低压电器元件课件

1、前言输配电示意图输配电示意图应用应用低压电器元件配电系统图配电系统图低压电器元件u定义：定义：在额定电压交流在额定电压交流1200V、直流、直流1500V及以下的电路及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。中起通断、保护、控制或调节作用的电器。 u分类：分类：总的来说，低压电器可以分为配电电器和控制电总的来说，低压电器可以分为配电电器和控制电器两大类器两大类 一、配电电器：一、配电电器：指在低压配电系统或动力装置中指在低压配电系统或动力装置中,用来进行电能的用来进行电能的分配、接通和分断电路及对配电系统进行保护的分配、接通和分断电路及对配电系统进行保护的电器。电器。主要有刀开关、断路

2、器、隔离开关、熔断器等。主要有刀开关、断路器、隔离开关、熔断器等。低压电器元件二、控制电器：二、控制电器：指能够根据外界要求或所施加的信号，自动或手指能够根据外界要求或所施加的信号，自动或手动的接通或断开电路的电器。动的接通或断开电路的电器。 主要有变频器，启动器等。主要有变频器，启动器等。低压电器元件常用低压电器元件第一节第一节 刀开关刀开关第二节第二节 熔断器熔断器第三节第三节 低压断路器低压断路器 第四节第四节 接触器接触器第五节第五节 继电器继电器第一节第一节 刀开关刀开关v一一 刀开关的用途和结构：刀开关的用途和结构：v 刀开关广泛应用于各种低压配电设备，作为刀开关广泛应用于各种低压

3、配电设备，作为电源隔离开关，也可以用来频繁地接通与断开容电源隔离开关，也可以用来频繁地接通与断开容量不大的低压配电电路。量不大的低压配电电路。v 简单的刀开关因没有灭弧措施，简单的刀开关因没有灭弧措施，分断速度低，分断速度低，分断能力弱分断能力弱，主要负载切除后，将线路与电源隔，主要负载切除后，将线路与电源隔开，保证检修人员安全。有些刀开关加装灭弧室，开，保证检修人员安全。有些刀开关加装灭弧室，可以切断额定电流下的有载电路。可以切断额定电流下的有载电路。图1 手柄操作式单极开关手柄静插座触刀绝缘底板锁链支座图2 带速断刀片的刀开关手柄静插座速断刀片拉力弹簧二二 刀开关的主要技术参数：刀开关的主

4、要技术参数： 1.1.额定电压：额定电压：指在规定条件下，保护电器正常工作的指在规定条件下，保护电器正常工作的电压值。目前国内生产的刀开关的额定电压一般电压值。目前国内生产的刀开关的额定电压一般为交流（为交流（50Hz50Hz）500V500V以下，直流为以下，直流为440V440V以下。以下。2.2.额定电流：额定电流：指在规定条件下，保护电器正常工作的指在规定条件下，保护电器正常工作的电流值。目前国内生产的刀开关的额定电流一般电流值。目前国内生产的刀开关的额定电流一般为为10 10 、1515、2020、3030、6060、100100、200200、400400、600600、10001

5、000、15001500等。等。3.3.通断能力：通断能力：指在规定条件下，额定电压下接通和分指在规定条件下，额定电压下接通和分断的电流值。断的电流值。三三 刀开关的选用刀开关的选用v 刀开关的刀开关的额定电压额定电压应等于或大于电路的额定电压，应等于或大于电路的额定电压，额定电流额定电流应等于或稍大于电路的额定电流。若用刀应等于或稍大于电路的额定电流。若用刀开关控制电动机，考虑电动机的启动电流大，选用开关控制电动机，考虑电动机的启动电流大，选用额定电流大一些的刀开关。此外，刀开关的额定电流大一些的刀开关。此外，刀开关的通断能通断能力，动稳定电流值力，动稳定电流值、热稳定电流值热稳定电流值均应

