1、每 月 一 题电力线路工目 录一月份 电力基础知识 铁路电力管理规则第一、二章 .3二月份 常用仪器仪表使用 铁路电力管理规则第三章 .14三月份 识读电力线路图纸 铁路电力管理规则第四章 .23四月份 常用工具材料及安全用具 铁路电力管理规则第五章 .30五月份 架空电力线路 铁路电力管理规则第六章 .36 错误！未定义书签。六月份 架空电力线路 铁路电力安全规程第一、二章 .36七月份 电缆线路 铁路电力安全规程第三章 .45八月份 电缆线路 铁路电力安全规程第四章 .45九月份 电力变压器 铁路电力安全规程第五章 .52十月份 互感器与高压开关 铁路电力安全规程第六章 .60十 一月份
2、防雷与接地 紧急急救法 .68十 二月份 电力线路与设备检修抢修及故障处理 实例.71第一部分 电力基础知识-一月份一、 直流电路（一）电路的组成和作用1.电路的概念电路就是电流流通的路径。电路的组成：（1）电源电路中供给能量的设备，将非电能（如化学能、光能、机械能等）转化为电能的设备。（2）负载将电能转化成其他形式的能量。（3）导线连接电源和负载的导体，为电能提供通路并传输电能。（4）控制器件电路中起接通、断开、保护、测量等作用。电路的目的是产生、传输、分配和使用电能。2.电路的三种状态（1）通路状态电源与负载构成闭合回路，负载中有电流通过。根据负载的情况，又分为满载、轻载、过载三种情况。（
3、2）短路状态电路中某一部分的两端用导体直接连接，使这两端电压为零；电源短路时，电流很大，有毁坏设备及人身安全危险，必须严格防止，避免发生。（3）开路状态电源两端或电路某处断开，没有电流通过，电源不向负载传输电能。对于电源来说，称为空载。2.电流、电压、电阻（1）电流任何物质都是由分子组成，分子是由原子组成，而原子又是由带正电的原子核和带负电的电子组成。通常原子是中性，不显电性，物质也显不带电的性能。当人们给予一定外加条件时，能迫使金属或溶液中的电子发生有规则的运动。规定以正电荷移动的方向为电流的方向。形成电流的内因是导体内存在大量自由电荷，外因是导体两端有电压作用。A.电流具有连续性，在电路中
4、从一个地方流人多少电流，必然同时从这个地方流出多少电流。B.电流的方向可先假定参考方向（也称正方向） ，求解后与之相比较。电流的大小用电流强度来衡量，规定在 1 s 内通过导体横截面电流为 1 C 时，电流强度 1A。定义：单位时间内，通过导体任一横截面的电量为 Q(或 Aq)，电流强度用I（或 I ）表示，有 I=Q/t i=q/tC. 实际电路中，将电流表串联在电路中（使电流从表正极端流人） ，同时选择合适的量程，即可测量电流的大小。D.电流密度 J：当电流(I)在导体的横截面(S)上均匀分布时，该电流与横截面面积的比值，即 J=I/S，单位 Amm 2，多用于选择导线的截面。(2) 电压
5、衡量电场做功本领大小的物理量。若电场力将电荷 Q 从 a 点移到 b 点所做的功为 Aab，则两点间的电压 Uab 为：Uab=Aab/Q电场中某点和参考点之间电位差就是电压，单位是伏。电压规定的方向是由高电位指向低电位。电压的性质：A.两点间的电压具有唯一确定的值（单值性原理） 。B.两点间的电压只与两点间的位置有关，而与电荷移动的路径无关。C. Uab=- Uba，若 Uab 0，称由 a 到 b 为电压的方向。D.沿电路中任一闭合回路行走一圈，各段电压的和恒为零。实际电路中，将电压表选择适当量程，正负极与被测电压一致地并联在电路中，即可获得被测电压。(3）电阻反映导体对电流阻碍作用大小的
6、物理量称为电阻。用字母 R 表示，单位欧()。实验证明，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，井与导体的材料特性有关。对于长度为 l，截面积为 s 的导体，有：R=l/s式中 是与导体材料性质有关的物理量，称电阻率，通常指 20时，长 1 m 而横截面积是 1mm2的电阻值。电阻还与温度有关，把温度每升高 1时，电阻所产生的变动值与电阻的比值，称温度系数。导体具有良好的导电性。金属电解液，电离的气体都是导体，导体的电阻率一般在 10-6m 以下。绝缘体的导电性能极差，但绝非不导电。如空气，高压线的放电现象就是空气在高压下电离而导电的。空气、有机玻璃、塑料、橡胶、变压器油、干燥的
