2023年二级电气建造师考试辅导

二建《电力工程管理与实务》考前辅导2Ｇ311042锅炉的类型及其重要设备１．锅炉的类型锅炉的类型可以按运营方式、锅炉出口蒸汽压力、燃用的燃料、燃烧方式、排渣方式和锅炉容量来分类。（1)按运营方式分类①定压运营定压运营是指机组在不同工况下，汽轮机依靠改变调节汽门的开度来改变机组的功率,而汽轮机前的蒸汽压力和蒸汽温度维持不变的运营方式。②变压运营变压运营是指汽轮机在不同工况下运营时,不仅主汽门是全开的，并且调节汽门也是全开的，机组功率的变动是依靠汽轮机前主蒸汽压力的改变来实现的运营方式。随着负荷的变化，蒸汽参数也随着变化。(2)按锅炉出口蒸汽压力分类①低压锅炉锅炉出口蒸汽压力≤2.45MPa,用于工业锅炉。②中压锅炉锅炉出口蒸汽压力２．45~4.９MＰａ,可用于电站锅炉、热电站或工业锅炉。③高压锅炉锅炉出口蒸汽压力5.9~9.8ＭPａ,可用于电站锅炉、热电站。④超高压锅炉锅炉出口蒸汽压力１１.8~1４．7ＭＰa，可用于电站锅炉。(3)燃用的燃料分类①固体燃料锅炉燃用煤、油页岩、垃圾、甘蔗渣和固体废料等燃料的锅炉。国产锅炉以燃煤为主，燃料成分和灰渣特性是影响锅炉设计的重要因素。②液体燃料锅炉燃用油、工业废液等燃料的锅炉。具有较高的炉膛容积热负荷和烟速。③气体燃料的锅炉燃用天然气、焦炉煤气、高炉煤气等燃料的锅炉。[Ｐaｇe](4)按燃烧方式分类①层燃炉一般在工业锅炉上应用。它的特点是有一炉排、燃料被置于其上形成均匀的、有一定厚度的燃料层而进行的燃烧。②旋风炉分卧式和立式两种。旋风筒内燃料和空气相对速度提高，燃烧过程十分强烈，燃烧完全,液态排渣,飞灰损失小。③煤粉炉煤粉炉是以煤粉为燃料的锅炉设备,它具有燃烧迅速、完全，容量大，效率高，适应煤种广,便于控制调节等优点。煤粉炉的燃烧特点是燃料随空气一起进入燃烧室,并在悬浮状态下燃烧。④余热锅炉运用冶金、石油化工、水泥等工业的余热作热源,而进行发电的锅炉。⑤循环流化床锅炉循环流化床锅炉在较短时间内被广泛应用于石油、化工、冶金、能源、环保等工业领域。其工作过程是燃料煤一方面被加工成一定粒度范围的宽筛分煤,然后由给料机经给煤口送入循环流化密相区进行燃烧,其中许多细颗粒物料将进入稀相区继续燃烧，并有部分随烟气飞出炉膛,飞出炉膛的大部分细颗粒由固体物料分离器分离后经返料器送回炉膛，再参与燃烧，燃烧产生的大量高温烟气，流通过热器、再热器、省煤器、空气预热器等受热面,进入除尘器进行除尘,最后由引风机排至烟囱进人大气。(5）按排渣方式分类按排渣方式可以提成固态排渣锅炉和液态排渣锅炉。①固态排渣锅炉固态排渣锅炉是炉膛中排出固态炉渣的锅炉。固态排渣是燃煤锅炉的重要排渣方式。②液态排渣锅炉液态排渣锅炉是从炉膛中排出液态炉渣的锅炉。它具有高温的燃烧区域,使得灰渣能熔化而流出,适合使用低灰熔点的煤。(6)按锅炉容量分类按锅炉容量可以分为小容量锅炉、中容量锅炉和大容量锅炉。①小容量锅炉锅炉的额定蒸发量小于22０t／h的锅炉。②中容量锅炉锅炉的额定蒸发量220～410ｔ／ｈ的锅炉。③大容量锅炉锅炉的额定蒸发量大于６70t／ｈ的锅炉。２.锅炉的重要设备锅炉的重要设备涉及本体设备和辅助设备。(１)锅炉的本体设备锅炉本体设备重要是由汽包、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、炉膛、燃烧器、点火装置和炉墙构架构成。①汽包汽包是一个钢质圆筒形容器,横置于炉外顶部,不受火焰和烟气的直接加热，并具有良好的绝缘条件。其作用是工质加热、蒸发、过热的连接枢纽，用来保证锅炉正常的水循环;汽包内部装有汽水分离装置及连续排污装置，用以保证蒸汽品质；汽包中存有一定的水量，因而具有蓄热能力；汽包上装有压力表、水位表、事故放水门、安全阀等附属设备,用以控制汽包压力、监视汽包水位,以保证锅炉安全工作。②水冷壁水冷壁布置在炉膛四周，吸取炉内的辐射热量，是现代锅炉的重要辐射受热面，其依靠炉膛高温火焰和烟气对水冷壁的辐射传热,加热工质。其作用是保护炉墙、简化炉墙结构、减轻炉墙重量。③过热器过热器的作用是将饱和蒸汽加热成为具有一定温度和压力的过热蒸汽，并规定在锅炉负荷或其他工况变动时，保证过热蒸汽温度的波动在允许的范围内。其分为辐射式过热器、半辐射式过热器和对流过热器三种。[Pａge]④再热器再热器是锅炉中提高蒸汽温度的部件，其作用是将汽轮机高压缸排汽加热到较高温度,然后再送到汽轮机中压缸膨胀做功。⑤省煤器省煤器的作用是吸取尾部竖井中烟气的热量,减少锅炉的排烟温度,提高锅炉效率,节省燃料;减少了水在水冷壁的预热所需的热量,用管径小、管壁薄、传热温差大、价格较低的省煤器受热面，代替部分造价较高的水冷壁受热面,节省了初投资；省煤器的采用,提高了进入汽包的水温,减少了汽包壁与给水之间的温度差，使汽包热应力减少,提高了机组的安全性。⑥炉膛炉膛的作用是保证燃料的完全燃烧;合理组织炉内热互换，布置合适的受热面满足锅炉容量的规定；使烟气到达炉膛出口时被冷却到使其后的对流受热面不结渣和安全工作所允许的温度。7燃烧器燃烧器的作用是向炉内输送燃料和空气;组织燃料和空气及时、充足地混合；保证燃料进入炉膛后尽快、稳定地着火，迅速、完全地燃尽。⑧点火装置在锅炉启动时，运用点火装置点燃主燃烧器的煤粉气流;在锅炉机组低负荷运营或在燃煤质量变差时，用点火装置稳定燃烧。⑨炉墙构架(2)锅炉的辅助设备①煤粉制备设备煤粉制备系统的重要设备涉及磨煤机、给煤机、粗粉分离器、细粉分离器、给粉机等。●给煤机给煤机的作用是根据磨煤机或锅炉负荷的需要，向磨煤机供应原煤，给煤机的形式较多常用的有圆盘式、皮带式、刮板式和振动式四种。●粗粉分离器●给粉机●细粉分离器②除灰系统重要设备●仓式气力输送泵正压气力除灰系统所用仓式气力输送泵通常简称仓式泵或仓泵,是一种充气的压力容器，以压缩空气为输送介质和动力,并周期性排放干态细灰的设备。进入仓泵罐内的细灰，在压缩空气的扰动和其前后压差的作用下，通过除灰管道输送至卸灰地点。●电动锁气器电动锁气器可供电厂气力输送系统中输送干粒状物料时锁气或定量给料用，也可用于省煤器灰斗及空气预热器灰斗下部出灰，其允许工作温度不大于2０0℃。●空气斜槽空气斜槽是运用通过孔隙密布透气层的低压空气将物料均匀气化,使之改变摩擦角，并在重力的切向分力作用下形成流动状态沿斜槽下滑以达成运送目的的一种装置。●碎渣机碎渣机是用来破碎锅炉排渣中的大渣块的设备，碎渣机一般为机械撞击式或挤压式,灰渣如通过破碎仍不能满足输送设备的规定期，需采用两级破碎。●灰渣泵锅炉排出的灰渣最后由灰渣泵通过管道送到贮灰场。灰渣泵的磨损较快，平常检修和维护的工作量较大。例:锅炉本体重要设备涉及（)。A、汽包B、给煤机Ｃ、省煤器D、磨煤机、E、过热器答案:A、C、E第三讲电力工程技术基础知识（3）一、内容提醒这一讲重要介绍2G31１043发电机的类型和2G31１051变压器和断路器的类型及其特点2G311０52互感器及隔离开关的类型2G311053杆塔的类型及其使用条件二、重点难点发电机的分类、变压器和断路器的类型及其特点和互感器及隔离开关的类型、杆塔的类型及其使用条件、三、大纲规定掌握发电机的分类、掌握变压器和断路器的类型及其特点和互感器及隔离开关的类型、杆塔的类型及其使用条件四、内容讲解2G３11０４3发电机的类型1.