6、符合电路的均应符合电路的要求要求。v注意：中央手柄式刀开关不能切断负荷电流，其他型式的可切断一定的负荷电注意：中央手柄式刀开关不能切断负荷电流，其他型式的可切断一定的负荷电流，但是必须选用带灭弧室的刀开关。流，但是必须选用带灭弧室的刀开关。封闭式负荷开关（铁壳开关）封闭式负荷开关（铁壳开关）第二节第二节 熔断器熔断器一一 熔断器（熔断器（fuse-linkfuse-link）的用途和结构：）的用途和结构： 熔断器是当电流超过规定值一定时间后，以它本身产生的熔断器是当电流超过规定值一定时间后，以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电器的保护电器，它是集感应、比较与执热量使熔体熔化而分断电器的保护电器

7、，它是集感应、比较与执行于一体的最简单且性能优异的保护电器，行于一体的最简单且性能优异的保护电器，在低压配电线路中作在低压配电线路中作短路和过载保护用。由于熔断器对过载反应不灵敏，所以不宜用短路和过载保护用。由于熔断器对过载反应不灵敏，所以不宜用于过载保护，主要用于短路保护。于过载保护，主要用于短路保护。 熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管和熔座组成。其中熔熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管和熔座组成。其中熔体是主要部分，既是感受元件又是执行元件。熔体可以做成丝状体是主要部分，既是感受元件又是执行元件。熔体可以做成丝状、片状片状、带状带状、笼状，材料有两类：低熔点材料，如铅笼状，材料有两类：低熔点

8、材料，如铅、锌锌、锡及锡及铅锡合金；另一类为高熔点材料，如银铅锡合金；另一类为高熔点材料，如银、铜铜、铝等。熔管的材料铝等。熔管的材料为陶瓷为陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维。绝缘钢纸或玻璃纤维。 v二、二、 熔断器（熔断器（fuse-link）的分类：）的分类：v1.按结构形式分类：按结构形式分类：v半封闭插入式、无填料密闭管式、有填料密闭管式、快速熔断半封闭插入式、无填料密闭管式、有填料密闭管式、快速熔断器和自复熔断器。器和自复熔断器。v2.按适用对象分：专职人员和非专职人员使用。一般专职人员按适用对象分：专职人员和非专职人员使用。一般专职人员使用的熔断器一般包括一般工业用熔断器、半导体器件保护用

9、使用的熔断器一般包括一般工业用熔断器、半导体器件保护用熔断器（又称快速熔断器）、自复式熔断器熔断器（又称快速熔断器）、自复式熔断器v3.按工作类型分：按工作类型分：g类和类和a类类vg类熔断器又称全范围分断熔断器，可在规定的条件下分断从类熔断器又称全范围分断熔断器，可在规定的条件下分断从最小熔化电流到其额定分断电流之间的任何电流；最小熔化电流到其额定分断电流之间的任何电流；a类熔断器类熔断器又称部分范围分断熔断器，只能分断从又称部分范围分断熔断器，只能分断从4倍额定电流到其额定倍额定电流到其额定分断电流之间的任何电流。分断电流之间的任何电流。v4.按使用类别分：按使用类别分：G类和类和M类类v

10、 G类为一般用途熔断器，常用于保护包括电缆在内的各种负载；类为一般用途熔断器，常用于保护包括电缆在内的各种负载；M类为电动机电路用熔断器，主要用于对电动机负载的保护。类为电动机电路用熔断器，主要用于对电动机负载的保护。v常用的常用的gG类和类和aM类。类。 gG系列熔断器主要用于对电路的短路系列熔断器主要用于对电路的短路保护；保护；aM系列熔断器主要用于对电动机的短路保护。系列熔断器主要用于对电动机的短路保护。三、三、 熔断器的主要工作原理和主要技术参数熔断器的主要工作原理和主要技术参数：v熔断器的工作原理与基本特性熔断器的工作原理与基本特性：v熔断器是一种结构简单熔断器是一种结构简单、使用方

