第二篇低压电器2013

1、第二篇 低压电器一一.低压电器的分类低压电器的分类低压电器：用于交流低压电器：用于交流1200V、直流、直流1500V级以下的电路中起通断、保级以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。护、控制或调节作用的电器产品。分为配电电器和控制电器分为配电电器和控制电器配电电器：主要用于配电系统，起着对线路的通断、控制、调节和保配电电器：主要用于配电系统，起着对线路的通断、控制、调节和保护等作用。所以要求其工作可靠，通断能力高，有足够的动、热稳定护等作用。所以要求其工作可靠，通断能力高，有足够的动、热稳定性。性。典型的电器有：刀开关、熔断器和断路器等。典型的电器有：刀开关、熔断器和断路器等。控

2、制电器：主要用于电力驱动控制系统和用电设备，起控制及保护等控制电器：主要用于电力驱动控制系统和用电设备，起控制及保护等作用。要求工作准确可靠、操作频率高和寿命长等。作用。要求工作准确可靠、操作频率高和寿命长等。主要有接触器、控制继电器等。主要有接触器、控制继电器等。习惯上把低压电器分为13大类：刀开关和刀形转换开关、熔断器、断路器、接触器、控制器、控制继电器、主令电器、起动器、变阻器、调节器、电磁铁和其它电器（漏电保护器、信号灯、接线盒等）。二、系统对开关电器的要求二、系统对开关电器的要求（一）（一）配电电器配电电器的通断能力和通断条件的通断能力和通断条件低压配电系统最严重的故障：短路对低压电

3、器的要求：可靠分断、接通；动作快速电器的额定接通能力即最大预期短路电流的峰值即最大预期短路电流的峰值交流电器的接通能力一般用额定短路分断电流交流电器的接通能力一般用额定短路分断电流IC乘上峰乘上峰值系数值系数n来表示来表示电器的额定分断能力n指在规定电压、频率及一定功率因数（或时间常数）下指在规定电压、频率及一定功率因数（或时间常数）下断路器能分断的短路电流。断路器能分断的短路电流。n交流电器以短路电流的周期分量有效值表示交流电器以短路电流的周期分量有效值表示功率因数（或时间常数）、系统容量和短路点位置等不同，对电器的接通和分断能力要求也不相同。另外对于电阻性负载和电感性负载对控制电器的要求也

4、不相同。电阻性负载的起动电流与工作电流基本相同。电感性负载存在起动电流大的问题，所以对于起动时以及堵转状态下分断电动机，对控制电器有较高的要求。电阻性负载：起动电流和工作电流基本相同；绕线电动机负载：起动电流为额定电流的2.5倍；笼型电动机负载：起动电流为额定电流的6倍；第二篇 低压电器（二）对动、热稳定性的要求对于电器本身要求有一定的动、热稳定性。电器的动稳定性：是指它承受短路冲击电流所产生电动力的作用而不致损坏的能力。由于电动力一般是与电流的瞬时值的平方成正比，所以交流电器的动稳定性应以电流的峰值来表示。电器的热稳定性：是指它在规定的电压、电流、频率下承受短路电流的热效应而不致损坏的能力。

5、热稳定性用短路电流周期分量的有效值来表示，I2t （1s时间）热稳定电流的换算21 1/tII tt（三）保护性能总的来说集中在几方面：过电流保护欠压和失压保护断相保护漏电保护 例如：断路器(自动开关)多种保护熔断器短路保护热继电器过载保护1.过电流保护过电流保护过电流现象：过电流现象：短路、过载短路、过载特点：低压系统最常见的故障，会导致设备温升过高，减少特点：低压系统最常见的故障，会导致设备温升过高，减少设备使用寿命。设备使用寿命。过电流过电流保护特性：保护特性：保护电器动作时间保护电器动作时间t与通过它的电流与通过它的电流I的函数关系，的函数关系，t=f(I)，t=f(I/IN)。动作时

6、间动作时间t：过电流开始到切除故障所需的时间。过电流开始到切除故障所需的时间。1.过电流保护过电流保护关键：关键：保护特性与被保护设备的保护特性与被保护设备的过载热特性配合过载热特性配合；快速、可靠地切断故障线路。快速、可靠地切断故障线路。注意注意：快速切断能力是基于：快速切断能力是基于“配合配合”基础上，而非首要要求基础上，而非首要要求（要（要选择性开断选择性开断）。）。选择性开断通过不同的保护电器有不同的动作电流和不同的动作时间值来实现尽可能使停电面积和停电时间最少1.过电流保护过电流保护特性配合反时限保护特性动作值越大，动作时间越小例子例子1：电动机的过载保护特性（过载大小与允许工作时间

7、的关系） 图II191.过电流保护过电流保护断路器的保护特性断路器的保护特性（多种保护性能）：短路和过载保护，选择性保护，欠压、失压保护等等。图II2：两段式、三段式保护特性反时限保护：用于过载保护；反时限保护：用于过载保护；瞬时动作特性：用于短路保护；瞬时动作特性：用于短路保护；短延时动作特性：带有短延时（短延时动作特性：带有短延时（定时限定时限）的短路保）的短路保护；护；保护特性的配合背景：不同的负载需要不同的保护特性，即多个保护电器在不同电压线路中的特性配合例子：图II3配合目的：缩小故障范围，最大限度地保证配电系统的供电故障时，电器对下级设备的快速保护原则A.与被保护对象的特性配合B.

