电源基础常识

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第一部分 电工基础常识一、电的基本常识

1、 电荷：电荷是一种物质，既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体。

2、 电流：电流的大小是在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量。单位为安培，简称 “安”，用A表示。

3、 电压：电位的高低差，叫电位或电压。单位为伏特，简称 “伏”，用V表示。

4、 电阻：自由电子在导体中作定向移动时，它要和导体中的原子或者分子碰撞，受到一定的阻力。这种阻碍电流通过的能力称为导体的电阻。单位为欧姆，简称 “欧”，用Ω表示。

5、 负荷有三种：电阻、电容、电感。

6、 容抗：电容负载时，电流流动的阻力叫容抗，

7、 感抗：电感线圈流过电流时也有阻力，叫感抗，

8、 导体：电流可以通过的物体，也就是能传电的东西，都叫做导体。

9、 绝缘体：导电能力很差，几乎不能导电的物质称为绝缘体或电介质。（比如塑料、云母、橡胶、陶瓷、玻璃、胶木、变压器油、干燥的空气和木头、干燥的棉布等，都不传电，所有这些都是绝缘体。）

10、 半导体：在常温下导电性能介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体，如硅、锗和硒等。

11、 电缆： 由芯线（导电部分）、外加绝缘层和保护层三部分组成的电线称为电缆。

12、 电路：按一定要求构成的导电通路。由电源、负载（用电器）、导线和开关（控制元件）等连接而成。

13、 电路的三种工作状态：负载状态、空载状态和短路状态。

二、常用公式1、电压、电流

三相交流电路中相电流与线电流、相电压与线电压的关系式：

（1） 星形接法：   I相＝I线  ；        U相＝3-1/2U线

（2） 三角形接法： I相＝3-1/2I线；    U相＝U线

2、功率计算式

（1）单相电路

P＝UIcosΦ＝I2R；Q＝UIsinΦ＝I2X；S＝（P2 + Q2）1/2＝I2Z

（2）三相电路

P＝3U相I相cosΦ＝31/2U线I线cosΦ；Q＝3U相I相sinΦ＝31/2U线I线sinΦ

S＝3U相I相＝31/2U线I线

三、常用名词术语和元器件1、电力网：

电力网是电力系统的一部分，它是由各类变电站（所）和各种不同电压等级的输、配电线路联接起来组成的统一网络。其任务是输送和分配电能到用电单位。

2、电力系统：：

由发电机、配电设备、变压器、电力线路、用电设备等构成的一个发电、供电、用电的统一体。

3、电气设备：

泛指发电、变电、配电和直接用电的设备。诸如：变压器、配电线路、电动机、电器、电气测量仪表、电气保护装置以及电气用具等。

4、正弦交流电：

指电路中电流、电压及电势的大小和方向都随时间按正弦函数规律变化，这种随时间做周期性变化的电流称为交变电流，简称交流。

5、三相交流电：

由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差 120 °角的交流电路组成的电力系统，叫三相交流电。

6、相序：

就是相位的顺序，是交流电的瞬时值从负值向正值变化经过零值的依次顺序。A、B、C三相的涂色应为：Ａ－黄色，Ｂ－绿色，Ｃ－红色。

7、母线：

电气母线是汇集和分配电能的通路设备，它决定了配电装置设备的数量，并表明以什么方式来连接发电机、变压器和线路，以及怎样与系统连接来完成输配电任务。

8、电功率：

电流通过电路到用电设备，发热发光、开动机器，消耗电源供出的能量而做功。单位时间内做的功叫电功率。分有功功率P、无功功率Q和视在功率S。

9、有功功率：

电流流经纯阻性负载产生的功率。记作“P”，单位为瓦（W）、千瓦（kW）、兆瓦（MW）。

10、无功功率：

交流电路中，除P之外，还因电流流经储能元件产生电能磁能的互相交换，而不实际作功，这种交换功率就是无功功率。记作“Q”，单位为乏（var）、千乏（kvar）、兆乏（Mvar）。