按原动机的不同可分为:(1)汽轮发电机:是由汽轮机驱动的，通常为卧式，转子是隐极式。(２)水轮发电机：是由水轮机驱动的，对于大、中型水轮发电机通常为立式,转子是凸极式。(3)核能发电机：与常规火力发电厂汽轮发电机无本质区别，有全速与半速两种。(4)燃气轮发电机:将气体压缩、加热后在透平中膨胀，把其热能转换为机械能的旋转式动力机械。(5）太阳能发电机：是运用太阳光照在硅等半导体上,光子冲击原子时产生的光电效应，直接将光能转换成电能的发电方式。(６)风力发电机：需根据风力大小及电能需要量的变化及时通过控制装置来实现风力发电。(7)柴油发电机：是由柴油机与发电机组成，由柴油机驱动的发电机组。通常作为独立电源或备用电源用于工矿公司、车辆船舶等多种场合。例:按原动机的不同，发电机的类型可涉及(）。A.太阳能发电机B．压缩空气发电机C．水轮发电机D．涡轮发电机E.风力发电机答案：A、C、E2．按转子形式不同可分为:（１)凸极式发电机：转子是凸极式。(2）隐极式发电机:转子是隐极式。3．按冷却介质和冷却方式不同可分为：(1)空气冷却：空冷。(２)全水冷:定子和转子绕组以及定子铁芯均采用水冷,目前最大单机容量已达1２0０MVA。（3）全氢冷:定子绕组和转子绕组用氢表面冷却或内冷，定子铁芯氢冷。通常200ＭＷ以上定、转子都采用氢内冷,最大单机容量已达８80MVA。（4)水氢氢:定子绕组水内冷,转子绕组氢内冷，定子铁芯氢冷。其单机容量可达12００MVA,大型发电机广泛采用这种冷却方式。(５）水水氢:定子和转子绕组水内冷,定子铁芯氢冷,最大单机容量已达170０ＭVA。(６)水水空(双水内冷)：定子和转子绕组水内冷,定子铁芯空气冷却，最大单机容量已达600MVA。随着电力系统容量的不断发展，规定发电机单机容量也不断增大。随着单机容量的增大,冷却介质、冷却方式及电机所用的材料也需不断发展。在冷却介质方面，一方面被采用的是便宜的空气，后来才采用氢、水和油等。在冷却方式方面,从外冷发展到冷却效果较好的内冷。空气冷却的重要优点是便宜、简易、安全。由于采用开敞式空冷系统易使绝缘脏污，一般都采用封闭循环逼迫空气冷却系统。但空气冷却效能差、摩擦损耗大。氢气和空气相比,重量轻、导热性能好(３个绝对大气压时的氢气，导热能力是空气的3倍)。采用氢气冷却的电机，可使总损耗减小30%～40%，故可提高效率。但采用氢冷后,又有易爆炸和增长复杂的制氢系统等缺陷。水（一般采用凝结水)具有很高的导热性能，它的相对导热能力比空气大１２5倍,且有化学性能稳定、不会燃烧等优点。但采用水冷后，也有易漏水和需增长一套水系统等缺陷。例:发电机最便宜、最简朴和安全的冷却方式是()。A．全水冷B．全氢冷C．空气冷却D.水水氢答案:C[Page］4．按主轴安装方式不同可分为：(1)卧式安装：汽轮发电机由于转速高达３000r/min，故其极数少，转子采用隐极式,卧式安装。（2)立式安装:水轮发电机由于转速低（一般在50０ｒ/min以下）故其极数多，转子采用凸极式,立式安装。5.按本体结构不同可分为：(1）旋转电枢式:电枢旋转。(2)旋转磁极式:磁极旋转。6.同步发电机的重要技术数据发电机的额定技术数据重要有:(１)额定容量(或额定功率):额定容量是指发电机在设计技术条件下运营时输出的视在功率,用“kVＡ”或“MVＡ”表达；额定功率是指发电机输出的有功功率，用“kW”或“MW”表达。（２)额定定子电压：指发电机在设计技术条件下运营时,定子绕组出线端的线电压，用kＶ表达。(３)额定定子电流：指发电机定子绕组出线的额定线电流,用“A”表达。（4)额定功率因数：指发电机在额定功率下运营时，定子电压和定子电流之间允许的相角差的余弦值，即cｏs￠值。（5)额定转速:指正常运营时发电机的转速,用“r/ｍin”（每分钟转数)表达。我国生产的汽轮发电机转速均为３000r／ｍiｎ。(6）额定频率:我国电网的额定频率为50Ｈz(即每秒50周)。(7)额定励磁电压：指发电机励磁电流达成额定值时，额定出力运营在稳定温度时的励磁电压。(8）额定励磁电流:指发电机在额定出力时,转子绕组通过的励磁电流,用“Ａ”或“kA”表达。（９)额定温度:指发电机在额定功率运转时的最高允许温度(℃)。(10）效率:指发电机输出与输入能量之比百分值，一般额定效率在93%～98%之间。例题：发电机的额定容量是指()。A.发电机在设计技术条件下运营时输出的有功功率Ｂ.发电机在额定工况下运营时输出的视在功率C.发电机在设计技术条件下运营时输出的视在功率D.发电机在额定工况下运营时输出的有功功率答案:C[Pａｇe]2G３11050掌握送变电重要生产设备的基本知识2Ｇ31１０51变压器和断路器的类型及其特点１.变压器的类型(１)按用途不同可分为:①升压变压器:运用电磁感应原理将发电机发出的电能从发电机电压升高至较高电压输出的设备。②降压变压器:将高电压降至所需的低电压输出的设备。③主变压器:涉及升压变压器和联络变压器。④联络变压器:在发电厂升压变电站中，用来连接两种电压等级和互换电能的变压器,多采用三绕组变压器。其第三绕组可作为平衡绕组消除三次谐波,又可作为厂用备用电源,或连接限制内部过电压用的并联电容器等。⑤配电变压器:用于配电系统将高压配电电压的功率变换成低压配电电压的功率，以供各种低压电气设备用电的电力变压器。⑥厂用工作变压器：向厂用负荷供电的变压器。⑦启动/备用变压器：启动变压器高压侧接电力系统，供汽轮发电机组启动使用。当发电机组启动并人系统，带３0％~４0％负荷后，应将该发电机组厂用电源由启动变压器切换到高压厂用变压器供电,又称为公用/备用变压器。(2)按相数不同可分为：①单相变压器:用于单相电路的变压器。②三相变压器:在三相电力系统中,一般应用三相变压器。（3)按绕组数及其结构形式不同可分为：①双绕组变压器:即在一相铁芯上套有两个绕组,一个为一次绕组，另一个为二次绕组。②三绕组变压器：即在——相铁芯上套有三个绕组,用以连接三种不同电压(高压、中压、低压)。③自耦变压器：至少有两个绕组具有公共部分的变压器。④分裂变压器:每相由一个高压绕组与两个或多个电压和容量均相同的低压绕组构成的多绕组电力变压器。(4)按调压方式不同可分为：①有载调压变压器:不需停电调压。②无励磁调压变压器：须停电调压。(５)按绝缘介质不同可分为：①油浸式变压器：铁芯和绕组浸在绝缘液体中的变压器。电压较高、容量较大的变压器均用油浸式。②干式变压器:铁芯和绕组不浸在绝缘液体中的变压器，采用气体或固体绝缘介质。按其不同的绝缘和冷却结构可分为浸渍式、包封绕组式和气体绝缘式等。多用在低电压、小容量或用在防火防爆的场合。（6）按冷却方式不同可分为：①油浸自冷变压器。②油浸风冷变压器。③逼迫油（导向)循环风冷变压器。④逼迫油（导向)循环水冷变压器。（7)按绕组材料不同、材质不同可分为:①铝绕组变压器。②铜绕组变压器。例：采用()可以将发电机发出的电能从发电机电压提高例:与厂用变压器相比,主变压器的特点涉及()。Ａ．容量大,一次额定电流大B.工作在高磁密度状态Ｃ.重要负责发电机输出电力的升压D.多台并联运营Ｅ.可通过联络线向电网枢纽变电所供电答案：A、Ｂ、Ｃ、E３．断路器的类型(1）根据控制、保护的对象不同，断路器可分为:①发电机断路器：控制、保护发电机用的断路器。