8、保护电器之间的特性配合要点：1）上下级动作电流满足分级要求2）上下级动作时间满足分级要求3）上级电器对下级电器的后备保护2. 欠压和失压保护现象现象：欠压短暂时间内线路中的电压大幅度降低失压短暂时间内线路中的电压消失原因原因：短路故障、系统故障、负荷突增等。危害危害：设备的非正常运行；电压恢复时，非预期的设备自启动；现代生产、生活对电能质量的高要求；2. 欠压和失压保护临界电压临界电压：引起电机疲倒时的电源电压。欠压保护欠压保护：电压降到一定程度，电机会疲倒、堵转，大批电机同时出现几倍的过电流，故障迅速扩大线路电压降低到降低到临界电压时电器所进行的动作防止设备因过载而烧损失压保护失压保护：线路

9、电压低于或甚低于低于或甚低于临界电压时，保护电器的动作； 防止电压恢复后电机的自启动电动机临界电压的分析：图图II4感应电机转矩(电源电压)2恒定阻转矩的负载机械特性曲线4(假定假定)额定电压时电机的机械特性曲线1交点N电压降低时电机的机械特性曲线2交点H临界电压时电机的机械特性曲线3交点KN-H-K：电机转速降低，而转差率s增大K点点为不稳定点，此时欠压保护应该迅速动作电动机临界电压的分析：图II4相关公式的推导电机学回顾负载转矩恒为Tfz；额定电压UN时最大转矩为Tm；临界电压Uli时最大转矩为Tfz；得到：经验结论：欠压保护动作的电压值：0.350.7UN失压保护：能在零压释放即可2fz

10、mNliNfzlimTTUUUTUT第二篇 低压电器3.断相保护断相产生的原因： 熔断器一相熔断; 电源线或电动机一相断线; 电动机绕组引出线和接线端子间的连接松脱; 有一相触头接触不良; 变压器一次侧一相开路。断相后的电动机的单相运行是电动机烧坏的主要原因。 断相后电动机的起动转矩为零，电动机无法起动； 断相运行时，需要增大电流来维持，导致电机的铜损和铁都增大; 定子和转子的温升剧增，导致烧毁电机。电动机的断相保护：星形联结的电动机可以用一般的三极热继电器来实现保护;第二篇 低压电器三角形的电动机要进行相应分析：第二篇 低压电器触电危害触电危害电流流过的人体部位、电流大小、持续时间等相关主要

11、原因主要原因：使心脏不能有节律地进行整体收缩，即心室颤动。经验值经验值：3050mA 数分钟50几百mA几个心脏脉动周期安全临界值安全临界值：30mAs漏电保护电器的设计依据 400V以下低压配电网中性点接地方式：经电阻接地中性点不接地：由于对地杂散电容的影响，造成人体较大的伤害;中性点接地：触电电压仅相当于电源电压。4. 漏电保护第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第一节概述 主要控制对象：电动机、泵类、变频设备等主要控制对象：电动机、泵类、变频设备等控制要求：频繁的起、停、转向操作控制要求：频繁的起、停、转向操作对控制电器的基本要求：操作频率高、工作准确可靠、使用寿命长、体积小、重量轻

12、。种类：控制继电器、接触器、起动器控制继电器、接触器、起动器、控制器、主令电器、电阻器、变阻器、电磁铁等。 第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第二节主令电器主令电器：是用来接通和分断控制电路以发布命令、或对生产过程作程序控制的开关电器。主要由按钮帽、复位弹簧、常开触点、常闭触点、接线柱、外壳等组成。 一、按钮开关1、结构：2、工作原理： 按钮被按下时，动触桥下移，动断静触点断开，动合静触点接通；松开按钮时，在复位弹簧的作用下，动触桥复位，动合静触点断开，经过一定行程后，动断静触点闭合复位。按钮开关是一种用来接通或分断小电流电路的手动控制电器。在控制电路中，通过它发出“指令”控制接触器和继

13、电器等电器，再由它们去控制主电路的通断。（2）主要技术参数：额定电压、额定电流。选择时主要考虑按钮的规格、结构形式、触点数、按钮颜色和是否需要指示灯等要求。常用的规格为交流电压380V，额定电流5A，颜色：红，绿，黄等。3、类型和主要技术参数（1）类型：LA2，LA18，LA19，LA20及LA25系列4、图形和文字符号外壳按钮开关的型号含义按钮开关的外形和结构按钮开关的图形符号和文字符号第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第二节主令电器二.行程开关行程开关是用于反映工作机械的行程、发布命令以控制其运动方向或行程大小的主令电器。依据生产机械的依据生产机械的发出发出以控制其运以控制其运行方向

14、或移动距离长短的主令电器，称为行方向或移动距离长短的主令电器，称为。若将行程开关安装于生产机械行程中的某一点处，若将行程开关安装于生产机械行程中的某一点处，以限制其行程，则称以限制其行程，则称。广泛用于各类机床和起重机械中以控制其广泛用于各类机床和起重机械中以控制其行程。行程。只是其触点的动作。只是其触点的动作不是靠手动来完成不是靠手动来完成，而是，而是利用利用生产机械运动部件的生产机械运动部件的碰撞碰撞使其触点动作来使其触点动作来，从而限定，从而限定机械运动的行程、位置或改变机械运动部件的运动机械运动的行程、位置或改变机械运动部件的运动方向或状态，达到自动控制的目的。方向或状态，达到自动控制