11、视在功率：

有功功率和无功功率的几何和。记作“S”，单位为伏安（VA）、千伏安（kVA）、兆伏安（MVA）。

12、功率因数cosΦ：：

电压、电流之间的相位差角的余弦值（cosΦ）称为功率因数。功率因数值为1时，无功功率为零，只有阻性负荷才有。

13、过载

电源设备有规定的负载能力，超过额定的负载即为过载。

14、过载保护：

电源设备在负载超载时进行的自我保护。

15、过电压：

电气设备在正常运行时，所承受的电压为其相应的额定电压。但由于各种原因，可能出现暂时电压升高现象，破坏电气设备的绝缘，这种对绝缘有危险的电压升高称为过电压。

16、过压保护：

当输入或输出电压超过安全范围时，电源设备自动进行断开输入或保护输出的动作。

17、地线、零线和火线

地线：通过深埋的电极与大地短路连接；市电的传输是以三相的方式，并有一根中性线，三相平衡时中性线的电流为零，俗称“零线”；三相电的三根相线与零线有220电压，会对人产生电击，俗称“火线”。

18、接地：

在电力系统中，将设备和用电装置的外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接叫做接地。

19、接地电阻：

接地装置的接地电阻为接地体对地流散电阻和接地线电阻的总和。

20、跨步电压：

如果地面上水平距离为 0.8m 的两点之间有电位差，当人体两脚接触该两点，则在人体上将承受电压，此电压称为跨步电压。

21、一次设备：

直接与生产电能和输配电有关的设备称为一次设备。包括各种高压断路器、隔离开关、母线、电力电缆、电压互感器、电流互感器、电抗器、避雷器、消弧线圈、并联电容器及高压熔断器等。

22、二次设备：

对一次设备进行监视、测量、操纵控制和保护作用的辅助设备。如各种继电器、信号装置、测量仪表、录波记录装置以及遥测、遥信装置和各种控制电缆、小母线等。

23、高压断路器：

又称高压开关，可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，且当系统发生故障时，通过继电保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，以防止扩大事故范围。具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。

24、高压隔离开关：

隔离开关又称闸刀，它没有专用的灭弧装置，故不能用来接通和切断负荷电流及短路电流。但应具有足够的热稳定性和动稳定性，尤其不能因电动力的作用而自动断开，否则将引起严重事故。为了保证操作的安全，还应设置与接地闸刀、断路器等的联动装置。

25、高压负荷开关：

负荷开关的构造与隔离开关相似，只是加装了简单的灭弧装置。它也是有一个明显的断开点，有一定的断流能力，可以带负荷操作，但不能直接断开短路电流，如果需要，要依靠与它串接的高压熔断器来实现。

26、低压断路器：

也叫低压自动开关，主要用于保护交、直流电路和与之相连接的电器设备。是用手动（或电动）合闸，用锁扣保持合闸位置，由脱扣机构作用于跳闸并具有灭弧装置的低压开关，现被广泛用于 500V 以下的交、直流装置中，当电路内发生过负荷、短路、电压降低或消失时，能自动切断电路，保护其后的电器设备免受危害。

27、熔断器：

熔断器主要由熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组成。熔断器是一种用于过载和短路保护的电器，它主要是借助熔体使电流超出限定值而熔化来分断电路的。

28、接触器：

是一类通过一小容量电磁机构，频繁地远距离地自动接通和断开主电路，并控制大容量电路或电动机的电磁式操作电器。

29、保险丝：

一种过热熔断型的小型器件，超载或负载短路时引起电流过大会烧断保险丝，保护电子设备不受过电流的伤害，也可避免电子设备因内部故障所引起的严重伤害。

30、电流互感器：

又称仪用变流器，是一种将大电流变成小电流的仪器。 用英文字母TA表示，它是把电路中的大电流变成一定比例的小电流（一般二次绕组的额定电流是5A）后，再供给测量仪表或继电器的电流线圈。