②输电断路器：用于11０(63)kV及以上的输电系统中的断路器。③配电断路器：用于35（6３)kV及以下的配电系统中的断路器。④控制断路器：用于控制、保护经常需要启停的电力设备（如高压电动机、电弧炉等)的断路器，断路器的额定电压在1２kＶ以下。(2）根据灭弧介质不同，断路器可分为:①多油断路器：触头系统放置在装有变压器油的由钢板焊成的油箱中,油箱是接地的。油一方面用来熄灭电弧,另一方面又作为断路器导电部分之间以及导电部分与接地的油箱之间的绝缘介质。②少油断路器:变压器油用来熄灭电弧和作为触头间的绝缘介质,但不作为对地绝缘。③压缩空气断路器:压缩空气不仅作为灭弧介质和绝缘介质，并且还作为传动的动力。④磁吹断路器：在空气中由磁场将电弧吹入灭弧栅中,使之拉长、冷却而熄灭电弧的断路器。⑤固体产气断路器:运用固体产气材料,在电弧高温作用下分解出来的气体熄灭电弧的断路器。⑥真空断路器：运用真空作为触头间的绝缘与灭弧介质。⑦六氟化硫(SF6)断路器:SF6气体五色、无味、无毒；不会燃烧、化学性能稳定、常温下与其他材料不会产生化学反映。(3)根据安装地点不同,断路器可分为:①户内断路器。②户外断路器。(4）按断路器对地绝缘方式不同,断路器可分为:①绝缘子支柱型结构:这种结构类型的特点是灭弧室处在高电位,靠支柱绝缘子对地绝缘。它的重要优点是可以用串联若干个灭弧室和加高对地绝缘支柱绝缘子的方法组成更高电压等级的断路器。②罐式型结构：这种结构类型的特点是灭弧室及触头系统装在接地的金属箱中，导电回路靠套管引出。它的优点是可以在进出线套管上装设电流互感器，且其抗震强度大于支柱型结构。③全封闭组合结构:这种结构类型的特点是把断路器、隔离开关、互感器、避雷器和连接引线所有封闭在接地的金属箱中，与出线回路的连接采用套管或专用气室。［Pａｇｅ]4．几种常用断路器的特点(1)少油断路器的特点:少油断路器的用油量较多油断路器大为减少,12ｋV级的用油量仅数公斤,252ｋV级的用油量也只有数百公斤。但少油断路器的电寿命较短,在额定短路开断电流下的连续开断能力仅为数次。(２）真空断路器的特点：真空断路器的电寿命长,合用于频繁操作，在额定短路开断电流下可连续开断数十次甚至近百次不需检修,开断时产生截流过电压，生产技术规定较高,额定电压不高。(3）六氟化硫（SＦ6）断路器的特点：单断口电压高于其他类型的断路器。在超高压断路器中,六氟化硫断路器的元件数最少、可靠性高、开断能力强、检修周期长、无火灾危险，因而很受欢迎、发展迅速。例:输电断路器是指用于()的输电系统的断路器。A.1１０(63）kV及以下Ｂ.３５(6３)kV及以下C.110（63)ｋV及以上Ｄ．35～1１０kV答案:C例：断路器按控制和保护对象的不同,可以分为()。A．发电机断路器B．输电断路器C．母线断路器Ｄ.配电断路器E.控制断路器答案:Ａ、Ｂ、D、E2Ｇ311052互感器及隔离开关的类型1．互感器的类型(１)电压互感器的类型①按结构原理的不同可分为:●电磁式:常用的有油浸式和树脂浇注式，此外尚有与气体绝缘金属封闭开关设备组合用的六氟化硫气体绝缘式。●电容式:由电容分压器和电磁单元（电磁式电压互感器）构成，一般为单相油浸式。在110ｋV及以上的屋外配电装置中广泛采用,它事实上是一个电容分压器。②按绕组数目不同可分为：●双绕组:有一个一次绕组和二次绕组。●三绕组:三绕组电压互感器除有一次绕组和基本二次绕组，供应测量仪表和继电器的二次绕组外,尚有一组辅助二次绕组，用来接入监视电网绝缘状况的仪表和保护接地继电器。③按相数不同可分为:●单相:可制成任何电压等级。●三相：只限于1０ｋＶ及以下电压等级。④按安装地点不同可分为：●户内式:35kV及以下制成户内式。●户外式:３5kV以上制成户外式。[Page］⑤按绝缘方式不同可分为：●干式：干式(浸绝缘胶）结构简朴、质量轻、无着火和爆炸危险,但绝缘强度较低，只合用于6kV及以下空气干燥的户内配电装置中。●浇注式:浇注式结构紧凑、维护方便、尺寸小、无着火和爆炸的危险,合用于3~35ｋV户内配电装置中。●油浸式：油浸式按其结构还可分为普通式和串级式两类。３~3５ｋV均制成普通式;110kV及以上采用串级式。油浸式电压互感器绝缘性能好，可用于10ｋＶ以上的户外配电装置中。●充气式：用于ＳF６全封闭组合电器中。(2）电流互感器的类型①按原绕组匝数的不同可分为：●单匝式:一次绕组形式又可分为贯穿式(一次绕组为单根铜杆或铜管)和母线式（以母线穿过互感器作为一次绕组)两种。这种电流互感器结构简朴、尺寸小、价格低、短路时动稳定性好。但当一次电流较小时，这种结构的电流互感器测量误差较大。额定电流在600~1000Ａ以上的电流互感器,一般均制成单匝式。●多匝式:一次绕组由穿过铁芯的一些线匝制成,铁芯上绕有二次绕组,多匝式电流互感器按一次绕组结构，可分为绕组式、“8”字形、“Ｕ”字形三种。②按安装方式不同可分为：●支柱式:安装在配电装置的平面或支柱上,有户内式和户外式两种。●穿墙式:安装在墙壁或金属结构的孔中,可节约穿墙套管。主绝缘为穿墙瓷套,一次绕组为贯穿于瓷套中的一根棒形导体,并同瓷套一起贯穿于铁芯之中的电流互感器。铁芯上绕有两个二次绕组，分别用于测量和保护。一次绕组有单匝和多匝两种，按负荷大小选用。穿墙式电流互感器已广泛用于10kＶ及以下的屋内配电装置。其优点是绝缘性能可靠,使用方便。●电缆式:本体为一环状铁芯,其铁芯上绕有二次绕组,直接套在电力电缆外皮上的电流互感器。当中性点不接地系统发生接地故障时,电缆的金属外皮有接地电流通过,在电缆式电流互感器的二次绕组中产生电流而使接地保护动作。●套管式:装在断路器或电力变压器等引出线套管的密封座内的电流互感器。③按铁芯数可分为：●单铁芯式：只有一个铁芯，一个一次绕组和二次绕组，单供测量或保护用。●多铁芯式：有一个公共一次绕组和多个铁芯，每个铁芯有一个二次绕组,每个二次绕组均按不同功能规定配置。④按绝缘不同可分为:●纯瓷的(如母线式)：主绝缘为瓷套,一次绕组为贯穿于瓷套中的母线，瓷套贯穿在铁芯之中的电流互感器。铁芯上绕有供测量和保护用的两个二次绕组。瓷套用水泥浇装在铁制端盖上,其两端有瓷套帽和夹板,供夹紧母线用。母线式电流互感器广泛应用于lOｋV及以下的屋内配电装置中。●树脂浇注式:运用环氧树脂作绝缘，将一次绕组和二次绕组浇注成一个整体，铁芯分为上下两部分,以改善其误差性能。有供测量和保护用的两个二次绕组。其优点是体积小、重量轻、电压较高时需注意耐局部放电的性能，合用于35ｋV及以下户内配电装置中。●油浸(油纸绝缘)式:电容型和链型(“８”字形)结构。油浸式互感器通常装有隔阂或金属膨胀器,使油与空气隔离,防止绝缘受潮和氧化。一次绕组通常分为两组,引出线端处有变换电流比用的串联、并联换接片。二次绕组有3~6组，供测量和保护装置选用,多为户外型设备。⑤按装设地点不同可分为：●户内式:lOkV以下多为户内式。●户外式：35ｋV及以上多为户外式，并用瓷套制成箱体。●装入式：又称套管式，即把电流互感器装在35kV及以上的变压器或断路器的套管中,这种形式应用很普遍。[Pagｅ］⑥按变流比不同可分为:●单变流比：只有一种变流比,原、副线圈均套在同一铁芯上,它的结构最简朴。