常用低压电气设备

平煤股份一矿职教中心,讲授新课,课后小结,复习提问,导入新课,课后作业,教学过程,第三章 常用低压电气设备,第一节 低压配电电器 第二节 低压控制电器第三节 低压配电屏,常用低压电气设备,知识链接1 低压电器分类及产品型号,常用低压电器的分类,知识链接2 主令电器,1控制按钮控制按钮简称为按钮，是最常用的主令电器。按钮外形如图,图3-1 按钮的结构,1按钮帽；2复位弹簧；3动触头；4常闭触头；5常开触头,知识链接2 主令电器,1控制按钮按钮的结构示意图图形符号、文字符号如图3-2所示。,图3-2 按钮的图形和文字符号（a）常开触头；（b）常闭触头；（c）复式触头,按钮的颜色规定如下：（1）停止和急停按钮：红色。（2）起动按钮：绿色。（3）点动按钮：黑色。（4）起动/停止交替按钮：黑色、白色或灰色，不能是红色和绿色。（5）复位按钮：蓝色，当兼有停止作用时，必须用红色。,1、测量（1）触点：常开；常闭0。2、检修：与正常数值不同，需要更换。,按钮的检测,2行程开关 行程开关又称为限位开关，利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制指令，以控制设备的运动行程或运动方向。行程开关从结构上可分为操作机构、触头系统和外壳三个部分，其结构如图3-3所示，图形符号、文字符号如图3-4所示。,图3-3 行程开关的结构（a）径向传动杆式；（b）单轮式；（c）双轮式；（d）结构,图3-4 行程开关的图形和文字符号（a）常开触头；（b）常闭触头,1、测量（1）触点：常开；常闭0。2、检修：与正常数值不同，需要更换。,行程开关的检测,3万能转换开关万能转换开关由多组相同结构的触头组件叠装而成的多档位、多段式、控制多回路的主令电器，主要用于各种控制线路的转换，电气测量仪表的转换，小容量电动机的起动、调速、换向控制。,图3-5 万能转换开关的单层结构,图3-6 万能转换开关的图形符号,1、测量（1）触点：断开；闭合0。2、检修：与正常数值不同，需要更换。,转换开关的检测,4主令控制器主令控制器用来按顺序频繁切换多个控制电路，其结构示意图如图3-7所示，主要由转轴、凸轮轴、触头、定位机构和手柄等部分组成。,图3-7 主令控制器的结构1、7凸轮块；2接线柱；3静触头；4动触头；5支杆；6转轴；8小轮,知识链接3 熔断器,1熔断器的结构熔断器主要包括熔体和熔座两部分。2熔断器分类（1）瓷插式熔断器。多用于低压分支电路的短路保护。（2）螺旋式熔断器。多用于机床电气控制线路的短路保护。 （3）密闭管式熔断器。封闭管式熔断器可分为有填料、无填料、快速和自复式。,3熔断器的选择（1）类型。根据电气控制系统的线路要求、使用场合和安装条件等选择熔断器的类型。（2）额定电压。熔断器的额定电压应不小于线路的工作电压。（3）额定电流。熔断器的额定电流大于或等于所装熔体的额定电流。（4）熔体额定电流。熔体额定电流的选择应遵循以下原则： 保护一台电动机时，熔体的额定电流要求,式中，IN为电动机的额定电流，IfN为熔体的额定电流。, 保护多台电动机时，熔体应在出现尖峰电流时不致于熔断。通常将容量最大电动机的起动，其他电动机正常运行时出现的电流视为尖峰电流。熔体的额定电流要求 电路上下级都设短路保护时，两级熔体额定电流的比值不小于1.6：1。 照明、电阻等电阻性负载时，熔体额定电流要求,1、测量（1）熔丝电阻值：02、检修：与正常数值不同，需要更换。,熔断器的检测,知识链接4 开关电器,低压开关电器主要用于不频繁地接通和分断低压供电线路，起着控制、保护、转换和隔离的作用。常用低压开关的主要有刀开关、组合开关和低压断路器等。1刀开关刀开关的种类很多，带熔断器的负荷开关最常用。（1）开启式负荷开关,图3-10 开启式负荷开关结构和电路符号,开启式负荷开关的结构简单，价格便宜，在一般的照明电路和功率小于5.5kW的电动机控制线路中被广泛采用。,1、测量（1）熔丝电阻值：0（2）触点：闭合0；断开。2、检修：与正常数值不同，需要更换。,刀开关的检测,（2）封闭式负荷开关。封闭式负荷开关的外壳多为铸铁或用薄钢板冲压而成，故也称为铁壳开关。,图3-11 封闭式负荷开关的结构和电路符号,封闭式负荷开关的灭弧性能、操作性能、通断能力和安全防护性能都优于开启式负荷开关，可用于额定电压在500V以下，额定电流200A以下的电气装置和配电设备中作不频繁地操作和短路保护，也可作异步电动机的不频繁地直接起动及分断用。,1、测量（1）熔丝电阻值：0（2）触点：闭合0；断开。2、检修：与正常数值不同，需要更换。,封闭式负荷开关的检测,2组合开关 组合开关又称为转换开关，它体积小，触头对数多，接线方式灵活。