31、电压互感器：

简称PT，用TV表示，使用电压互感器可以把高电压降低到100V后，再供给测量仪表和继电器的电压线圈。

32、电力电容器：

是全封闭结构的静止设备，在电源设备中广泛用作滤波和无功补偿。

33、继电器：

是一种能根据输入物理量的变化，使其自身实行机构动作的电器。继电器由三个基本部分组成：检测机构、中间结构和实行机构。

34、高压验电笔：

用来检查高压网络变配电设备、架空线、电缆是否带电的工具。

35、接地线：

是为了在已停电的设备和线路上意外地出现电压时保证工作人员的重要工具。按部颁规定，接地线必须是 25mm2以上裸铜软线制成。

36、标示牌：

用来警告人们不得接近设备和带电部分，指示为工作人员准备工作的地点，提醒采取安全措施，以及禁止某设备或某段线路合闸通电的告示牌。可分为警告类、允许类、提示类和禁止类等。

37、遮栏：

为防止工作人员无意碰到带电设备部分而装设的屏护，分临时遮栏和常设遮栏两种。

38、绝缘棒：

又称令克棒、绝缘拉杆、操作杆等。绝缘棒由工作头、绝缘杆和握柄三部分构成。它供在闭合或断开高压隔离开关，装拆携带式接地线，以及进行测量和试验时使用。

39、交流与直流：

交流指电路中电压和电流的大小、方向随时间的变化而变化；反之则为直流。

40、整流：

将交流电转变为直流电的过程称为整流。把交流电变成直流电的装置叫做整流器。

41、逆变：

将直流电转变为交流电的过程称为逆变。把直流电变成交流电的装置叫做逆变器。

42、整流器：

将AC转换为DC的电路装置。

43、浮充和均充：

浮充和均充都是电池的充电模式，任何电池都是会自动放电的，不论是蓄电池还是于电池，大家配置的蓄电池24小时内自放电为2%，为了不使这一部分电流损失，就要将电池电压设置为2.2V对蓄电池浮充电。但长时间浮充电，有个别电池的电压仍落后，需要均充，即将电池的电压由浮充2.2V提高到2.35V        充电，这叫均充。

44、安时（AH）：

反映电池容量大小的指标之一，其定义是按规定的电流进行放电的时间。

45、电池内阻：

电池内组有欧姆内阻和极化电阻两部分。电池内组决定了电池工作电压、工作电流和输出能量，内阻愈小的电池性能愈好。同组蓄电池的内阻应大致一致，不应有较大差异。

46、电池组循环寿命：

蓄电池经历一次充电和放电，称为一次循环（一个周期）。在一定放电条件下，电池工作至某一容量规定值之前，电池所能承受的循环次数，称为循环寿命。

47、UPS的旁路：

当UPS本身故障时，借由UPS内部的继电器自动切换至市电，由旁路电路持续供应电力给负载设备，使UPS不会因此造成电力中断。由此可以延长电池的寿命，并确保电池始终维持最佳状态。

48、接触不良：

指在电气的连接部有松动、接触不好的情况，接触不良将导致电压的下降和损耗的加大。

49、绝缘电阻：

指设备内部之间或电路与机壳间电气隔离的程度，通常以绝缘电阻表示。

50、通信电源：

A、可靠性高：

一般的通信设备发生故障影响面较小，是局部性的。如果电源系统发生直流供电中断故障，则影响几乎是灾难性的，往往会造成整个电信局、通信枢纽的全部通信中断。对于数字通信设备，电源电压即使有瞬间的中断也不允许。因为在数字程控交换局中，信息存在存储单元中，虽然重要的存储单元都是双重设置的，若电源中断，两套并行工作的存储器同时丢失信息，则信息需从磁带、软盘等重新输入程序App，通信将长时间中断。因此，通信电源系统要在各个环节多重备份，保证供电可靠。这就包括“多路、多种、多套”的备用电源。在暂还没有条件达到“三多”配置的地方，至少应有后备电池。