例：可将高电压变为便于仪表、保护、自动化装置测量和使用的低电压的互感器称为()。Ａ.电流互感器B．配电变压器Ｃ.电压互感器Ｄ.启动/备用变压器答案:C例:电流互感器按安装方式的不同可分为（)2G3１1053杆塔的类型及其使用条件架空送电线路的杆塔外形重要取决于电压等级、线路回数、地形、地质情况及使用条件等。在满足上述规定下根据综合技术经济比较,择优选用。1．杆塔按其作用及受力不同可分为:(1）承力杆塔①耐张杆塔：它的作用是将线路适当分段，控制事故范围,并能承受断线张力，耐张杆塔通常兼作小转角。②转角杆塔：用于线路转角处,在正常情况下承受导地线转角合力，事故情况下承受断线张力,也起到控制事故范围的作用。③终端杆塔:用于线路起止两端,能承受导地线较大的张力差。④专用杆塔：有分歧杆塔、耐张换位杆塔及耐张跨越杆塔等。(２)直线杆塔用于线路直线段上,支持导地线垂直和水平荷载，有的直线塔也用在小角度的转角上。有以下几种：①直线中间杆塔。②直线转角杆塔。③直线换位杆塔。④直线大跨越杆塔等。2．按制造材料不同杆塔可分为电杆和铁塔：(１)电杆的类型及其使用条件①钢筋混凝土电杆:钢筋混凝土电杆的杆型，常用的有单杆和双杆,又有带拉线和不带拉线之分。杆塔拉线可以承受较大的风载及断线荷载，使杆塔的结构简化，节省材料,因而被广泛采用。●3５~110ｋV单回路直线电杆此类电杆承受的负荷较小,一般设计成单杆,导线呈三角形排列。它的特点是杆型重心低，稳定性能好，结构简朴,不需要打拉线，但它的埋置深度较大，一般为２.5~3m。直线单杆的横担有固定和转动两种，转动横担用来减少主杆在断线后所受的扭矩。单杆头部横担的形式,如图2G３11０5３—1所示。●35~110kV单回路承力杆(带拉线)３5～１1０ｋＶ单回路承力杆是指直线耐张杆、转角杆、终端杆，它所承受的荷载较大,当采用钢筋混凝土电杆时,一般均需设立拉线,以平衡导线、地线的张力，其外形有A字形和门形两种，如图2G311０53—2所示。A字形采用拔梢杆组合而成；门形杆多采用￠300等径杆段组成。当转角度数大、荷载大时,则多采用铁塔。[Pａgｅ]●3５~11０kV双回路门形直线电杆钢筋混凝土直线双杆都组成门形，故又叫门形杆,是1１０ｋＶ线路的重要杆形。由于双杆的承载能力较大，导线水平排列容易满足电气上的规定，有较高的耐雷水平,并且可以防止导线不均匀脱冰舞动时引起的碰线事故，所以在大截面导线、大档距、重雷区和重冰区，采用门形双杆较为适宜。门形直线双杆有:只设立叉梁不打拉线、不设立叉梁只打拉线及既设立叉梁又打拉线等多种情况。直线双杆的拉线是用于承受断线张力及风荷载，同时增长了电杆在顺线路方向的稳定。拉线有V形和X形两种，Ｘ形拉线抗横线路方向荷载能力比V形拉线要好，且可不设叉梁(图２G3110５3—3)。②薄壁离心钢管混凝土电杆:它是将混凝土浇灌在薄壁钢管内，经离心成形的空心复合构件,钢管壁厚为3~５mm，离心后混凝土壁厚为2５—35mm。它可以充足发挥钢和混凝土两种材料的特性,并具有良好的共同工作性能。与钢筋混凝土电杆相比,在相同的承载力条件下可以减少截面尺寸,减少混凝土用量,减轻构件自重，方便施工安装,加工时可取消钢模,构件规格和长度不受钢模限制，也不需要蒸汽养护,并且可以解决混凝土电杆的裂缝问题。该杆型已用于110—２20kV送电线路上。③拔梢钢管电杆:重要用于向城市市区供电的３5—1lOｋＶ送电工程。虽然它的造价较高，但用在市区线路上，具有占地少、所需走廊窄等优点,且显得美观、挺拔、简洁,与城市环境较为协调。(2)铁塔的类型及其使用条件铁塔是高压输电线路上最常用的支持物，国内外大多采用热轧等肢角钢制造,螺栓组装的空间桁架结构,也有少数国家采用冷弯型钢、钢管或钢管混凝土结构，钢材均采用热浸镀锌防腐。根据结构和受力特点，铁塔可分为拉线塔和自立塔两大类。就外形而言，拉线塔可分为导线呈三角形排列的上字形、猫头形以及导线呈水平排列的门形、拉V形等,尚有纵向能自立的内拉线门形塔等。②自立塔●自立式直线塔:可分为导线呈三角形排列的上字形、鸟骨形、猫头形及导线呈水平排列的酒杯形、门形两大类。上字形铁塔（见图２G３１１０53-4)属于自立塔，常用于110kV线路,结构简朴,多为窄基，占用土地面积少,合用于通过居民区及山坡地带。拉线塔是用角钢组成桁架结构，制成方形细长构件,再组成塔形,其底部与基础为绞接,必须带有拉线，不能自立。●自立式双回路铁塔:有鼓形、倒伞形、正伞形和蝴蝶形等,目前国内大多采用鼓形，蝴蝶形一般多用于大跨越铁塔。●自立式承力塔(含转角塔和终端塔)自立式承力塔重要有酒杯形、干字形及双回路门形（见图２G３１10５３—5)等。由于干字形塔中相导线直接挂在塔身上,下横担的长度比酒杯形塔短，结构也比较简朴，因而比较经济。例:()具有能承受很大拉力,占用土地面积大的特点。A.自立式承力塔Ｂ.自立式双回路铁塔C．自立式直线塔Ｄ．拉线塔答案:Ｄ第四讲电力工程技术基础知识(4）一、内容提醒这一讲重要2G311０6０电力工程常用建筑钢材的类型及其选用原则和2G3110７0变电站(所)及送电线路常用材料的基本知识二、重点难点常用建筑钢材的类型、常用建筑钢材的选用原则及电线电缆的分类及重要用途和金具、绝缘子的分类及重要用途三、大纲规定掌握电力工程常用建筑钢材的类型及其选用原则、熟悉变电站(所)及送电线路常用材料的基本知识四、内容讲解２Ｇ3１10６0掌握电力工程常用建筑钢材的类型及其选用原则２Ｇ3１1061常用建筑钢材的类型1、碳素结构钢碳素结构钢指一般的结构钢,以及工程用的热轧板、管、型、棒材。在建筑工程中的钢结构，广泛使用这些钢材。碳素结构钢冶炼方便，成本低,具有良好的塑性及各种加工性能。我国生产的碳素钢分为Q195、Q215、Q２3５、Q255和Q２7５五个牌号。其中的Q是屈服强度屈字的汉语拼音的字头，后面的阿拉伯数字表达屈服强度值（MPa)。由Q195到Q27５是以强度由低到高排列的,钢材强度重要由其中碳元素的含量的多少来拟定的。钢结构用钢重要是Q235,其含碳量在０.１2%~0．22%之间。碳素结构钢的表达方法为Q235一＃．#,#分别表达质量等级和浇注方法。例如Q235一Ａ.F,表达屈服点为235ＭPa的质量为A级的沸腾钢。Q23５分为Ａ、B、Ｃ、D四个质量等级,其中D级质量最佳,A级质量最差。Ａ、B级按脱氧限度分为沸腾钢(Ｆ）、半镇静钢(B),C级为镇静钢（Ｚ),D级为特殊镇静钢(ＴＺ），其中镇静钢(Ｚ）、特殊镇静钢(TＺ)可以不写。２．低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，少量添加若干合金元素而成，例如:硅、锰、钒、钛等。合金元素总量低于5％的钢称之为低合金钢，高于5%为高合金钢。建筑结构仅用低合金钢，其牌号和性能如下：由于生产和使用经验的关系，《混凝土结构工程施工质量验收规范》推荐使用低合金钢有两种:16Mn(１６锰)和15ＭnＶ(1５锰钒)，《混凝土结构工程施工质量验收规范》还推荐与这两种类似而质量较高的桥梁用钢，即１6Mｎ２1q（16锰桥),15ＭnVq（15锰钒桥)钢。低合金钢的品牌前两位数表达平均含碳量的万分数，后面再标出所含合金元素的符号。当其平均含量低于1.５％时只列元素的符号,当高于1．5%时在元素符号后列百分之几并取整数。