有必要把它们单列一类，进行分析研究。当然，现代高档的音像设备和太阳能设备、电动车等，主要是相关领域的研究对象，只在家电中归类。 5 5）成套电器和电