15、的目的。行程开关在选用时，行程开关在选用时，被控电路的特点、被控电路的特点、要求以及生产现场条件和所需要的触点的数量、要求以及生产现场条件和所需要的触点的数量、种类等综合因素来考虑选用其种类；种类等综合因素来考虑选用其种类；机械位机械位置对开关型式的要求和控制线路对置对开关型式的要求和控制线路对要要求以及求以及来确定其型号。来确定其型号。：直动式行程开关的：直动式行程开关的取决于挡块的取决于挡块的移动速度，当挡块的移动速度低于移动速度，当挡块的移动速度低于0.4m/min0.4m/min时，时，触点分断的速度将很慢，触点易受电弧烧灼。这触点分断的速度将很慢，触点易受电弧烧灼。这种情况下就应采用

16、带有盘型弹簧机构能够瞬时动种情况下就应采用带有盘型弹簧机构能够瞬时动作的滚轮式行程开关。作的滚轮式行程开关。12123 主令控制器一般有保护外壳，并可按结构形式分为： （ ） 凸轮非调整式主令控制器 其凸轮不能调整，触头只能按预定的程序作分合动作。 （ ） 凸轮调整式主令控制器 其凸轮片上开有孔和槽，故其位置可按要求加以调整，因而其触头分合程序可以调整。 主令控制器又可按操作方式分为： （ ） 手动式 用人力操作。 （ ） 伺服电动机操作式 由伺服电动机经减速机构带动主令控制器主轴转动。 （ ） 生产机械操作式 由生产机械直接（或经减速机构）带动控制器主轴转动。三.主令控制器是按预定程序转换电

17、路的主令电器，供电力驱动装置作频繁转换控制线路用。其特点它是由人工或物件位置操动的非自动电器，是在一个控制程序中首发控制指令的电器；开闭的电流小(5A以下)，没有灭弧的专门要求；多为双断点桥式触点；属低压电器。主令控制器的结构原理主令控制器的结构原理1-方形转轴方形转轴 2-动触头动触头 3-静触头静触头 4-接线柱接线柱 5-绝缘板绝缘板 6-支架支架 7-凸轮块凸轮块 8-小轮小轮 9-转动轴转动轴 10-复位弹簧复位弹簧LK1系列系列 LK4系列系列 LK5系列系列 LK16系列系列第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第二节主令电器四.接近开关接近开关在控制电路中可供位置检测、行程控

18、制、计数控制及检测金属物体的存在用。接近开关以高频振荡式为最常用。 接近开关外形接近开关外形 接近开关符号接近开关符号第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第三节控制继电器一.控制继电器的用途与分类控制继电器是一种自动电器，它适用于远距离接通和分断交、直流小容量控制电路，并在电力驱动系统中供控制、保护及信号转换用。结构结构：不具备灭弧系统；分类分类：电压继电器反映输入电压的变化而动作中间继电器电流继电器电流时间继电器执行的延迟性热继电器 过载保护温度继电器过热保护、温度控制速度继电器电机转速和转向的监测控制继电器分类电压继电器电压继电器 根据电路电压的变化而动作的电器 如：欠压、失压继电器

19、供增大控制电路中触点数量或容量而用的中间继电器，实质上也是电压继电器控制继电器分类电流继电器电流继电器 根据电路电流的变化而动作的电器 如：过载、失磁保护用 LL-10A系列过流继电器：应用在交流电力系统中，作为电机、变压器、输电线的过负荷和短路保护。 控制继电器分类时间继电器时间继电器 从接受信号到执行元件动作有一定时间间隔的继电器 SS-94型时间继电器用于电力系统二次回路的继电保护电路及自动控制中，作为延时元件，使被控元件达到所需延时，以实现保护的选择性配合，保证电力系统安全可靠动作。 控制继电器分类热继电器热继电器 供交流电机过载及断相保护用的继电器 控制继电器分类温度继电器温度继电器

20、 各种设备过热保护或温度控制用的继电器 应用于开关电源、功率器件、半导体制冷、工业PC板、环境机箱温控等需利用温度控制的工业、商业电器 当 X进一步增加，Y不变只有当X减小 ：继电器动作值 ：继电器返回值CXX minYY CXX maxYY fXX minYY fXCX图4-5 继电器的输入-输出特性二. 继电器的输入、输出特性窗口型特性曲线第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第三节控制继电器三.控制继电器的主要技术参数1.额定参数指线圈和触头在正常工作时允许的电压或电流值。称为线圈额定电压/线圈额定电流和触头额定电压/额定电流。2.动作参数与整定参数输入量的动作值和返回值统称动作参数。

21、吸合值与释放值。电压继电器：吸合电压U0与释放电压Ur电流继电器：吸合电流I0与释放电流Ir可以调整的动作参数则称为整定参数。3.返回系数指继电器的返回值与动作值的比值。过电流或过电压继电器的返回系数小于1;欠电流或欠电压继电器的返回系数大于1。K值反映了继电器吸力特性与反力特性配合的紧密程度。4.储备系数额定值与动作值的比值，也称为安全系数。使工作可靠，不发生误动作。5.灵敏度电磁式灵敏度低;半导体式，电子式灵敏度高。6.动作时间吸合和释放时间。吸合时间：从线圈接受电信号起到衔铁完全吸合所需时间。释放时间：从线圈断电到衔铁完全释放所需时间。继电器可分为瞬时动作继电器和延时动作继电器。一般继电

22、器动作时间在：0.050.2秒，动作小于0.05秒的为快速成动作继电器。第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第三节控制继电器四.常用控制继电器（一）通用继电器（二）电流继电器过电流和欠电流继电器，可用于电动机的起动控制和过载保护等，也用于断路器中相应功能。（三）中间继电器一种特殊的电磁式电压继电器。 电磁式继电器的影响参数电磁吸力与电流的关系：FI2用力矩表示，有MI2则不同的动作电流对应不同的吸力矩，式41：(M1/M2) (Ic1/Ic2)2（四）影响电磁式继电器性能的主要参数1.整定值可以通过反力弹簧等调节二）返回系数二）返回系数目的：了解返回系数与继电器反力特性的关系系数与吸力特性