例如16Mn，表达其含碳量为0.1６%及重要合金元素为锰且合金量低于１．5%。低合金结构钢的化学成分与碳素结构钢相似,但加入少量的合金元素。１6Mn和15MnV的屈服强度比Q２３5分别高出47％和６6%,并具有较好的塑性、韧性和加工性能,是强度高且综合性能好的钢材。用于钢结构可比碳素结构钢节约材料15％~25%,当仅用于受拉及受弯时则节约比例更大。3．型钢与钢板(1)型钢。在建筑工程中重要承重结构及辅助结构,大量使用各种规格与型号的型钢。常使用的型钢有角钢、工字钢、槽钢、扁钢等，用以组成各种形式的钢结构。(２)钢板。钢板有厚板、中板和薄板之分。厚板在建筑上应用最多。建筑上多用中板与各种型钢组成钢结构。镀锌薄板用于制作落水管;或压制成波形后，即成瓦楞铁皮,用作车间的屋面或维护结构。[Page]4．钢筋钢筋是建筑工程中用量最大的钢材品种之一，其材质按化学成分涉及普通碳素钢和普通低合金钢。钢筋就生产工艺不同分为热轧钢筋、冷加工钢筋、热解决钢筋及钢丝等。（１)热轧钢筋。在一般钢筋混凝土结构中大量使用的钢筋为热轧钢筋。热轧钢筋分为ＨPB235、HRB335、HＲB400、ＨＲB500四个等级。其中HPB2３5级钢筋由碳素结构钢轧制，其余均由低合金结构钢轧制而成。(2)冷加工钢筋。冷加工钢筋重要有冷拉钢筋和冷拔低碳钢丝。钢筋通过冷加工解决后，钢筋的耐冲击韧性有所减少，因此,在承受冲击荷载的基础和结构中不得使用。(３）热解决钢筋。热解决钢筋是以热轧HRB500级钢筋经调质解决(先淬火后高温回火)后，使其综合力学性能提高的钢筋。(４）碳素钢丝。碳素钢丝由含碳量不低于0.８%的优质碳素结构钢盘条，经冷拔及回火制成。碳素钢丝具有很好的力学性质。例题:在碳素结构钢的牌号中,符号Q的含义是表达（）。Ａ．镇静钢B.质量等级最低Ｃ.质量等级最高D．钢材屈服点答案：D例题:在钢结构中,常用的碳素结构钢是（)。A.Q19５B．Q2１５C.Ｑ235D．Q2５5答案：Ｃ2Ｇ311062常用建筑钢材的选用原则1、碳素结构钢(非合金结构钢)的选用原则建筑工程中重要应用的碳素钢是Ｑ235号钢。在非预应力混凝土中，使用最多的一级钢筋即由Q2３5号钢热轧而成。在钢结构中,各种型钢、钢板和钢管,重要也是应用Ｑ23５号钢轧制而成的。Q２3５号钢之所以普遍应用于建筑中，重要是它的机械强度、韧性和塑性以及加工等综合方面的性能好，并且冶炼方便，成本较低。Ｑ2１5号钢机械强度低、塑性大，受力后产生变形大。经冷加工和时效解决后可代替Q235号钢使用。Q275号钢机械强度高，但塑性较差,以前曾轧制成人字纹钢筋,用于钢筋混凝土中。在选用钢的牌号时,还必须熟悉钢的质量。质量等级为D和C的钢优于B和A的钢,特殊镇静钢、镇静钢优于半镇静钢,更优于沸腾钢。质量好的钢,成本较高。工程结构的荷载类型、连接方式(焊接或非焊接)及环境温度等条件，对钢材性能有不同的规定,是选用钢材时必须注意的。在动荷载、焊接结构或严寒低温条件下工作时,往往限制沸腾钢的使用。沸腾钢的限制条件是:(1)直接承受动荷载的焊接结构;(2)直接承受动荷载的非焊接结构,而计算温度等于或低于－20℃；(3）承受静荷载及间接动荷载作用，而计算温度等于或低于-3０℃时的焊接结构。因此，质量较差、时效敏感性大、钢材性能不够稳定的沸腾钢,仅用于除上述限制条件外的一般结构工程使用。由于Q2３5-D钢具有足够的形成细晶粒结构的元素,同时对硫、磷元素控制较严格，故其冲击韧性好,抵抗振动冲击荷载能力较强,特别在一定低温条件下选用更为合理。质量等级为A的钢，一般仅合用于受静荷载作用的结构。［Ｐage]2.低合金高强度结构钢的选用原则3．钢筋混凝土结构用钢筋和钢丝的选用原则钢筋混凝土结构用钢筋和钢丝,重要是碳素结构钢和低合金结构钢的产品。目前普遍使用的有热轧钢筋、冷拔低碳钢丝、碳素钢丝、钢绞线和热解决钢筋等。（4)热解决钢筋的选用:热解决钢筋强度高,综合性能好，质量稳定，锚固性好,节省钢材，重要用于预应力钢筋混凝土轨枕和其他预应力混凝土构件中。例题:在动荷载、焊接结构或严寒低温条件下工作时,往往限制()的使用。A.特殊镇静钢B.沸腾钢C.半镇静钢D．镇静钢答案：B例题：预应力混凝土用钢丝及钢绞线的具有()等特点，合用于大跨度屋架、吊车梁等大型构件及V形折板配筋。A．强度高B.柔性好C.无接头D.安全可靠E.易焊接答案:A、B、C、D2G3１107０熟悉变电站（所)及送电线路常用材料的基本知识2G３11071电线电缆的分类及重要用途1.电线电缆的分类电线电缆的种类很多,按其不同的特点可以有不同的分类方法。若综合产品的性能、结构和制造工艺的相近性，并结合使用特点,可分为裸电线、电磁线、电力电缆、电气装备用电线电缆、通信电线电缆五个大类。（1)裸电线：没有绝缘的电线称为裸电线，又称裸导体。它是电线电缆产品中最基本的一大类产品。按产品的形态结构和用途不同，分为圆单线、架空用绞线、软接线和型线等四个系列。①圆单线:又称圆线，是圆形的单根导线。从材料上分有单金属线、圆铝线、圆铜合金线、铝合金线、双金属线、铜包钢线和铝包钢线等。圆单线可以单独使用，也可以构成绞线，并可以作为电线电缆导体，即构成各种线芯。②架空用绞线：是由多根圆线或型线,经绞合或嵌合而成的裸电线。裸电线能制成较大截面的导线,以输配较大的电流，并且比较柔软和牢固，广泛地用于电压为380V~33０kV及以上各种输配电线路中。重要品种有铝绞线、钢芯铝绞线、铝合金绞线、钢芯铝合金绞线、铝包钢绞线、钢芯铝包钢绞线、扩径钢铝绞线和硬铜绞线等。③软接线：凡柔软的铜绞线或各种编制线均称为软接线。供各种规定柔软连接的场合使用。涉及裸铜软线、裸铜天线、铜电刷线和铜编制线等。④型线：是一类为满足不同用途的电线电缆及电气设备元件的规定而制成的矩形、梯形、葫芦形等不同几何形状的导体。涉及扁线、母线、异形排及电车线等产品。(2)电磁线:是用于电机、电器和电工仪表的线圈或绕组，已实现电磁能量转换的电线，又称绕组线。按绝缘层所用材料、结构、耐热等级和用途,可以分为漆包线、绕包线、无机绝缘电磁线、特种电磁线四大类。①漆包线：是将绝缘漆涂在导电线芯上经烘干形成的漆膜作为绝缘层的。普通漆包线可分为缩醛、聚酯、聚氨酯、环氧、聚酯亚胺、油性漆包线等,特种漆包线有自粘直焊漆包线、自粘漆包线、耐冷冻剂漆包线等。②绕包电磁线，用绝缘纸、玻璃丝、天然丝和合成丝等紧密绕包在裸导线或漆包线上,形成绝缘层的电磁线叫绕包电磁线。涉及丝包线、玻璃丝包线、纸包线、薄膜绕包线等。③无机绝缘电磁线:是用无机绝缘材料，如陶瓷、玻璃膜、氧化膜等作绝缘层的电磁线。④特种电磁线:是具有合用于特殊场合使用的绝缘结构及特性的电磁线,如中、高频绕组线,聚乙烯绝缘尼龙护套潜水电机绕组等。（３)电力电缆：输配电用的电缆，称为电力电缆。在电缆技术中，通常把３5kＶ及以下电压级的电缆，称为中、低压电缆；而把１lOkV及以上电压级的电缆称为高压电缆。中、低压电力电缆重要有：塑料绝缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆等。高压电力电缆有自容式充油电缆、钢管充油电缆。①塑料绝缘电力电缆：涉及聚氯乙烯绝缘电力电缆(具有聚氯乙烯绝缘的电力电缆)、聚乙烯绝缘电力电缆(具有聚乙烯绝缘的电力电缆)、交联聚乙烯绝缘电力电缆（具有交联聚乙烯绝缘的电力电缆)等。