11、便使用方便、价格低廉的价格低廉的保护电器。它主要有熔体和安装熔体的导电零件保护电器。它主要有熔体和安装熔体的导电零件组成，此外还有绝缘座和绝缘管组成。组成，此外还有绝缘座和绝缘管组成。v使用时，熔体被保护电路串联，当电路为正常负使用时，熔体被保护电路串联，当电路为正常负载电流时，熔体温度较低。如果电路发生短路故载电流时，熔体温度较低。如果电路发生短路故障时，电路电流增大，熔体发热。当熔体温度升障时，电路电流增大，熔体发热。当熔体温度升高到熔点时，自行熔断，分断故障电路，达到保高到熔点时，自行熔断，分断故障电路，达到保护线路的目的。护线路的目的。四、四、 常用熔断器常用熔断器v1.RC1A系列的

12、瓷插式熔断器系列的瓷插式熔断器v俗称瓷插保险，由瓷插座俗称瓷插保险，由瓷插座、瓷插头组成，瓷插座上有静插座瓷插头组成，瓷插座上有静插座和接线螺钉，中间空隙与瓷插头突出部分形成灭弧室，电流和接线螺钉，中间空隙与瓷插头突出部分形成灭弧室，电流较大时灭弧室中垫石棉编织物，防止熔体熔断时，金属颗粒较大时灭弧室中垫石棉编织物，防止熔体熔断时，金属颗粒喷溅。喷溅。v铅锡合金丝铅锡合金丝 额定电流额定电流515；极限分断能力；极限分断能力 0.250.5v铜丝铜丝 额定电流额定电流30100；极限分断能力；极限分断能力1.53v变截面紫铜片变截面紫铜片 额定电流额定电流200；极限分断能力；极限分断能力3v

13、2.RM10系列：系列：v由熔断管由熔断管、熔体熔体、静插座组成。静插座组成。v熔体是变截面的锌片，静插座安于绝缘底板上。熔断管由钢化纤维制成，管内熔体是变截面的锌片，静插座安于绝缘底板上。熔断管由钢化纤维制成，管内无填料，熔体熔断时，电弧在管内不会向外喷出。额定电流无填料，熔体熔断时，电弧在管内不会向外喷出。额定电流151000，分断能，分断能力力1.212v RM / 设计序号额定电流无填料密封管式v3.RT和和NT有填料封闭管式熔断器有填料封闭管式熔断器v主要由熔管和底座组成，熔管包括管体、熔体、指示器、触刀、盖板和主要由熔管和底座组成，熔管包括管体、熔体、指示器、触刀、盖板和石英砂，管

14、体采用陶瓷，具有较高的机械强度和耐热性能，管内装有工石英砂，管体采用陶瓷，具有较高的机械强度和耐热性能，管内装有工作熔体和指示器熔体。熔体通常由薄紫铜片冲制成变截面形状，中间部作熔体和指示器熔体。熔体通常由薄紫铜片冲制成变截面形状，中间部分用锡桥连接，装配时一般将熔片围成笼状，以增大熔体和石英砂的接分用锡桥连接，装配时一般将熔片围成笼状，以增大熔体和石英砂的接触面积，从而提高熔断器的分断能力，又使管体受热均匀而不容易断裂。触面积，从而提高熔断器的分断能力，又使管体受热均匀而不容易断裂。熔断指示器是一个机械信号装置，指示器上装有与熔体并联的铜丝。当熔断指示器是一个机械信号装置，指示器上装有与熔体

15、并联的铜丝。当电路短路时，熔体熔断后，电流转移至铜丝上迅速熔断，指示器在弹簧电路短路时，熔体熔断后，电流转移至铜丝上迅速熔断，指示器在弹簧作用下立即向外弹出，显示红色信号，表示熔体熔断。作用下立即向外弹出，显示红色信号，表示熔体熔断。v RT - / vRT14、RT16额定电流额定电流20100和和2063；v分断能力分断能力80KA和和100KA设计序号熔断器额定熔断电流熔体额定熔断电流底板接线形式v4. 快速熔断器快速熔断器 又称半导体器件保护器又称半导体器件保护器，v常用的有常用的有RS系列有填料快速熔断器、系列有填料快速熔断器、RLS系列螺旋式快速熔断器、系列螺旋式快速熔断器、N G