组合开关的操作机构采用了扭簧储能，可使触头快速闭合或分断，从而提高了开关的通断能力。,图3-12 组合开关的外形、结构和符号,组合开关常在电气线路用于手动不频繁的接通和断开电路、换接电源和负载，也可用来直接控制小容量异步电动机非频繁起动、停止和正反转，用于直接控制异步电动机的启动和正、反转时，一般选择额定电流为电动机额定电流1.52.5倍的组合开关。,1、测量：分别测量三组触点（1）触点：闭合0；断开。2、检修：与正常数值不同，需要更换。,组合开关的检测,3低压断路器低压断路器简称断路器，又叫自动空气开关。,图3-13 低压断路器的结构和符号1按钮；2电磁脱扣器；3自由脱扣器；4动触头；5静触头；6接线柱；7热脱扣器,低压断路器具有多种保护功能，故障动作后不需要更换元件，动作电流可按需要整定，工作可靠，安装方便，分断能力强。,知识链接5 接触器,1接触器结构及工作原理接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧装置及辅助部件等组成。,图3-15 交流接触器外形和结构示意图1常开触头；2常闭辅助触头；3常开辅助触头；4衔铁；5吸引线圈；6铁芯,（1）电磁系统。交流接触器的电磁机构由线圈、动铁心（衔铁）和静铁心组成，其作用是利用电磁线圈的通电或断电，产生电磁吸力，使衔铁和铁心吸合或释放，从而带动动触头与静触头闭合或分断，实现接通或断开电路的目的。（2）触头系统。触点是接触器的执行部分，根据用途的不同，触头可以分为动合触点和动断触头；按功能不同可分为主触点和辅助触点；按照结构型式，可分为桥式和指式触头。（3）灭弧装置。接触器的触头在分断电路时，触头间隙中由电子流产生弧状的火花，称为电弧。电弧会烧伤触头，并使电路的切断时间延长，严重时甚至会引起短路、触电或其他事故。10A以上的接触器都有灭弧装置，一般采用半封式纵缝陶土灭弧罩，并配有强磁吹弧回路。,（4）其他部件。包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构及外壳等。交流接触器工作原理、各部件的电气符号如图3-16、3-17所示。,图3-16 交流接触器工作原理图,图3-17 接触器电气符号（a）线圈；（b）主触头；（c）辅助触头,2交流接触器的型号和参数常用的交流接触器有CJ0、CJ10及CJ20等系列，有国外引进的B系列、3TB系列。另外，还有CJK1系列真空接触器及CJW1-200A/N型晶闸管接触器。（1）额定电压和额定电流。额定电压指主触点额定工作电压，应等于负载的额定电压。额定电流指接触器触点在额定工作条件下的电流值。（2）额定工作制。长期工作制、间断长期工作制、反复短时工作制、短时工作制。（3）通断能力。可分为最大接通电流和最大分断电流。最大接通电流是指触点闭合时不会造成触点熔焊时的最大电流值；最大分断电流是指触点断开时能可靠灭弧的最大电流。一般通断能力是额定电流的510倍。,（4）动作值。可分为吸合电压和释放电压。吸合电压是指接触器吸合前，缓慢增加吸合线圈两端的电压，接触器可以吸合时的最小电压。释放电压是指接触器吸合后，缓慢降低吸合线圈的电压，接触器释放时的最大电压。 （5）操作频率。一般为每小时允许操作次数的最大值。,3接触器的选择（1）根据接触器所控制的负载性质来选择接触器的类型，如交流负载选用交流接触器，直流负载选用直流接触器。（2）接触器的触头数量和种类应满足主电路和控制线路的要求。（3）根据被控对象和工作参数如电压、电流、功率、频率及工作制等确定接触器的额定参数。4常见故障分析,1、测量：分别测量各组触点。测量线圈（1）线圈电阻值：约2000（2）触点：闭合0；断开。2、检修：与正常数值不同，需要更换。,接触器的检测,知识链接6 继电器,继电器是具有隔离功能的自动开关元件，一般用于控制和保护电路，它可以根据电量和非电量（如电压、电流、时间和速度等）的变化来接通或分断小电流电路。继电器的种类很多，按照它的作用可分为控制继电器和保护继电器两大类，中间继电器、时间继电器和速度继电器等一般作为控制继电器，热继电器、电压继电器和电流继电器等作为保护继电器；按照工作原理可分为电磁式继电器、感应式继电器、热继电器、晶体管式继电器等；按照输出方式可分为有触点和无触点式。,1电磁式继电器电磁继电器工作原理与接触器相似，由铁心、电磁线圈、衔铁、复位弹簧、触点、支座及引脚等组成，如图3-18所示。,图3-18 电磁继电器结构示意图1电磁线圈；2铁心；3衔铁；4常开触头；5常闭触头；6复位弹簧,电磁式继电器根据反映的参数可分为电压继电器、电流继电器和中间继电器等。（1）电流继电器。电流继电器的线圈串联在电路中，以反应电路电流变化，实现过（欠）电流保护。