B、稳定性高：

各种通信设备都有要求电源电压稳定，不允许超过容许的变化范围，尤其是计算机控制的通信设备，数字电路工作速度高，频带宽，对电压波动、杂音电压、瞬变电压等非常敏感。所以，供电系统必须有很高的稳定性。

C、效率高：

能源是宝贵的，电信设备在耗费巨资完成设备投资后，日常的费用支出中，电费是一笔比重很大的开支。尤其随着通信容量的增大，一个母局的各种设备用上百、上千安培直流的用电量已是司空见惯，这时效率问题就特别突出。这就要求电源设备（主要指整流电源）应有较高转换效率，即要求电源设备的自耗要小。

    D、清洁无干扰：通信信号是弱电系统，最怕干扰，使有用信号失真，对通信信号的干扰主要来自电源方面，因此，要求通信电源无干扰。

51、-48伏：开关电源使用的电压是-48伏，全世界通用，将+极接地，主要是防止对通信信号的干扰。

52、浪涌电压：主要是在感性负载起动时交流电压大幅度变动产生的，它造成设备起动失败。

53、阻尼振荡：这是出现在油机供电时的一种现象，由于在一特定的时间，油机的频率与周边的频率共鸣产生的，其现象是油机的各种电表指针有规律性的周期性的摆动，使油机不能正常工作。

54、三相五线制：

   我国电力系统供电采用三相五线制即A、B、C、0、地 五线。

55、封闭母线：

即A、B、C、0、地五线装在一固定的容器内，每隔一定的距离设接口，用插接箱将电源引出。

56、冷启动：

    电源设备新安装启动或停用后再启动的为冷启动。

57、热启动：

电源设备在运行中启动叫热启动，如UPS启动。

58、0与地：在交流供电中有0线与地线之分，它们的电位均为0，是等电位，但是有区别的，0线是220伏的组成线，地是保护线，按规定在机柜内这两线是要互相绝缘的。

四、安全用电常识1、人的身体为什么会触电?

如果人站在地上，身体碰到带电的东西，人的身体能传电，地也能传电，电流就通过人的身体传到地上，人就触电了。按触电事故发生频率看，一年当中的6～9 月份事故最集中。为避免出现触电，日常工作中任何电气设备在未验明无电时，要一律认为有电，不能盲目触及。

2、安全电压

在各种不同环境条件下，人体接触到有一定电压的带电体后，其各部分组织（如皮肤、心、脏、呼吸器官和神经系统等）不发生任何损害时，该电压称安全电压。安全电压是为了防止触电事故而采用的由特定电源供电的电压系列，这个系列的上限值，在任何情况下，两导体间或任一导体与地之间均不超过交流（50～500Hz）有效值50V。确定安全电压的目的是为了防止因触电而造成人身直接伤害。

3、影响电流对人体伤害程度的主要因素

主要因素有：电流的大小，人体电阻，通电时间的长短，电流的频率，电压的高低，电流的途径，人体状况。触电时间越长，后果越严重；电压越高越危险；电流越大对人的伤害越大。

4、触电的几种形式

触电的常见形式有：单相触电、两相触电、跨步电压触电、接触电压触电、电弧放电触电。

（1） 单相触电：有2种情况，一种为中线接地的单相触电，一种是中线不接地的单相触电，这两种触电人体均承受相电压。

（2） 两相触电：不论电网的中性点是否接地，人体同时接触两根带电导线（相线），电流通过人体，人体承受线电压，后果最危险。

（3） 跨步电压触电：因架空电线或变配电设备损坏发生接地事故，在接地点周围形成强电场，如果人站立在事故点附近，两脚间就存在电位差，即“跨步电压”。跨步电压的大小随两脚间的距离及距接地点远近（电气距离）而变化。此外，发生雷击事故时也能引起跨步电压触电。

