电器学 第3版

本书系统介绍了电器的基础理论，各类低压电器和髙压电器的用途、基本结构、技术参数及选用方法。本书是在1995年出版的《电器学（第2版）》的基础上修订而成的。书中删减了老产品，增加了近十多年来生产的新产品，包括DW45系列万能式低压断路器、T系列等塑壳式低压断路器、新型继电器、ZN39-40.5C型高压交流真空断路器及永磁操动机构等电器新产品。电器原理方面则删减了部分理论内容，增加了多个例题，并对所用国家标准进行了更新，增加了实用性。本书具有系统性、实用性和优选性，可作为普通髙等专科院校和职业技术院校电器、电机及电气技术类专业的教材，还可作为普通髙校成人继续教育电气工程专业专升本教材。中等专科学校也可以选用本书作为教材。并且，本书也可供从事电器生产和电气技术工作的人员参考。

第3版前言
第2版前言
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
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制订电器优选允许温度和极限允许温升的原则26
2.1.2电器优选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
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
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
9.2.1SN10-10I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
9.2.2SN10-10I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