23、关系系数与吸力特性关系的推导过程：P129图49动作电流动作电流Ic对应的曲线F上返回电流返回电流If对应的曲线F下由上，可知返回系数有（式43） 则则：要使返回系数增大，必须减小吸力特性和反力特性的差异（减小F）。2312ffFk IF221 cFk I222322211ffFFFFKFFF 返回系数与返回系数与F的关系的关系：推导过程P129130推导过程：图410释放位置上，两个动作电流与两个反力的比例关系：式4-3与4-4之间同理，衔铁返回(吸合)位置上的反力与电流关系：则式44：结论结论：减小F，则返回系数增大。 21112fcfcFIFI21112ffffffFFIFFI22221

24、11111222221/1/1/fffcfcfcffcfKIIIF FIKIIIIF F提高继电器返回系数的方法： P130调整整定值；一般方法：1）使吸力特性和反力特性合理配合(尽量接近)；2）减小工作行程。共同点：使吸力特性和反力特性尽量接近三）动作时间三）动作时间分类：快动作（0.2s）和正常动作定义：动作时间触动时间运动时间触动时间：P32由电路平衡方程式：推导得到（46）：运动时间式47结论：继电器动作时间与很多参数相关cddtttln()wcdwcdILtRIIdiRiLdt203012(4)dcdmNtKUNUt4）消耗功率和灵敏度消耗功率：减少匝数有助于减小功耗灵敏度越高，所要

25、求消耗的功率越小但灵敏度和控制容量：互相制约关系灵敏度和控制容量：互相制约关系 222()pjtclPI RINNAK第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第三节控制继电器五.时间继电器分为电磁式时间继电器、钟表式时间继电器、气囊式时间继电器、电子式时间继电器、数字式时间继电器,电动机式时间继电器等。延时方式：通电延时型和断电延时型。（一）电磁式时间继电器调节延时的方法有：1.在衔铁和铁心的接触处垫以非磁性垫片，即能调节延时，又能减小剩磁，防止衔铁被剩磁吸住不放。2.改变电磁系统反作用弹簧反力的大小来改变延时。3.在同一磁路中套上一个阻尼筒，可以获得延时。4.短接线圈，获得延时。第二篇 低压

26、电器 第四章 低压控制电器 第三节控制继电器（二）电子式时间继电器分为阻容式和数字式。六.热继电器热继电器是利用电流通过吸热元件时产生的热量、使双金属片受热弯曲而失去机构动作的一种电器。主要用于电动机的过载、断相及电流不平衡的保护等。常用的有：双金属片式、热敏电阻式、易熔合金式三种。第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第三节控制继电器热继电器的热元件加热方式有四种：直接加热式、间接加热式、复合加热式和电流互感器加热式。双金属片的工作原理：采用不同线膨胀系数的两金属片轧合在一起，在受热后，膨胀系数大的主动层伸长得比膨胀系数小的被动层多些，致使双金属片发生弯曲。JR型热继电器结构原理图（注意补

27、偿双金属片）：第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第三节控制继电器使用差动机构实现电动机的断相保护：第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第四节低压接触器接触器：用于远距离频繁地接通和分断交直流主电路和大容量控制电路的电器。注意注意区分接触器和继电器？区分接触器和继电器？ 容量：大容量：大-小小 位置：主位置：主-控控 作用：接分主回路作用：接分主回路-控制回路输入信号种类控制回路输入信号种类第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第四节低压接触器接触器：用于远距离频繁地接通和分断交直流主电路和大容量控制电路的电器。一.接触器的分类：按操作方式或灭弧方式：电磁接触器、气动接触器、液压接触

28、器、真空接触器、半导体接触器等。第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第四节低压接触器励磁类型灭弧方式电压电流等级操作频率双断点直动式交流栅片灭弧高工作电压低杠杆传动双断点交流磁吹与多纵缝灭弧大电流低杠杆传动单断点交流磁吹与多纵缝灭弧大电流高杠杆传动单断点直流式直流磁吹与多纵缝灭弧大电流高双断点桥式单断点指形优点有两个有效灭弧区域，灭弧效果好触头产生滑动，易去氧化膜缺点触头参数调节不便，为防止氧化，需用银基触头，价格昂贵磨损快，另外单断口需要大开距灭弧各结构形式接触器特点双断点桥式与单断点指形对比第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第四节低压接触器二.结构和工作原理第二篇 低压电器 第四

29、章 低压控制电器 第四节低压接触器二.结构和工作原理第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第四节低压接触器二.结构和工作原理三.主要技术参数1.额定工作电压2.额定工作电流3.使用类别与通断条件（见相关文献）4.寿命包括机械寿命和电寿命机械寿命：以其在需要维修或更换机械零件前所能承受的无载操作循环次数来表示。电寿命：在一定的使用条件下，无需修理或更换零件的负载操作次数来表示。 根据我国的标准，额定电压应在下述标准系数中选取： 直流：12、24、36、48、60、72、110、125、220、250、440V; 交流：24、36、42、48、127、220、380、660、1140V。第二篇

