电压知识
什么叫短路过电压?
一、什么叫短路过电压?
短路过电压是变压器主要性能指标之一。它的大小对变压器的正常运行和事故运行有着重要的作用,在一定的额定电流下,短路过电压越小,短路阻抗也越小。
短路电压:将变压器二次绕组(低压侧)短接,在一次侧绕组(高压侧)加电压使一次绕组中电流达额定值,这时将一次侧绕组所加的电压值与额定电压值之比的百分数,称短路电压百分数(或阻抗电压百分数)。
二、产生短路过电压的原因?
过电压引起变压器短路,实质是变压器磁芯饱和引起的变压器原边线圈励磁电感接近零,从而完成电感成为导线,当变压器由于饱和时,磁化达到极限,从而磁导率接近零,变压器原边励磁电感接近零,电流不再受到阻碍,出现短路脉冲电流。
对于正弦波,电压,匝数,磁密,磁芯以及工作频率的关系如下:
u=4.4NBSf
对于方波,则存在如下关系:
u=4NBSf
所以当工作频率,匝数以及磁芯不变,电压升高则会引起磁密增大,磁密增大到极限则达到磁芯饱和,励磁电感接近零,变压器发生的现象就是短路,电流急剧升高,引起变压器线圈烧毁,开关管损坏。
三、绝缘电阻,耐过电压,泄露电流?
题主的问题很简练,但内涵还是有的。
在阐述之前,我们先来看一些相关资料。
第一,关于电气间隙与爬电距离
GB7251.1-2013《低压成套开关设备和控制设备 第1部分:总则》中的一段定义,如下:
注意这里在绝缘特性条目下定义了电气间隙和爬电距离。
(1)电气间隙
电气间隙指的是导体之间以及导体与接地体(金属外壳)之间的最短距离。电气间隙与空气介质(或者其它介质)的击穿特性有关。
我们来看下图:
此图就是著名的巴申曲线,是巴申在19世纪末20世纪初提出来的。
巴申曲线的横坐标是电气间隙d与气压p的乘积,纵坐标就是击穿电压。我们看到,曲线有最小值存在。对于空气介质来说,我们发现它的击穿电压最小值大约在0.4kV,而pd值大约在0.4左右。
如果固定大气压强,则我们可以推得击穿电压与电气间隙之间的关系。
我们来看GB7251.1-2013的表1:
我们看到,如果电器的额定冲击耐受电压是2.5kV,则最小电气间隙是1.5毫米。
(2)爬电距离
所谓爬电距离,是指导体之间以及导体与接地体之间,沿着绝缘材料的表面伸展的最短距离。爬电距离与绝缘材料的绝缘特性有关,与绝缘材料的表面污染等级也有关。
我们来看GB7251.1-2013的表2:
注意看,若电器的额定绝缘电压是400V,并且污染等级为III,则爬电距离最小值为5毫米。
第二,关于泄露电流
我们来看下图:
上图的左侧我们看到了由导体、绝缘体和金属骨架接地体(或者外壳)构成的系统,并注意到泄露电流由两部分构成:第一部分是电容电流Ic,第二部分是表面漏电流Ir。表面漏电流是阻性的,而电容电流是容性的,因此它与超前表面漏电流90度。于是,所谓的泄露电流Ia自然就是两者的矢量和了。
注意到两者夹角的正切值被称为介质损耗因数,见上图的右侧,我们能看到电容电流与表面漏电流的关系。
介质损耗因数反映了绝缘介质能量损耗的大小,以及绝缘材料的特性。最重要的是:介质损耗因数与材料的尺寸无关。因此,在工程上常常采用介质损耗因数来衡量绝缘介质的品质。
可见,我们不能仅仅依靠兆欧表的显示值来判断绝缘性能的好坏。
那么绝缘材料的击穿与什么有关?第一是材料的电击穿,第二是材料的气泡击穿。
简单解释材料的气泡击穿:如果绝缘材料内部有气泡,而气泡的击穿电压低于固体材料的击穿电压,因此在绝缘材料的内部会出现局部放电。局部放电的结果会使得绝缘材料从内部发生破坏,并最终被击穿失效。
第三,关于过电压
过电压产生的原因有三种,其一是来自电源的过电压,其二是线路中的感性负荷在切换时产生的过电压,其三是雷击过电压。
对于电器来说,它的额定绝缘电压就是最高使用电压,若在使用中超过额定绝缘电压,就有可能使得电器损坏。
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有了上述这些预备知识,我们就可以讨论题主的问题了。
题主的关注点是在家用电器上。
关于国家标准中对家用电器的专业名词解释,可参阅GB/T 2900-29《电工术语 家用和类似用途电器》。
不管是配电电器抑或是家用电器,它们在设计出来上市前,都必须通过型式试验的认证,才能获得生产许可证。因此,型式试验可以说是电器参数权威测试。
不过,要论述这些试验,显然不是这个帖子所能够表达的,这需要几本书。
既然如此,我们不妨看看配电电器型式试验中有关耐压测试和绝缘能力测试的具体要求吧。具体见GB 7251.1-2013《低压开关设备和控制设备 第1部分:总则》。
1)对电气间隙和爬电距离的要求
这两个参数的具体要求如下:
2)对于过电压的要求
其实,电器中绝缘材料的绝缘性能,与电器的温升密切相关。因此在标准中,对温升也提出了要求:
这个帖子到这里应当结束了。
虽然我没有正面回答题主的问题,但从描述中可以看到,题主的问题答案并不简单。建议题主去看专门书籍,会彻底明了其中的道理,以及测试所用的电路图、测试要求和规范。
四、为啥电路经过电压表会短路?