②橡皮绝缘电力电缆:具有橡皮绝缘层的电力电缆为橡皮绝缘电力电缆。涉及天然一丁苯橡皮绝缘电力电缆、乙丙橡皮绝缘电力电缆、丁基橡皮绝缘电力电缆等。此外尚有压缩气体绝缘电缆、低温电缆、超导电缆等。(4)电气装备用电线电缆:各种电气装备与电源间连接的电线电缆，电气内部的安装线,控制、信号系统用的电线电缆,以及低压电力系统内用的绝缘电线等,均属于电气装备用电线电缆。按产品使用特性可分为通用电线电缆、电工设备和仪器仪表用电线电缆、交通工具用电线电缆、地质勘探和采掘工业用电线电缆、信号控制电缆、直流高压电缆等。①通用电线电缆:涉及橡皮、塑料绝缘电线;橡皮、塑料绝缘软线;通用屏蔽绝缘电线;通用橡套软电缆；电焊机用电缆；电梯用电缆等。②电工设备和仪器仪表用电线电缆：涉及电机、电器引接线；电光源用电线电缆；潜水电机用防水橡套电缆;无机绝缘高温电缆;电器、仪表安装线；热工仪表用电线;电工、电子仪器仪表用电线电缆;医疗仪器用电线等。[Pａge］③交通工具用电线电缆：涉及汽车、拖拉机用电线；机车车辆用电线；航空电线;船用电缆等。④地质勘探和采掘工业用电线电缆：涉及检测电缆；钻探电缆；油田生产用电缆；采掘工业用电线电缆等。⑤信号控制电缆：涉及聚氯乙烯绝缘和护套信号电缆;橡皮绝缘控制电缆;塑料绝缘控制电缆;野外用橡皮绝缘控制电缆等。⑥直流高压电缆:涉及Ｘ射线机用直流高压电缆；电子轰击炉用电缆；电子束焊机用高压电缆;高压电炉用电缆；静电喷漆用电缆等。(5)通信电线电缆：传输电信用的电线电缆,称为通信电线电缆。涉及用于市内或局部地区通信网络的市内电话电缆、用于长距离城市之间通信的长途通信电缆（长途对称通信电缆、同轴通信电缆)、局用电缆和各种通信电线。2．电线电缆的用途电线电缆的重要用途是电力传输、电气通信和绕制电气装备用的线圈或绕组。（1)用于电力传输:电线电缆将电站(电厂)发出的电能,通过远距离或近距离输送,最后分派给各个工农业生产单位及其用户，这样就把发电站（电厂)、变电站、配电站和用电单位连接起来，组成一个电能的传输和分派体系,即电力系统，完毕电力的输配任务。(2)用于电气电信:通过各类高、低频的长途通信电缆、市内电话电缆、架空通信明线、电视广播和控制信号电路,在全国各地区、各单位之间以及每个单位内部传输各种通信信号电路，组成一个通信信号传递系统,完毕电气通信任务。(３)用于电机、电器及各种电工装置的线圈或绕组;各种电机、电器、电工装置和通信设备等都有线圈或绕组。线圈或绕组如同电器装备的心脏,是电能与机械能等其他能量进行转换的枢纽。线圈或绕组就是用绕组线（电磁线）绕制的。例:漆包线是将绝缘漆涂在导电线芯上经烘干形成的漆膜作为(）的。Ａ.防护层B．防水层Ｃ.绝缘层D.防腐层答案：C例:电线电缆的重要作用是()。A．电力传输B.电气电信C．无线通信D.电视信号的接受与发送E.绕制电机、电器及各种电工装置的线圈答案：A、Ｂ、E[Pａｇｅ]２G３110７2金具、绝缘子的分类及重要用途1.金具的分类及重要用途(1)金具的分类按金具的重要性能和用途,大体可分以下几类:①悬吊金具；②锚固金具;③联结金具；④接续金具;⑤防护金具;⑥接触金具；⑦固定金具。(2）金具的重要用途①悬吊金具：悬吊金具又称支持金具或悬垂线夹。这种金具重要用来悬挂导线于绝缘子串上(多用于直线杆塔）及悬挂跳线于绝缘子串上。②锚固金具:锚固金具又称紧固金具或耐张线夹。这种金具重要用来紧固导线的终端，使其固定在耐张绝缘子串上，也用于避雷线终端的固定及拉线的锚固。锚固金具承担导线、避雷线的所有张力,有的锚固金具也作为导电体。③联结金具：联结金具又称挂线零件。这种金具用于绝缘子连接成串及金具与金具的连接。它承受机械荷载。④接续金具:这种金具专用于接续各种裸导线、避雷线。接续金具承担与导线相同的电气负荷,大部分接续金具承担导线或避雷线的所有张力。⑤防护金具:这种金具用于保护导线、绝缘子等,如保护绝缘子用的均压环、防止绝缘子串上使用的重锤及防止导线振动用的防振锤、护线条等。⑥接触金具:这种金具是供硬母线、软母线与电气设备的出线端子相连接，导线的T接及不承力的并线连接等。这些连接处是电气接触,因此，规定接触金具具有较高的导电性能和接触稳定性。⑦固定金具：固定金具也称电厂金具或大电流母线金具。这种金具用于配电装置中的各种硬母线或软母线与支柱绝缘子的固定、连接等，大部分固定金具不作为导体,仅起固定、支持和悬吊之用。但由于这些金具是用于大电流，故所有元件均无磁滞损失。2.绝缘子的分类及重要用途（1)绝缘子的分类绝缘子分类方法有多种，按使用电压可分为高压绝缘子和低压绝缘子;按其装置场合可分为户内绝缘子和户外绝缘子；按其结构和用途可划分为１１个小类、48个系列,见表２Ｇ3１１０７2。绝缘子按其结构和用途分类表２Ｇ3１１07２小类系列高压线路刚性绝缘子1．高压线路针式绝缘子２．高压线路瓷横担绝缘子3.高压线路柱式绝缘子4．高压线路蝶式绝缘子高压线路悬式绝缘子１．高压线路盘形悬式瓷绝缘子2.高压线路盘形悬式玻璃绝缘子３．高压线路耐污悬式瓷绝缘子４.高压线路耐污悬式玻璃绝缘子５．高压线路瓷拉棒绝缘子6,地线用悬式绝缘于电气化铁道用绝缘子1．接触网用棒式绝缘子２．电机车绝缘子低压线路绝缘子1．低压线路针式绝缘子２.低压线路蝶式绝缘子3．低压线路路线轴式绝缘子4．线路拉紧绝缘子5.电车线路绝缘子[Ｐａge]布线用绝缘子1.鼓形绝缘子２．瓷类板３.瓷管通信线路绝缘子针式绝缘子高压支柱绝缘子１.户内支柱绝缘子2．户外针式支柱绝缘子３.户外棒式支柱绝缘子4.耐污支柱绝缘子高压穿墙套管１.户内穿墙套管2．户外穿墙套管3．母线穿墙套管4.油纸电容式穿墙套管电器套管1．变压器瓷套管2．油纸短尾电容式变压器套管3.油纸长尾电容式变压器套管４.胶纸电容式变压器套管5.断路器瓷套管6.互感器瓷套管7.电容器瓷套管8.电缆瓷套管电器瓷套1.断路器瓷套2．互感器瓷套３．电容器瓷套4．电缆瓷套5.避雷器瓷套电器瓷件1.低压电器瓷件2.拉杆绝缘子３.支柱瓷件4．灭弧罩瓷件5.高压熔断器瓷件6．电缆出线隔板(2)绝缘子的重要用途①高压线路类绝缘子●高压线路刚性绝缘子:涉及针式瓷绝缘子、瓷横担绝缘子和蝶式瓷绝缘子等。针式瓷绝缘子用于6~3５kV高压架空输配电线路。瓷横担绝缘子用于高压架空输配电线路,可代替针式和悬式绝缘子，并省去高杆瓷担。蝶式瓷绝缘子用于架空输配电线路终端，耐张及转角杆上作为绝缘和固定导线之用。同时也与线路悬式绝缘子相配合,作为线路金具中的一个元件,简化金具结构。●高压线路悬式绝缘子：涉及盘形悬式瓷绝缘子、盘形悬式玻璃绝缘子、瓷拉棒绝缘子和地线绝缘子等。盘形悬式瓷绝缘子分普通型和耐污型两种。用于高压和超高压输电线路，供悬挂或张紧导线，并使其与塔杆绝缘。普通型合用于一般工业区。耐污型合用于沿海、冶金粉末、化工污秽以及较严重工业污秽地区。耐污型绝缘子在上述地区使用时，可以缩小杆塔尺寸，具有较大的经济价值。盘形悬式玻璃绝缘子与盘形悬式瓷绝缘子用途基本相同,并且在运营损坏时,其伞盘自动破碎,容易发现，大大减少绝缘探测工作量。瓷拉棒绝缘子使用在lOkＶ及以下架空电力线路上的终端耐张及转角杆上，作绝缘和固定导线用。可以代替部分蝶式瓷绝缘子和盘形悬式瓷绝缘子使用。