30、低压电器 第四章 低压控制电器 第四节低压接触器如何提高接触器的电寿命？1）尽量减小弹跳;2）良好的吸反力配合;3）加缓冲装置，吸收动能。如何提高接触器的机械寿命？1）适当增大铁心面积，减小碰撞应力;2）铁心表面进行硬化处理;3）合理地选择运动副，降低摩擦。5.操作频率和额定工作制6.与短路保护电器的协调配合四.结构分析1.主触头2.灭弧装置主要有利用回路电动力拉长电弧、栅片灭弧室、串联磁吹灭弧。3.防剩磁气隙4.辅助触头第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第四节低压接触器五.混合式低压交流接触器六.接触器的选用与故障分析根据所控制负载的任务轻重;对使用环境有一定要求;主要从线圈、触头等温

31、升进行故障分析。第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第五节低压电动机起动器一.用途与分类低压电动机起动器是控制电动机起动、停止和可逆运转的电器。第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第四节低压电动机起动器二.结构和工作原理（一）全压直接起动器线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触头主触头弹簧弹簧辅助辅助触头触头M3电机电机接触器接触器动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源380M3 接触器接触器动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源 220380接触器有关符号：接触器有关符号：接触器线圈接触

32、器线圈接触器主触头用于主电路接触器主触头用于主电路 （流过的电流大，（流过的电流大，需加灭弧装置需加灭弧装置）常开常开常闭常闭接触器辅助触头用于控制电路接触器辅助触头用于控制电路 （流过的电流小，无（流过的电流小，无需加灭弧装置需加灭弧装置）接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。简单的接触器控制简单的接触器控制ABCM3刀闸起隔离作用刀闸起隔离作用自保持自保持停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮特点：特点：小电流控小电流控 制大电流。制大电流。继电器继电器 继电器和接触

33、器的工作原理一样。主要区别在于，接触器继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器 的主触头可以通过大电流，而继电器的的主触头可以通过大电流，而继电器的 触头只能通过小电流。触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。所以，继电器只能用于控制电路中。中间继电器中间继电器电压继电器电压继电器电流继电器电流继电器 时间继电器（具有延时功能）时间继电器（具有延时功能）热继电器（做过载保护）热继电器（做过载保护）.继电器类型：继电器类型： 发热元件发热元件功能功能：过载保护：过载保护热继电器热继电器结构结构：I I常闭触头常闭触头双金双金属片属片工作原理：工作原理： 发热元件接入电机主电

34、路，若长时间过载，双金发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。扣板扣板热继电器的符号热继电器的符号发热元件发热元件串联在主电路中串联在主电路中串联在控制电路中串联在控制电路中常闭触头常闭触头FRFR异步机的直接起动异步机的直接起动M3ABCKMFUQSBCKMSB一、点动控制一、点动控制动作过程动作过程触头（触头（KM）打开）打开按钮松开按钮松开线圈（线圈（KM）断电）断电 电机停转。电机停转。触头（触头（KM）闭合）闭合按下

35、按钮按下按钮（SB） 线圈（线圈（KM）通电）通电电机转动；电机转动；控制电路控制电路主电路主电路简单的接触器控制简单的接触器控制ABCM3刀闸起隔离作用刀闸起隔离作用自保持自保持停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮KMSB1KMSB2FRM3ABCKMFUQSFR电流成回路，电流成回路，只要接两相就可以了。只要接两相就可以了。异步机的直接起动异步机的直接起动 + 过载保护过载保护发热发热元件元件热继电热继电器触头器触头电机的正反转控制电机的正反转控制KMFKMFSB1SBFFRKMRKMRKMRSBRM3ABCKMFFUQSFR 该电路必须先停车才能由正转到反转或由该电路必须先停车才能由正转到反

36、转或由反转到正转。反转到正转。SBF和和SBR不能同时按下，不能同时按下，否则会造成短路！否则会造成短路！操作过程：操作过程： SBF正转正转SBR反转反转停车停车SB1正转正转电机的正反转控制电机的正反转控制 加互锁加互锁互锁作用互锁作用：正转时，：正转时，SBR不起作用；反转不起作用；反转 时，时，SBF不起作用。从而避免两触发器不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRM3A BCKMFFUQ SFRKMRSBR互锁互锁KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR电机的正反转控制电机的正反

37、转控制双重互锁双重互锁KMRM3A BCKMFFUQSFR电器互锁电器互锁机械互锁机械互锁双保险双保险机械互锁（复合按钮）机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）电器互锁（互锁触头）第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第四节低压电动机起动器（二）星三角起动器起动电流是全压起动时的1/3。KMFUQSFR电机电机绕组绕组AxByCzKM -YABCXYZYZBYXCAKM- 主电路主电路 电机的电机的Y 起动起动KM -Y闭合，闭合，电机接成电机接成 Y 形；形；KM- 闭合，闭合，电机接成电机接成 形。形。KMFUQSFR电机AxByCzKM -YKM- 主电路接通电源主电路接通电源延时延

38、时KT KM- KM- Y Y 转换完成转换完成SB2 KM KT KM-Y KM- KM- KTKTKM-YKM-YKM- KM- KTKM- KMSB1SB2KMY Y 起动起动控制电路控制电路FR第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第四节低压电动机起动器（三）自动式自耦减压起动器采用自耦变压器来实现降低起动电流，一般自耦变压器有65和80两个抽头。第二篇 低压电器 第四章 低压控制电器 第四节低压电动机起动器（四）起动器的选用1.根据电网容量和被控电动机的功率选择起动方式;2.根据负载的性质与对起动的要求选择起动方式;综合考虑对电网及负载的冲击等，以及控制的难度上等。3.根据起动器不