16、T系列半系列半导体器件保护用熔断器导体器件保护用熔断器vRS0主要用于硅整流元器件及其成套装置的短路保护主要用于硅整流元器件及其成套装置的短路保护vRS3主要用作晶闸管及其成套装置的短路保护主要用作晶闸管及其成套装置的短路保护vRLS与与RS熔体材料和结构不同，主要用于小容量的硅整流器件和晶闸管的短路熔体材料和结构不同，主要用于小容量的硅整流器件和晶闸管的短路保护。保护。vNGT用于半导体保护。用于半导体保护。vRS - / RLS - / vNGT - / 熔断器额定电压熔体额定电流熔断器支持件额定电流熔体额定电流派生代号熔断体尺码额定电压额定电流v5. 自复熔断器自复熔断器v大功率非线性电

17、阻元件，具有良好的限流性能，常与低压断路器串联使用提高分断能力。大功率非线性电阻元件，具有良好的限流性能，常与低压断路器串联使用提高分断能力。优点：当故障排除后，迅速复原，不需要更换熔体，再次投入运行。优点：当故障排除后，迅速复原，不需要更换熔体，再次投入运行。v自复熔断器的结构，主要由电流端子（又叫电极）、云母玻璃（填充剂）、绝缘管、熔体、自复熔断器的结构，主要由电流端子（又叫电极）、云母玻璃（填充剂）、绝缘管、熔体、活塞、氩气和外壳等组成。其中，自自复熔断器的外壳一般用不锈钢制成，不锈钢套与其活塞、氩气和外壳等组成。其中，自自复熔断器的外壳一般用不锈钢制成，不锈钢套与其内部的氧化铍陶瓷绝缘

18、管间用云母玻璃隔开，云母玻璃既是填充剂又是绝缘物。内部的氧化铍陶瓷绝缘管间用云母玻璃隔开，云母玻璃既是填充剂又是绝缘物。 自复熔断器的接线，它常与断路器串联使用，本身先并联一只附加电阻，以抑制分断时出自复熔断器的接线，它常与断路器串联使用，本身先并联一只附加电阻，以抑制分断时出现的过电压。正常工作时，自复熔断器呈低阻状态，并联电阻仅流过很小电流。而当线路现的过电压。正常工作时，自复熔断器呈低阻状态，并联电阻仅流过很小电流。而当线路发生故障时，自复熔断器呈高阻状态，并联电阻可吸收它所产生的过电压，并维持断路器发生故障时，自复熔断器呈高阻状态，并联电阻可吸收它所产生的过电压，并维持断路器脱扣器所需

19、要的动作电流，保证断路器可靠分断。因此，断路器分断的电流实际上是自复脱扣器所需要的动作电流，保证断路器可靠分断。因此，断路器分断的电流实际上是自复熔断器的限流电流。熔断器的限流电流。 第三节 低压断路器v一一 低压断路器的工作原理与结构低压断路器的工作原理与结构v 俗称空气开关，是低压配电网中的主要电器开关，可以接通或分断俗称空气开关，是低压配电网中的主要电器开关，可以接通或分断正常负载电流，电动机工作电流、过载电流、短路电流，应用于不频繁正常负载电流，电动机工作电流、过载电流、短路电流，应用于不频繁操作的低压配电线路或开关柜作为电源开关，并对线路，电器设备及电操作的低压配电线路或开关柜作为电

20、源开关，并对线路，电器设备及电动机实行保护，当发生过电流过载、短路、断相、漏电等故障时，起保动机实行保护，当发生过电流过载、短路、断相、漏电等故障时，起保护作用。护作用。v分类：分类：v按结构形式分框架式、塑壳式、智能模块式三种按结构形式分框架式、塑壳式、智能模块式三种。 v按用途分：保护配电线路、电动机、照明线路、漏电保护等按用途分：保护配电线路、电动机、照明线路、漏电保护等v按级数分：单级、二级、三级、四级按级数分：单级、二级、三级、四级v按限流性能分：一般不限流型、快速限流按限流性能分：一般不限流型、快速限流v按操作方式分：直接手柄操作、杠杆式、电磁铁、电动机构按操作方式分：直接手柄操作