●电气化铁路接触网用棒式瓷绝缘子：用于电气化铁路接触网作为接触导线的固定和对地绝缘。悬挂式绝缘子用于悬挂接触导线;腕臂支撑式绝缘子用作接触线路电杆上定位器腕臂的刚性支撑。②低压线路类绝缘子●低压线路针式、蝶式、轴式瓷绝缘子：针式瓷绝缘子使用在lkV以下架空电力线路中作绝缘和固定导线用。蝶式瓷绝缘子供配电线路终端、耐张及转角杆上作为绝缘和固定导线用。轴式瓷绝缘子供配电线路终端、耐张及转角杆上作为绝缘和固定导线用。●架空线路拉紧瓷绝缘子:用于交、直流架空输配电线路和通信线路终端拐角或大跨距电杆上，平衡电杆所受拉力，作拉紧绝缘和连接用。●电车线路用绝缘子：用作电车线路绝缘和张紧导线或用于电车和电站上作导电部分的绝缘和支撑物。●通信线路针式瓷绝缘子:用于架空通信线路中绝缘和固定导线。●布线用绝缘子:涉及鼓形绝缘子、瓷夹板和瓷管等，用于低压布线。[Page］③高压电站类绝缘子●电站用高压户内支柱绝缘子:用于工频额定电压6—35kＶ户内电站、变电所的电器设备母线和配电装置上，作为高压导电部分的绝缘支持物。●户外针式支柱绝缘子：合用于交流额定电压为3～２2０kＶ，安装地点周边环境温度为-40~+4０℃及海拔高度不超过1０00ｍ的电器的绝缘部分或配电装置上，作绝缘和固定导体。●户外棒式支柱绝缘子：用于高压电器和高压配电装置,起绝缘和固定导体作用。●防污型户外棒式支柱绝缘子：合用于覆盐密度在０.1mg／ｃｍ2以内的中档污区，作为高压电器和配电装置的绝缘和固定作用。●高压穿墙套管：涉及户内穿墙套管、户外穿墙套管、母线穿墙套管和油纸电容式穿墙套管等。户内穿墙套管合用于工频交流额定电压35kＹ及以下电站及变电站配电装置中，供导体穿过墙壁、楼板或其他接地物时作绝缘和支持用。户外穿墙套管合用于工频交流额定电压为35ｋY及以下，安装地点周边环境温度为－40一＋4０℃及海拔高度不超过1000m的电站和变电站配电装置中，供导体穿过墙壁或其他接地物时作绝缘和支持用。母线穿墙套管使用时由电站母线直接穿过其内腔,供母线穿过隔板或其他接地物时作绝缘和支持用。油纸电容式穿墙套管适宜于在60kY及以上的高压电站、变电所中供导体穿过墙壁或其他接地物时作绝缘和支持用。④电器瓷套:涉及变压器瓷套、开关瓷套、互感器瓷套。●变压器瓷套：涉及电力变压器和实验变压器用套管瓷套及支柱瓷套两大类。额定电压3５kＶ及以下的瓷套作为变压器高、低压引线对地的主绝缘，额定电压60kＶ以上的瓷套作为变压器套管的辅助绝缘。●开关瓷套：涉及多油断路器瓷套、少油断路器瓷套、负荷开关瓷套、防爆开关瓷套、隔离开关瓷套、空气断路器瓷套等。重要用作开关的高压引线对地的绝缘及作断路器绝缘和内绝缘的容器。●互感器瓷套：用作电流互感器和电压互感器的绝缘元件。例题：在架空输配电线路的终端杆、耐张杆以及耐张型转角杆上作为绝缘和固定导线用的绝缘子是（)。Ａ.蝶式瓷绝缘子Ｂ．高压瓷横担绝缘子Ｃ.拉紧瓷绝缘子D.棒式瓷绝缘子答案:A例题:高压穿墙套管涉及()。A.户内穿墙套管B.户外穿墙套管Ｃ.电缆穿墙套管D．母线穿墙套管Ｅ.油纸电容式穿墙套管答案：A、Ｂ、D、E第五讲电力工程技术基础知识(５)一、内容提醒这一讲重要介绍2G3110８0梁、柱的内力和强度计算方法二、重点难点简支梁内力及应力的计算方法、杆件强度的计算方法三、大纲规定了解梁、柱的内力和强度计算方法四、内容讲解２G31108０了解梁、柱的内力和强度计算方法２G311081简支梁内力及应力的计算方法１.梁的内力（1)梁和梁的基本类型在建筑结构中以弯曲变形为主的构件称为梁,如工业厂房中的吊车梁、民用建筑中的阳台挑梁、屋面大梁、檩条、楼梯梁等。弯曲变形的受力和变形特点是：荷载是垂直于梁的轴线的。梁受荷载后，其轴线由本来直线变成曲线。在梁计算简图中一般可用轴线和相应的支座表达。两支座之间距离称为梁的跨度。梁只有一个跨度的称为单跨梁，有两个和两个以上跨度的称为多跨梁。单跨梁按支座的性质可分为以下三种基本类型。①简支梁:简支梁是一端固定铰、一端可动铰支座的梁。如房屋窗户、门上的过梁，由于嵌入墙体部分较短,墙体只起支承作用。②悬臂梁：最常见的悬臂梁是民用建筑中的阳台挑梁。它的约束特点是:梁的一端完全固定,另一端自由。③外伸梁:外伸梁是一端或两端有外伸部分的梁。例题:一端固定铰支座；一端可动铰支座的梁，称为(）。A.静定多跨梁B．悬臂梁C.外伸梁D.简支梁答案：Ｄ(２)梁的内力①剪力Q和弯矩M求梁的内力的基本方法仍然是截面法。见图２Ｇ3110８1－1所示简支梁在P力作用下平衡。现求距离左支座A为a的截面Ｉ-Ｉ的内力。先运用静力学平衡条件求出梁的支座反力YA和ＹB。然后用假想截面沿I－I切开,分为左右两部分，并取左边部分梁作为研究对象。根据整体平衡,局部必然平衡的原理，左段部分梁应当平衡。但在ＹA外力作用下，左段梁是不平衡的，它有两种趋势：一是向上移动，使左段梁沿Ｉ-I处相对于右段梁错开,这是剪切现象；一是绕截面I-I顺时针转动,使梁弯曲,是弯曲现象。相应于这两种趋势，在截面I-I上必然有两种内力来维持左段梁的平衡:一是平行于ＹＡ而方向与YA相反的内力Q；一是逆时针方向的内力偶矩M。前者阻止梁错开,后者抵抗梁的弯曲。它们的大小均可用静力学平衡条件解出。由∑Y=０YA+Q＝0YA＝-Q由∑M１＝0YAa－M=0M＝YＡa内力Ｑ称为剪力,内力偶矩M称为弯矩。假如取右边部分梁作为研究对象,根据作用与反作用原理,在右段梁截面I-I上也有一个剪力Q和一个弯矩M，和左段梁上的Q、M大小相等方向相反。将上面的分析再作一归纳，可得出计算剪力Q和弯矩M的一般规律:梁上任一截面上的剪力,在数值上等于这个截面以左（或以右)部分各外力(涉及支座反力）的代数和。任一截面上的弯矩,在数值上等于这个截面以左(或以右)各部分外力对该截面形心的力矩的代数和。②剪力Q和弯矩M的正负号为使同一截面上的剪力和弯矩的符号,不因取截面左边部分或右边部分而不同,规定：当外力使截面以左边部分向上,或右边部分向下相对错动时,截面上的剪力为正，反之为负,见图２G３１1081—２所示。当外力矩使梁弯曲后向下凸时，截面上的弯矩为正，反之为负,见图２G311081—３所示。(3）剪力图和弯矩图①剪力方程和弯矩方程用代数方程式把梁的各个截面上的剪力和弯矩的变化规律表达出来,分别称为梁的剪力方程Q(x)和弯矩方程Ｍ(ｘ)。建立剪力方程和弯矩方程的方法，只要在梁上设一坐标系xｏｙ,以ｘ表达梁不同截面的位置,再用截面法取分离体,写出平衡方程就可以得到。可以运用代数方程式求最大最小值的方法来拟定Ｑ（x)和M(ｘ）的最大值及其所在位置，但不直观并且不方便。事实上常用方程的函数图像表达出来，称为剪力图和弯矩图。②剪力图和弯矩图剪力图和弯矩图是把剪力方程和弯矩方程所代表的函数图像在一个坐标系里描绘出来。作图的方法是:以梁的轴线为横坐标x轴,每个x值代表一个截面的位置,以与梁轴线垂直的纵坐标轴表达剪力(或弯矩)值。每个截面位置x相应一个该截面上的剪力Ｑ(或弯矩Ｍ),可以在Ｑ-x坐标系(或M-ｘ坐标系)里定一个点，把所有点连起来就是剪力图(或弯矩图)。建筑工程中规定画剪力图时，Ｑ轴向上为正，M轴向下为正。实际作图时，先根据剪力方程(或弯矩方程)的图形性质，拟定几个所谓控制点，计算出这几个控制点的值,就可以作图。作图的目的是拟定危险截面的位置和截面上相应的剪力(或弯矩）值。