39、同的起动特性来选择起动器;4.选用时还应考虑起动器与短路保护电器间的协调配合。第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第二节刀开关和负荷开关配电电器：是指在低压配电系统或动力装置中，用来进行电能分配、接通和分断电路及对配电系统进行保护的电器。主要有刀开关、熔断器、断路器等。一.刀开关和刀形转换开关400A以下多用单极刀开关，600A及以上者多用双极的。一、刀开关一、刀开关 ：刀开关（手柄闸刀式开关）是低压配电电器中结构最简单、应用最广泛的电器。广泛应用于照明电路、小容量（5.5KW及以下）的动力电路且不频繁启动的控制电路中。 刀开关按极数分为单级、双极和三级；按操作方式分为直接手柄操作式、杠杆操作

40、机构式和电动操作机构式；按刀开关可转换的方向分为单投式和双投式。常常 用用 的的 刀刀 开开 关关 种种 类：类：（1）胶盖闸刀开关：胶盖闸刀开关又称为开启式负荷开关。 （2）铁壳开关：铁壳开关又称为封闭式负荷开关。一般应用于不频繁地接通和分断负荷电路，也可以用作15KW以下的电动机的不频繁启动的控制开关。（3）熔断器式刀开关：熔断器式刀开关即熔断器式隔离开关。是一种以熔断体或带有熔断体的载融件作为动触点的隔离开关。刀开关刀开关胶盖闸刀开关胶盖闸刀开关胶盖闸刀开关外形结构：图形文字符号：HK系列胶盖闸刀开关型号的含义:刀开关胶盖闸刀开关刀开关封闭式铁壳闸刀开关铁壳开关外形结构图形文字符号：封闭

41、式铁壳闸刀开关型号的含义:刀开关熔断器式刀开关熔断器式刀开关外形结构：HR6型系列HR5HR5系列系列组合开关又称为转换开关，是由多节触点组合而成的一种手动控制电器。组合开关有单级、双极和三级之分。 组合开关可以用作电源引入开关、也可以用作5.5KW以下的电动机的直接启动、停止、反转和调速的控制开关。配电电器配电电器组合开关组合开关组组合合 开开关关 实实物物 图图 片片组合开关结构示意图组合开关结构示意图组合开关图形文字符号组合开关图形文字符号HZ系列组合开关型号的含义：系列组合开关型号的含义：第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第二节刀开关和负荷开关二.负荷开关刀开关和熔断器组合具有一定的

42、接通和分断能力及小倍数短路分断能力。其分断能力取决于熔断器。刀开关有封闭式和开启式的。刀开关和熔断器组合分为熔断器式刀开关、熔断器式隔离开关和负荷开关。第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第三节低压熔断器一.熔断器的结构和工作原理熔断器的主要部件有：熔体、载熔件、熔断器底座、填料、绝缘管及导电触头。二.熔断器的主要技术参数1.额定电流：熔断器内能装入的最大熔体的额定电流。一般熔体可以是多级的。2.额定电压：指熔断器长期工作时和分断电路时能耐受的电压。电压等级一般有：220、250、380、500、660、750、1000、1140V等。3.分断能力：额定分断能力是指在规定使用条件（线路电压、功

43、率因数或时间常数下），熔断器所能分断的预期短路电流。多用有效值来表示。4.保护特性：熔体通过的电流与熔断时间的关系。是一种反时限曲线，允许一定的过载后再熔断。第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第三节低压熔断器5.特性tI2即熔体的熔化过程，主要是电流的大小与时间的积分关系。三.熔断器的分类和产品 半封闭插入式熔断器; 无填料密封管式熔断器; 有填料封闭管式熔断器;四.熔断器的材料与结构（一）熔体材料一般有低熔点和高熔点两类低熔点：锡、锌、铅及其合金。高熔点：铜、银、铝及合金。冶金效应：为解决高熔点金属熔体在低过载倍数时，触头温升过高的问题。在高熔点金属上焊接一些低熔点的金属，使得在低过载倍数

44、时，低熔点金属率先熔化，包在高熔点金属的外层，形成“熔剂”，使高熔点金属比较容易熔断。第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第三节低压熔断器（二）熔体的形状（三）填充材料石英沙和三氧化二铝等。筛选、除铁、清洗、干燥等。（四）绝缘管材料高的机械强度和良好的耐弧性能。多用纤维管，在高温下可以产生含氢气体，有利于熄弧。第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第三节低压熔断器五.熔断器的选用1.熔断器的额定电压应等于或大于线路的额定电压;2.熔断器的额定分断能力应不小于线路中可能出现的最大故障电流;3.随着用途的不同应选择相应的熔断器，使其保护特性能与保护的过载特性相匹配;4.满足选择性保护原则;5.保护半

45、导体时，熔断器的 值，必须小于保护对象。以及对半导体的反向重复电压与工作电流等相配合。tI2第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第四节低压断路器一.低压断路器的工作原理与分类主要组成部分：1.触头系统; 2.灭弧系统; 3.各种脱扣器; 4.开关机构; 5.框架或外壳。低压断路器的用途、工作原理和分类低压断路器：在低压配电网络中用来分配电能以及按规定 条件对低压配电电路、电动机或其他用电设 备实行通断操作并起保护作用的开关电器。低压断路器的保护作用：当电路中出现过载过载、短路短路或欠压欠压 等故障时，能自动分断电路。低压断路器以前称为自动开关或自动空气断路器。在正常情况下，低压断路器可用在不频