7、木材等都是绝缘体，电阻率一般在 107 m 以上。半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，如掺人杂质的硅晶体、锗晶体都是典型的半导体，电阻率一般在 10-5到 106 m 之间。3. 欧姆定律(1）部分电路欧姆定律只有电阻而不包含电源的支路称为无源支路，如图 1-1 所示。在一段无源支路中，通常流过线性电阻元件的电流与电阻两端的电压成正比，比值就是电阻，即 R=U/I。图 1-1 部分电路 图 1-2 全电路可见，电阻两端的电压方向是高电位指向低电位，并且电位是逐点降落的，称为电压降或压降。(2）全电路欧姆定律全电路指含有电源的闭合电路。如图 1-2 所示。虚线框内部分表示一个实际电源，可看作是
8、一个电动势 E 和电阻 R。的串联组合，有 I=E-U/ Ro 即：U=E- IRo说明电源在有电流输出时，因为电源内部要降掉一部分电压（IR。 ） ，故端电压要低于电动势。4.电阻的串联在电路中，若两个或两个以上的电阻按顺序一个接一个地联成一串，使电流只有一条通路，这种联接方式叫电阻串联。如图 1-3 所示，串联电路的特点：(1) 流过每个电阻的电流都相等，即：I=I1=I2=In(2) 电路两端的总电压等于各电阻两端的电压之和，即：U=U1+U2+Un，(3）电路的等效电阻（即总电阻）等于各串联电阻之和，即：R=R1+R2+Rn，(4）各电阻上分配的电压与各电阻值成正比，即：Un = Rn
9、/R*U串联电路除用作分压器，还可用来限制或调节电路中的电流大小5.电阻的并联两个或两个以上的电阻一端连在一起，另一端也连在一起，使电阻两端都承受同一电压的作用，称电阻的并联，图 1-4 所示，并联电路的特点：1）并联电路中各电阻两端的电压相等，且等于电路两端电压，即：U=U1=U2=Un2）总电流等于各电阻中的电流之和，即：I=I1+I2+In3）等效电阻（总电阻）的倒数，等于各并联电阻的倒数之和，即：1/R=1/R1+1/R2+1/Rn图 1-3 三个电阻的串联图 1-4 三个电阻的并联4）各支路分配的电流与支路的电阻值成反比，即：In= R/Rn*I凡额定电压相同的负载几乎全是并联的，可
10、根据需要来启动或断开各个负载，还可组成分流器，以提供各不相同的支路电流。在一个电路中，既有电阻的串联，又有电阻的并联，称为混联。计算时应先计算电阻混联的等效电阻，遂步化简，求出总的等效电阻，再计算出总电流，然后再求各部分的电压、电流和功率。二、三相交流电路三相电动势一般由发电厂中三相交流发电机产生。三相电动势到达最大值的先后次序叫做相序。一般三相电动势都是指正序而言，供电线路分别采用黄、绿、红三种颜色标识 A、B、C 三相。1.三相电路的连接（1）星形连接的对称三相电路图 1-5 所示是星形连接的（三相四线制）电路。以 A 相电源为参考，设电压有效值 U。 ，A、B、C 三相电源的相电压解析式
11、为：作相量图如 1-6，求 UA、U B、U c 之和。可以证明正序对称三相正弦量同一时刻的瞬时值，解析式或相量之和为零。三个线电压，可根据电压性质求得uAB = uA-uB uBC = uB-uC uCA = uC-uA可用相量表示为图 1-5 星形连结的三相四线制电路 图 1-6 星形连接的对称三相电路中的相电压和线电压由相量图知，星形连接的对称三相电路中，线电压是一组对称三相正弦量。线电压的有效值是相电压的有效值的 倍，各线电压超前相应的相电压 30。 ，该连接能同时提供二组对称电压，一组是线电压，另一组是相电压。若负载为对称电路，则相电流也为对称三相电流。线电流的有效值等于相电流的有效
12、值。同样流人节点 O 的电流为零，即 iN=0。中线没有电流且不起作用。（2）三角形连接的对称三相电路由于负载对称，设每相负载的阻抗为 Z，阻抗角 (0)，则三相负载的相电流有效值相等，为 ，如图 17 所示。线电流的有效值是相电流有效值的 倍，I L= IP，且线电流滞后相应相电流 30。 。图 1-7 三角形连接的对称三相电路综上所述，得出如下结论：（1）负载结成三角形时的相电流是结成星形时的倍。（2）负载结成三角形时的线电流是结成星形时的 3 倍。2. 三相电路的功率（1）三相电路功率计算在三相电路中，不论负载接法如何，对称与否，三相电路的总有功功率必等于 A、B、C 三相和各有功功率之