(４)用叠加法作梁的剪力图和弯矩图当单跨梁上作用有一组荷载时,可以比较方便地运用叠加原理作剪力图和弯矩图。荷载作用的叠加原理说明：一组荷载中每一个荷载单独作用所产生的效果(支座反力及内力)之和等于这一组荷载共同作用所产生的效果（支座反力及内力)。根据这个原理，我们可以先分别做出每一个荷载单独作用时的剪力图和弯矩图。然后，将同一截面的剪力和弯矩叠加起来,就得到最后的剪力图和弯矩图。这便是叠加原理。例题:梁的支座反力求解,需要运用梁的()。A.几何尺寸B．静力平衡条件C.内力D.物理条件答案：Ｂ［Pagｅ］2．梁的强度计算(1)梁的正应力①两种应力梁弯曲时横截面上存在两种内力:剪力Q和弯矩Ｍ。剪力和弯矩都是截面上应力合成的结果。在一般情况下,构件截面上任意一点都也许有两种应力:剪应力和正应力。剪力是在截面内和截面平行的内力,它只能由剪应力合成。弯矩是力偶矩,不也许由剪应力合成，只能由垂直于截面的正应力合成。因此,相应于剪力和弯矩,梁横截面上将有剪应力和正应力两种应力。剪力Q引起剪应力，弯矩M引起正应力。②弯曲正应力在工程中常见的梁横截面大都有一个对称轴,如矩形、圆形、工字形、Ｔ字形梁等。由各截面的对称轴组成的平面称为纵向对称面。梁上承受的荷载一般认为都作用在此纵向对称面内，这使外力(涉及荷载和支座反力)组成一个平面平衡力系。梁的轴线是在纵向对称面内的。梁在这样的平面力系作用下发生弯曲,弯曲后的轴线仍在纵向对称面内。这种弯曲称为平面弯曲。与拉压、扭转时同样,研究梁横截面上正应力分布规律时，也要从观测分析梁的变形着手。(2)梁的正应力强度条件建筑工程上所用的梁一般都是等截面梁。梁的破坏,一方面发生在内力最大的截面上的应力最大处,该点称危险点。此点应力为式中Ｍ——危险截面上最大弯矩；Y——危险截面上距中性轴最远的点的ｙ坐标值;I——横截面对中性轴的惯性距。为了使梁能安全使用,规定梁的最大应力不得大于材料的允许应力。式中W——为截面的抗弯截面系数，单位为“mｍ3”。此式称为弯曲正应力的强度条件。正应力强度条件可进行三方面的强度计算:①校核梁的强度。已知荷载、截面和材料，若Yｍaｘ≤[Ｊ],则梁是安全的。②当已知梁的荷载、材料的允许应力和截面形状时,可通过Ｗ，计算出截面尺寸。③已知梁的截面形状、尺寸、材料的允许应力,通过计算Mmax,拟定梁所能承受的最大荷载。２G311082杆件强度的计算方法１.杆件的内力杆件的种类很多，工程上一般将它们概括为实心或厚壁截面杆和薄壁截面杆、直杆和曲杆、等截面杆和变截面杆等。杆件的强度是通过应力这个物理量来度量的。为了拟定这些应力，一般需先求出杆件横截面上的内力分量,即截面上分布内力对某选定坐标系简化所得的主向量及主矩的分量。拟定杆件内力的一般方法是截面法和运用平衡条件。在分析复杂受力杆件的内力时，也可以先将外力进行适当的简化,把杆件分为几个简朴的受力杆件分别计算其内力，然后相叠加。这就是工程常用的内力叠加法。为了表达内力沿杆长的变化规律，可以将内力表达成坐标x的函数,称为内力方程式。工程上除了以内力方程描述杆件内力的变化规律外，更多的是使用作图方式,由于图形更能形象地表达内力沿轴线的变化和危险截面的位置。内力图涉及剪力图、弯矩图、扭矩图、轴向力图,其中轴向力图和扭矩图一般都很简朴。2．杆件强度分析在求得杆件内力的基础上，为了拟定其强度,还需进一步分析它的应力。杆件应力的精确理论是相称复杂的，但材料力学就是要对常见的典型构件建立一些简朴、实用的应力近似计算公式,作为评估工程结构强度的依据。因此，在一般情况下都采用假设来简化应力分析。这些假设是有实验依据的,由此得出的近似理论公式也已受到实践的检查。杆件的整体变形，大体可归纳为三种基本形式：杆件轴向伸长或缩短、轴线的弯曲、横截面绕轴线的扭转，简称拉伸或压缩:弯曲、扭转。杆件的复杂变形都可看作是这三种基本变形的组合。相应这三种变形，杆内各单元都有应力作用。拉伸(压缩)时,杆的横截面上只有正应力,没有剪应力;弯曲时，横截面上重要的还是正应力，剪应力一般是个小量;而扭转变形时,实心杆件的横截面上重要是剪应力。3．杆件的强度计算应力分析的目的是对工程构件进行强度评估。评估工作大体涉及下列几个方面：●分析杆内的重要和次要应力。●分析内力，作内力图，拟定危险面，并根据截面上应力分布拟定最大应力作用位置。●求出危险单元上的工作应力，即杆件在正常工作时,工作外力所产生的应力值。●由实验或设计规范、手册,拟定材料的“破坏”应力。●建立杆件安全或“破坏”的判别条件，以判断杆件是否能正常工作。在一般情况下,杆件的横截面上会有正应力和剪应力作用。剪应力又可分为弯曲剪应力和扭转剪应力两类。前者在有横向力作用时与弯曲正应力同时出现，对细长杆来说,弯曲剪应力是个小量。对于实心截面杆,一般可以不考虑弯曲剪应力对杆件强度的影响。但对一些抗剪能力特别差的材料，例如顺纹木材，除了应按正应力来判断杆件强度外，还应按剪应力来检查它的安全。对于一些薄壁截面，例如工字形截面，在腹板最高处的弯曲正应力和剪应力都相称大，这时应考虑该处的单元在两种应力共同作用下的强度问题。从杆件横截面上的弯曲正应力和扭转剪应力的分布可以看出,杆件的危险单元一般都在截面的边界处,具体位置要根据截面形状和内力的实际方向拟定。杆件是由各种材料制成的，而材料能承受的应力值是有限度的，如超过承载能力,杆件将不能正常工作。因此,在设计规范和有关手册中,对各种材料在某种工作的条件下，规定了保证不同材料安全工作的最大应力值,称为许用应力。杆件的拉伸压缩、剪切、扭转和弯曲四种基本变形的强度计算。(１)杆件轴向拉伸或压缩时的强度计算为了保证杆件在外力的作用下可以正常工作，必须使材料截面上的实际应力（工作应力)不超过材料的许用应力,即（２G3１108２—1)上式称为杆件轴向拉伸或压缩时的强度条件。式中N——危险截面的内力；Ａ——危险截面的截面面积。运用强度条件,可以解决以下三大问题。[Ｐage]●强度校核需要判断某已知杆件安全可靠,可根据已知载荷户和横截面面积A计算出杆件横截面上的工作应力口,然后再与材料的许用应力相比较。●设计截面尺寸若杆件承受的载荷是已知的,所选的材料是拟定的,需要设计构件截面的具体尺寸,可根据已知载荷和所用材料的许用应力［ｆ)求得构件所需截面积的大小。(2G3１１082—2）所需面积大小拟定后，再按照结构的用途和性质拟定截面的形状,计算出截面的具体尺寸。●计算许可载荷假如受拉或受压杆件的横截面积Ａ和许用应力[o)都是已知的，则可求出杆件所能承受的最大轴力为（2G311082—3）然后拟定许可载荷。（2）杆件剪切的强度计算●剪切强度为了保证杆件在工作中不被剪断，必须使杆件的工作剪应力(工作应力）不超过材料的许用剪应力，即(2Ｇ３1１082—4)就是剪切强度条件。●挤压强度为了保证杆件不产生局部挤压，必须满足工作挤压应力不超过材料的许用挤压应力。(２G3１１０８2—5）即挤压强度条件。（3）杆件扭转的强度计算为了使轴扭转时能正常的工作，必须使其工作时最大剪应力不超过材料的许用剪应力。（２G311082—6）为圆轴扭转时的强度条件。(４）杆件弯曲的强度计算●梁的正应力强度条件为使梁能正常的工作，必须使其工作时最大应力不超过材料弯曲时的许用应力。(２G３1１082—７)即弯曲正应力的强度条件。[Page]●