（4） 接触电压触电：损坏的导线接地后不仅产生跨步电压触电，也会产生接触电压触电。这是由于一些设备公用一根地线所致。

（5） 电弧放电触电：人走进高压带电体，其距离小于高压放电的距离时，人和带电体间会产生电弧放电造成严重灼伤，甚至死亡。

5、触电原因及预防措施

A、导致触电的原因有：

电气设备安装不合格，维修不及时；电气设备受潮或绝缘受到破坏；电气设备布线不合理；工作中不注意安全；普及安全用电常识不够；难以防范的自然灾害。

B、预防触电的几项措施：

使用各种电气设备时，应严格遵守操作规程。根据生产、施工现场情况，选择12～36V的安全电压。正确安装电气设备，必须做好保护接地装置。尽量避免带电工作。在危险场所应严禁带电工作，需要带电工作的电气工作人员必须严格遵守带电作业规程。对电气设备要定期检查，做好预防性试验，发现隐患及时排除。在潮湿及露天的场合安装用电设备可加装漏电保护开关。进一步宣传普及安全用电常识。

6、使触电者脱离低压电源的主要方法

触电急救，首先要使触电者迅速脱离电源，越快越好。触电者未脱离电源前，救护人员不准直接用手触及伤员，因为有触电的危险。使触电者脱离低压电源的主要方法有：（ 1 ）切断电源；（ 2 ）割断电源线；（ 3 ）挑拉电源线； （ 4 ）拉开触电者；（ 5 ）采取相应救护措施。注意：采取以上措施时注意必须使用符合相应电压等级的绝缘工具。

7、短路及其原因和危害

短路是指电气线路中相线与相线，相线与零线或大地，在未通过负载或电阻很小的情况下相碰，造成电气回路中电流大量增加的现象。短路的原因：①接线错误；②绝缘损坏；③操作错误；④机械损伤所致。短路的危害：由于短路时电流不经过负载，只在电源内部流动，内部电阻很小，使电流很大，强大电流将产生很大的热效应和机械效应，可能使电源或电路受到损坏，或引起火灾。日常巡视时，当闻到有烧胶皮或者烧塑料的味，要赶快检查电线，发现电线有烧焦的地方，马上拉开闸盒。

8、接地

接地的分类

9、安全用电的基本措施

1、 人身安全防护措施：

（1） 电气系统在正常运行状态下，要保证设备绝缘、屏护、间距、载流量符合技术规范、标准要求；电气设备、设施要满足安全要求。

（2） 为防止操作维护人员触电、灼伤、咂伤、高空作业摔伤等，必须要有各种安全用具、绝缘安全用具和一般防护用具。

（3） 科学有效的安全管理措施，制定电气安全操作规程。

2、 电气设备安全防护措施：

在电气系统中因绝缘破坏、断线等意外事故发生时，为设备和人身安全，一般常用的安全措施有：设置熔断器、断路器、漏电开关，采用安全低电压、正常接地等。

3、 保证检修工作的安全技术措施

（1） 停电：停电时，要将工作范围内的各方进线电源断开，并防止反送电的可能。工作人员的活动范围与带电部分要保持规定的安全距离。

（2） 验电：在停电设备上挂地线时，先用验电器验明确实无电才可挂线。验电应在有人监护下进行。

（3） 装设接地线：在停电设备或线路验明无电后，有人监护下挂地线。先接好接地端，后接导体端；拆线时相反。

（4） 悬挂标识牌和装设临时遮拦。

4、 低压系统必须带电作业时所应采取的安全措施

（1） 应设监护人，带电部分只允许位于检修人员的一侧；应随身携带低压验电笔。

（2） 要保证人体与大地之间、人体与周围接地金属间、与其它导体或零相间有良好的绝缘或适当的距离；工作时应站在干燥绝缘物上。

（3） 工具必须带绝缘柄，并带手套、安全帽，必须穿长袖衣。

（4） 在带电的低压配电装置上工作，应采取防止相间短路和单相接地的隔离措施。

（5） 低压线路带电做接户线时，应先分清相线和零线，记住相序。断开接户线时，先断相线，后断零线；接线时，先接零线，后接相线。头部与带电线路要保持10cm以上距离。