(1)滑动变阻器右边的导线把电压表短路了,电流从这根导线上流过就水从电压表上流过。因为上边电压表电阻大,对电流的阻碍作用大,而下面的导线电阻很小(理想情况下,电阻为0,对电流没有阻碍作用)对电流的阻碍作用很小,我们认为电流从下面的导线流过,不从电压表上流过。
(2)滑动变阻器可以看成两部分,滑片左边部分和右边部分。右边部分和电压表并联后再与左边部分串联。也可以看成电压表测滑动变阻器右边部分的电压。
五、220V电源短路会电压升高吗?
220伏电源短路电压不会升高,反而会降低。
因为220伏电路短路时,它的电流非常之大,所以它的电压会下降,短路时电流的大小与电线的截面积大小和负载的大小直接的关系,所以要尽量避免线路短路,因为短路时带来的后果是非常之严重的,如果保险开关不跳,那就会引起线路燃烧,引起火灾。
六、直流电路短路电压会升高吗?
直流电路短路电压不会升高,只有在开路的时候电压才会升高,根据公式,电压=电流X电阻,电路在短路的时候,电阻趋于零,电压和电阻成正比,电阻趋于零,电压也趋于零,而开路时,电阻趋于无穷大,当然电压升高,(但也只能是电源电压)所以短路是不能升高电压。
七、什么是过电压?过电压产生的原因?
操作过电压是由于电网内开关操作或故障跳闸引起的过电压。主要包括:
1、切除空载线路引起的过电压;2、空载线路合闸时引起的过电压;3、切除空载变压器引起的过电压;4、间隙性电弧接地引起的过电压;5、解合大环路引起的过电压。防范操作过电压的措施有:电网中限制操作过电压的措施有:(1)选用灭弧能力强的高压开关;(2)提高开关动作的同期性;(3)开关断口加装并联电阻;(4)采用性能良好的避雷器,如氧化锌避雷器;(5)使电网的中性点直接接地运行。
八、什么是过电压?过电压类别有哪些?
所谓过电压,就是超过电路规定值一定范围的的电压。
过电产生的原因有以下几类。
1、感性设备的自感电压
由于电路系统中的感性负载在通电或断电的瞬间,会产生很高的自感电压。
2、雷电窜入供电系统
低空雷雨云的闪电,很容易进入附近的电路,使电路产生很高的过电压,损坏电器。
3、高压接入
由于自然灾害使高压线断掉,并塔在低压线路上,造成电路过电压。
4、电路中发生了谐振
因为串联谐振时储能元件的电会很高,产生过电压。
九、过电压类型?
电力系统过电压主要分以下几种类型:大气过电压、工频过电压、操作过电压、谐振过电压。
产生的原因及特点是:大气过电压由直击雷引起,特点是持续时间短暂,冲击性强,与雷击活动强度有直接关系,与设备电压等级无关。因此220KV以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。
工频过电压由长线路的电容效应及电网运行方式的突然改变引起,特点是持续时间长,过电压倍数不高,一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。
操作过电压由电网内开关操作引起,特点是具有随机性,但最不利情况过电压倍数较高。因此300KV及以上超高压系统的绝缘水平往往由防止操作过电压决定。
谐振过电压:由系统电容及电感回路组成谐振回路时引起,特点是过电压倍数高、持续时间长。
十、工频过电压和操作过电压的区别?
工频过电压(power frequency overvoltage)指系统中由线路空载、不对称接地故障和甩负荷引起的的频率等于工频(50Hz)或接近工频的高于系统最高工作电压的过电压。
操作过电压是在电力系统中由于操作所引起的一类过电压。产生操作过电压的原因是在电力系统中存在储能元件的电感与电容,当正常操作或故障时,电路状态发生了改变,由此引起了振荡的过渡过程,这样就有可能在系统中出现超过正常工作电压的过电压。
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