13、和，即 P= PA+ PB+PC。若已知 A 相的相电压为 UA，电流 IA，功率因数为 COS A，则有功功率为 PA =UAIACOS A同理，B、C 相有功功率为 PB =UBIBCOS B PC =UCICCOS C 所以，三相总有功功率为 P= PA+ PB+PC= UAIACOS A+ UBIBCOS B +UCICCOS C 同样分析方法，三相电路的总无功功率为Q= QA+ QB+ Qc = UAIAsin A+UBIBsin B+UCICsin C(2) 对称三相电路有功功率的计算当三相电路对称时，各相的相电压、相电流有效值和功率因数相等。即 U A=UB=UC=U 相 IA=
14、IB=IC=I 相 COS A= COS B=COS C= COS则各相有功功率必然相等，三相总有功功率为一相有功功率的三倍，即 P=3U 相 I 相 COS前面讨论过，当对称三相电路负载或电源是星形连接时，U 相 =U 线/ 3，I 相 = I 线 当对称三相电路负载或电源是三角形连接时，U 相 =U 线 ，I 相 = I 线/ 3 不论何种联接，都有 P =3 U 相 I 相 COS= U 线 I 线 COS通常电气设备路牌上标明的是额定功率，又常写为 P= UICOS同理，对称三相电路总无功功率 Q= U I sin 对称三相电路总视在功率= U I三、继电保护基础电力系统发生故障或出现
15、不正常运行状态时，利用电路的相互更替和延续而构成的保护措施，能够自动处理故障和消除不正常运行状态的自动化技术及其装置，称为继电保护。1.概述（1）作 用电力系统是由发电机、变压器、输电线路及许多电气设备组成的网络，构成网络的元件要经常受到自然环境的影响，制造、安装、检修中留下的隐患及在运行中绝缘老化，误操作等，使电力系统发生故障和不正常运行状态，引起系统事故，造成全部或部分正常运行遭破坏，对用户的供电中断，或供电质量变到不能容许的程度，造成人身伤亡或设备损坏等。A.当被保护元件发生故障时，能自动、迅速而有选择地借助断路器将故障元件从电力系统中切除，以保证系统的其他元件正常运行，以免故障元件继续
16、遭受破坏。B.当被保护元件出现不正常状态时，保护装置能发出信号，或由其他装置进行自动调整，以消除不正常运行状态。(2）基本原理电力系统各元件当发生短路或异常情况时，运行参数将偏离额定值，如电流剧增、电压锐减以及电压和电流之间的相位角改变等。为了确切地区分正常运行状况与异常状况，可以利用正常运行没有或很少而故障状态时却很大的电气量，如负序或零序的电流、电压和功率。继电保护利用的也有其他物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。不管反映哪种物理量，继电保护装置将包括测量部分（和定值调整部分） 、逻辑部分、执行部分。测量部分从被保护对象输入有关信号，再与给定整定
17、值相比较，决定保护是否动作。根据测量部分各输出量的大小、性质、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的逻辑关系工作，最后确定保护应有的动作行为，由执行部分立即或延时发出警报信号或跳闸信号。（3） 基本要求A.可靠性:指在保护装置规定的保护范围内发生了应动作的故障时，不应拒绝动作，在任何该保护不应动作的情况下，不应误动作。B.选择性:是要继电保护在尽可能最小的范围内将故障部分自电网中断开，最大限度保证非故障部分继续供电。C.快速性:指继电保护以最可能短的时限将故障或异常情况自电网中切除或消除。D.灵敏性，保护装置反应故障的能力，用灵敏系数表示。(4) 继电保护装置分类根据反应物理量的不同分为：
18、电流保护装置、电压保护装置、距离保护装置、差动保护装置、高频保护装置和瓦斯保护装置等。根据被保护对象的不同分为：发电机保护装置、输电线保护装置、母线保护装置、变压器保护装置、电动机保护装置等。根据保护装置的作用分为：主保护装置、后备保护装置，以及为了改善保护装置的某种性能，而专门设置的辅助保护装置等。2. 常见的保护方式最常见的也是最危险的故障，是各种形式的短路故障。其中包括三相短路、两相短路、两相接地短路、不同地点的两点接地短路、单相接地短路，以及电机和变压器绕组的匝间短路等。当电网发生短路故障时，线路中的电流突然增大，靠近短路点的母线电压突然下降，利用这一特征，可以构成电网相间短路的电流、电压保护。铁路常见保护方式有：过电流保护、电流速断保护、失压保护、过电压保护、差动保护、瓦斯保护。四、电力系统1.概念