46、繁地接通与切断线路上。一. 低压断路器的用途、工作原理和分类原理原理 主触头2为常开触头，用于接通和分断主电路，串联在三相回路中，图中所示为主触头处于闭合位置，此时，传动杆3由锁扣4钩住，分断弹簧1被拉伸，过电流脱扣过电流脱扣器器5串联于主电路串联于主电路，在主电路电流为正常值时，过电流脱扣器的衔铁处于打开位置，当主电路电流超过规定值时，衔铁被吸合，顶杆向上将锁扣4顶开，分断弹簧1使主触头分断(或称分闸)。 图2.7 低压断路器的工作原理图1一分断弹簧；2一主触头；3一传动秆；4锁扣；5一过电流脱如器；6欠压脱扣器；7一分励脱扣器欠压脱扣器欠压脱扣器6并联于主电路并联于主电路，在主电路电压正常

47、时，其衔铁吸合，当主电路电压低于规定值时，其衔铁释放，顶杆也将锁扣4顶开，使主触头分断。分励脱扣器分励脱扣器7由控制电源供由控制电源供电电，它可以根据操作人员的命令或其他信号使线圈通电，衔铁被吸合，顶杆向上将锁扣4顶开 ，使主触头分断。 图2.7 低压断路器的工作原理图1一分断弹簧；2一主触头；3一传动秆；4锁扣；5一过电流脱如器；6欠压脱扣器；7一分励脱扣器一. 低压断路器的用途、工作原理和分类低压断路器组成导电接触系统。灭弧系统。各种脱扣器。开关机构。把以上各部分连接在一起的金属框架或塑料外壳。一. 低压断路器的用途、工作原理和分类低压断路器分类按用途分：保护配电线路用、保护电动机用、保护

48、照明线路用和漏电保护用断路器。按结构型式分：万能式/框架式和装置式/塑料外壳式断路器。按极数分：四极、三极、二极和单极断路器。按限流性能分：普通式和限流式断路器。按操作方式分：直接手柄操作式、杠杆操作式、电磁铁操作式和电动机操作式断路器。第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第四节低压断路器一、低压断路器的品种很多，可按用途、结构特点、限流性能、电流和电压种类等不同方式分类： （1）按用途区分有配电线路保护用、电动机保护用、照明线路保护用和漏电保护用断路器。 （2）按结构区分有万能式（框架式）断路器和塑料外壳式断路器。 （3）按极数区分有单极、二极、三极、和四极断路器。 （4）按限流性能区分有限

49、流式断路器和普通式断路器。 （5）按操作方式区分有直接手柄操作式、杠杆操作式、电磁铁操作式和电动机操作式断路器。二.典型结构分析（一）万能断路器1.普通万能式低压断路器 触头系统 主触头、辅助触头、弧触头，在电路中它们是并联的。合闸时：弧辅主分闸时：主辅弧 灭弧系统多采用栅片灭弧第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第四节低压断路器第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第四节低压断路器 操作机构和自由脱扣机构操作机构是实现操作手柄或触头用的。自由脱扣：指主电路出现故障电流时，不论操作手柄在何位置，触头均能迅速自动分断电路。 脱扣器:脱扣器是断路器的感受元件，当电路发生故障或需要分断时，脱扣器接受信

50、号并动作，通过自由脱扣机构使断路器分闸。第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第四节低压断路器为了得到不同的保护特性，断路器应该有不同的脱扣器：失压脱扣器：用于失压保护。分励脱扣器：有电压线圈的电磁铁，可实现远程操作。半导体脱扣器：采用半导体技术来进行检测，比较等来实现动作保护。第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第四节低压断路器第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第四节低压断路器2.万能式限流断路器限流万能式断路器与普通万能式断路器不同之处在于，它有专门的斥力斥力触头触头和快速脱扣装置快速脱扣装置。为限流万能式断路器，具有快速断开快速断开和抑制短路电流抑制短路电流上升的特点，特别适用于可能发生

51、较大短路电流的网络之中。第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第四节低压断路器（二）塑壳式断路器1.普通式;2.限流式。与万能式相比较，其特点是触头系统、灭弧室、机构及脱扣器等元件均装在一个塑料壳体内，具有结构紧凑、体积小、使用安全、价格低廉及外形美观等优点。第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第四节低压断路器三.低压断路器的主要技术参数（一）额定电压交流：220、380、660、1140V（50Hz）直流：110、220、440V（二）额定电流是指过电流脱扣器的电流（三）额定短路分断能力指断路器在规定的使用条件下，分断预期短路电流的能力。一般以有效值来表示。（四）额定短路接通能力是指断路器在规

52、定的工作电压、功率因数（或时间常数）下能够接通的适中电流，一般以最大预期电流峰值表示。（五）额定短时耐受电流是指断路器处于合闸状态下，短时耐受一定时间短路电流的能力。主要指电动力效应和热效应。（六）保护特性与寿命与配电用以及电动机保护的具体情况而定。对漏电流有特殊的断路器。寿命主要包括：机械寿命和电寿命。 1额定电压额定电压：额定电压分额定工作电压、额定绝缘电压和额定脉冲电压。额定工作电压额定工作电压：与通断能力及使用类别相关的电压值。对于交流多相电路则指电路的线电压线电压。额定工作电压在数值上取决于电网的额定电压等级。额定绝缘电压额定绝缘电压：设计断路器的电压值，开关电器的电气间隙电气间隙和

53、爬电距离爬电距离应按此电压值确定。一般情况下，额定绝缘电压就是断路器的最大额定工作电压最大额定工作电压。额定脉冲耐压值额定脉冲耐压值：数值应大于或等于系统中出现的最大过电最大过电压峰值压峰值。额定绝缘电压和额定脉冲耐压共同决定了开关电器的绝缘水平。2.4 低压断路器2额定电流：额定电流：脱扣器的额定电流，一般情况下也是断 路器的额定持续电流。3. 额定短路分断能力：额定短路分断能力：在规定的使用条件下，分断短路 预期电流的能力。它又分为额定 极限短路分断能力和额定运行短 路分断能力。2.4 低压断路器额定极限短路分断能力：断路器在规定的试验电压、功率因数或时间常数以及规定的试验程序下，相应分断