电流继电器的电气符号如图3-19所示，其中，图（a）是过电流继电器，图（b）是欠电流继电器。,（a） （b）图3-19 电流继电器电气符号,电流继电器可分为过电流继电器和欠电流继电器。过电流继电器在电路正常工作时不动作，当电路电流超过某整定值（通常为1.14倍额定电流）时才动作，达到过电流保护作用。欠电流继电器在电路正常工作时动作，当电流降低到某整定值（额定电流的1020）时释放。（2）电压继电器。电压继电器的线圈并联在电路中，以反应电路电压变化，实现过（欠）电压保护。电压继电器的电气符号如图3-20所示，其中，图（a）是过电压继电器，图（b）是欠电压继电器。,（a） （b）图3-20 电压继电器电气符号,（3）中间继电器。中间继电器实质上也属于电压继电器，通过它可以增加控制回路数目或起信号放大作用，所以中间继电器通常用来传递信号和同时控制多个电路，用来弥补主继电器触点的不足或容量不足，也可用来直接控制小容量电动机或其他电气执行元件。,1、测量：分别测量各组触点。测量线圈（1）线圈电阻值：约 （2）触点：闭合0；断开。2、检修：与正常数值不同，需要更换。,继电器、中间继电器的检测,2热继电器热继电器主要用于对电动机长时间连续运行时过载和断相保护，以及其他电气设备发热状态的控制。（1）热继电器的结构和工作原理。三相结构的热继电器外型及电气符号如图3-21所示，,图3-21 双金属片热继电器外型及电气符号,热继电器结构如图3-22所示。,图3-22 双金属片热继电器结构图,1压簧；2凸轮；3杠杆；4固定转轴；5补偿金属片；6推杆；7、9片簧；8手动复位按钮；10弓簧11调节螺钉；12触头；13主双金属片；14热元件；15导板,（2）热继电器的主要技术参数 额定电压。指触点的电压值，热继电器选择时要求额定电压大于或等于触点所在线路的额定电压。 额定电流。热继电器的额定电流是指允许装入的热元件的最大额定电流值，额定电流应大于电动机的额定电流。 热继电器的整定电流。热继电器的整定电流是指热继电器的热元件允许长期工作不引起动作的最大电流值。,（）热继电器常见故障分析,（）热继电器常见故障分析,1、测量（1）双金属片电阻值：约0（2）触点：闭合0；断开。2、检修：与正常数值不同，需要更换。,热继电器的检测,3时间继电器时间继电器种类很多，常用的有电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式等。常用的空气阻尼式时间继电器根据触电延时特点可分为通电延时型和断电延时型两种。图3-25（a）、（b）分别为JS7系列通电延时型时间继电器的外形和结构示意图。,图3-25 JS7系列通电延时型时间继电器外型和结构1延时调节螺钉；2橡皮膜；3活塞杆；4、7微动开关；5杠杆形撞块；6托板；8衔铁；9固定螺钉；10复位弹簧；11线圈；12铁芯,工作原理当线圈通电时，铁心产生吸力，衔铁克服复位弹簧的阻力被吸合，带动着托板被吸引而右移，右侧的微动开关的触头（瞬时动作）迅速转换；同时，连接在气室的橡皮膜上的活塞杆也右移，由于杠杆形撞块连接在活塞杆上，故撞块的上部左移，由于橡皮膜向右运动时，橡皮膜下方气室的空气稀薄形成负压，起到空气阻尼作用，因此经缓慢右移一定的时间后，撞块上部的行程螺钉才能压动微动开关，使左侧微动开关的触头（延时动作）转换，达到通电延时的目的。活塞杆移动的速度，即延时时间的长短，视进气孔的大小、进入空气室的空气流量而定，可通过延时调节螺钉进行调整。,图3-24 时间继电器电气符号,时间继电器是按照设定的时间控制触头延时闭合或延时断开的继电器，主要作为辅助电器元件，用于各种电气保护及自动装置中，使被控元件达到所需要的延时。时间继电器的电气符号如图3-24所示。,（2）时间继电器的选择 根据系统的延时范围选择类型，凡是对延时要求不高的场合，一般采用价格较低的JS7A系列时间继电器；反之，如对延时要求较高，则可采用JS11、JS20或7PR系列的时间继电器。 根据控制电路的要求选择通电延时或断电延时的延时方式。 根据控制线路电压来选择时间继电器吸引线圈的电压 根据使用条件选用各种类型时间继电器。例如，现场温度变化较大，不宜采用空气阻尼式时间继电器。,1、测量（1）线圈电阻值：约 。（2）触点：闭合0；断开。（3）延时部分：2、检修：与正常数值不同，需要更换。,时间继电器开关的检测,4速度继电器速度继电器是一种可以按照被控电动机转速的大小，使控制电路接通或断开的继电器。速度继电器主要与接触器配合，用于电动机的反接制动电路中。速度继电器的外形及电气符号如图3-26所示，结构示意图如图3-27所示。,（a） （b）图3-26 速度继电器的外形和电气符号,图3-27 速度继电器的结构示意