54、预期短路电流(交流条件下以有效值表示)的能力。额定极限短路分断能力的试验程序：O t CO其中 O分断操作； CO接通操作后紧接着分断操作； t 两个相继操作之间的时间间隔。在试验之后不要求断路器继续运行，因而它是断路器的最大分断电流。额定运行短路分断能力：断路器在规定的试验电压、功率因数或时间常数以及相应的试验程序下的一种比额定极限短路分断电流小的分断电流值。额定运行短路分断能力的试验程序：O t CO t CO额定运行短路分断能力试验后，要求断路器应依然具有能在额定电流下继续运行的能力。2.4 低压断路器4额定短路接通能力：额定短路接通能力：在规定的工作电压、功率因数或时间常数下能够接通短

55、路电流的能力，用最大预期电流峰值表示。 断路器要求的最小额定短路接通能力和额定短路分断能力之间有一定的比例 关系，由短路电流冲击系数决定。标准规定它们之间的关系如下表。2.4 低压断路器 5. 额定短时耐受电流额定短时耐受电流断路器的额定短时耐受电流是指断路器处于闭合状态下，耐受一定持续时间的短路电流能力。额定短时耐受电流包括要经受短路电流峰值冲击的电动力作用以及一定时间的短路电流(周期分量有效值)的热作用。2.4 低压断路器6. 保护特性保护特性 (1)过电流保护特性：断路器的动作时间t与过电流脱扣器的动作电流I 的关系曲线，即t=f (I)曲线。 (2)欠电压保护特性：当主电路电压低于规定

56、值时，断路器应能瞬时或经短延时动作，将电路分断。 (3)漏电保护特性：当电路漏电电流超过规定值时，断路器应在规定时间内动作，分断电路。第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第四节低压断路器四.低压断路器的选用1.断路器的额定工作电压等于或大于线路的额定电压;2.断路器的额定工作电流等于或大于线路计算负载电流;3.断路器的额定短路通断能力等于或大于线路中可能出现的最大短路电流;4.断路器的过电流脱扣器的额定电流等于或大于负载工作电流;5.断路器的欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压;6.按不同的要求来选择断路器的种类;7.注重上、下级之间的时间、电流特性等配合;8.与熔断器配合使用时，熔断器一

57、般做为断路器的后备使用。第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第五节漏电保护开关和漏电保护断路器漏电保护开关仅作为防触电保护用。漏电保护断路器可以实现断路器的相关保护功能等。漏电保护断路器包括：断路器本体、零序电流互感器和漏电脱扣器等。LCBACBAIIIIIII故障时：器的三相电流和为零。正常时：零序电流互感0第二篇 低压电器 第五章 配电电器 第五节漏电保护开关和漏电保护断路器电磁式电流脱扣器：派生出电子漏电保护器。（小漏电信号即可驱动，灵敏度高，输出功率增加，机械强度增高等）。漏电保护断路器有快速动作型和延时动作型等。第三篇 高压电器高压电器承担着电能的生产、传输、分配和输电系统的保护任务

58、。一.高压电器的分类（一）开关电器高压断路器高压熔断器负荷开关隔离开庆接地开关（二）测量电器电流互感器电压互感器（三）限流与限压电器电抗器避雷器第三篇 高压电器二.对高压电器的主要要求（以断路器为例）（一）开断短路故障（二）关合短路故障主要针对“预伏故障”而言。关合能力以关合电流的峰值来表示。（三）快速分断快速分断短路故障，减弱短路电流对电气设备的危害。0.30.5S 180SOCOCOt分 合分t合分一般为，为两次合分的间隔时间，一般为。（四）自动重合闸第三篇 高压电器（五）允许合分次数（寿命）高压断路器的机械寿命一般为2000次。高压断路器的电寿命一般为数千次。三、主要技术参数（1）额定电

59、压3、6、10、20、35、66、110、220、330、500kV等（2）额定电流（3）额定开断电流断路器能开断的最大电流称为极限开断电流（4）短时耐受电流（热稳定电流）（5）峰值耐受电流（动稳定电流）（6）额定短路接通（或关合电流）（7）合闸时间从接到合闸命令到合闸到位的时间。（8）开断时间从接到分闸命令到分闸到位的时间。第三篇 高压电器 第六章 高压断路器 第一节概述一、高压断路器的用途和结构特点高压断路器：是电力系统中最重要的开关设备，它能够开断与闭合正常线路与故障线路，主要用于电力系统发生短路故障时自动切断系统的短路电流。开断部分（触头和灭弧系统）;操动和传动部分（操动能源和传动机构

60、）;绝缘部分（绝缘支架、绝缘连接件等）。二、高压断路器的分类按灭弧介质分类：油断路器;真空断路器;气吹断路器;自产气断路器;磁吹断路器。按对地绝缘方式分：金属箱接地型;瓷瓶支持型;第三篇 高压电器 第六章 高压断路器 第一节概述按使用电压等级分：（1）中压断路器（35kV级以下）;（2）高压断路器;（3）超高压断路器（330kV级以上）。高压断路器的操动机构(actuator)分：（1）手动机构;（2）电磁机构;（3）弹簧机构;（4）液压机构;（5）气动机构;（6）永磁机构。三、对高压断路器的主要要求 （1）在正常情况下能开断和关合电路，必要时还能开断和关合空载长线或电容器组等电容性负荷，以及