21、、杠杆式、电磁铁、电动机构v可用于交直流或分开用。可用于交直流或分开用。线路短路线路短路或严重过或严重过载保护载保护远距离跳远距离跳闸，对电闸，对电路不起保路不起保护作用护作用线路过载线路过载保护保护电动机的电动机的失压保护失压保护v低压断路器的基本结构低压断路器的基本结构低压电路器由脱扣器、触头系统、灭弧装置、传动机构、操作机构、基低压电路器由脱扣器、触头系统、灭弧装置、传动机构、操作机构、基架和外壳等部分组成。架和外壳等部分组成。v1、脱扣器、脱扣器脱扣器是低压断路器中用来接受信号的元件（感测元件）。脱扣器是低压断路器中用来接受信号的元件（感测元件）。若线路中出现不正常情况或由操作人员或继

22、电保护装置发出若线路中出现不正常情况或由操作人员或继电保护装置发出信号时，脱扣器会根据信号的情况通过传递元件使触头动作信号时，脱扣器会根据信号的情况通过传递元件使触头动作掉闸切断电路。掉闸切断电路。低压断路器的脱扣器一般有磁脱扣器、热磁低压断路器的脱扣器一般有磁脱扣器、热磁脱扣器、磁脱扣器、电子式脱扣器等几种脱扣器、磁脱扣器、电子式脱扣器等几种。 v二低压断路器的主要技术参数：二低压断路器的主要技术参数：v1.1.额定电压：额定电压：额定工作电压、额定绝缘电压、额定脉冲电压额定工作电压、额定绝缘电压、额定脉冲电压v指与通断能力、使用类别相关的电压值。同一断路器可以在几种额定电指与通断能力、使用

23、类别相关的电压值。同一断路器可以在几种额定电压下工作，相应的通断能力不同。压下工作，相应的通断能力不同。v标准规定：交流标准规定：交流220V220V、380V380V、660V660V、1140V1140V直流直流220V220V、440V440Vv2.2.额定电流：额定电流：断路器额定电流等于脱扣器额定电流等于断路器持续电流断路器额定电流等于脱扣器额定电流等于断路器持续电流v3.3.额定短路分断能力：额定短路分断能力：v指在规定的使用条件下，分断短路电流的能力。指在规定的使用条件下，分断短路电流的能力。v又分为额定极限短路分断能力（试验后不要求断路器运行，是最大分断又分为额定极限短路分断能

24、力（试验后不要求断路器运行，是最大分断电流）、额定运行短路分断能力（试验后可在额定电流下继续运行）电流）、额定运行短路分断能力（试验后可在额定电流下继续运行）v4.4.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，能在规定的工作电压、功率因数或时间常数下，能够接通短路电流的能力。够接通短路电流的能力。额定短路分断、接通能力之间有一定的比例关系额定短路分断、接通能力之间有一定的比例关系额定短路分断电流额定短路分断电流IcIc功率因数功率因数最大短路接通电流最大短路接通电流Ic1.5KAIc1.5KA0.950.951.41Ic1.41Ic1.51.5Ic 3Ic 3

25、0.90.91.42Ic1.42Ic3 3 Ic 4.5Ic 4.50.80.81.47Ic1.47Ic4.54.5 Ic 6Ic 60.70.71.53Ic1.53Ic6 6 Ic 10Ic 100.50.51.7Ic1.7Ic1010 Ic 20Ic 200.30.32.0Ic2.0Ic2020 Ic 50Ic 500.250.252.1Ic2.1Ic5050 IcIc0.240.242.2Ic2.2Ic随着功率因数的减小，最大短路接通电流随着功率因数的减小，最大短路接通电流/ /额定短路分断电流的值增大。额定短路分断电流的值增大。v5.5.额定短时耐受电流：额定短时耐受电流：指断路器闭合

26、时，耐受一定持续时间的短路电流指断路器闭合时，耐受一定持续时间的短路电流能力能力v6.6.分断时间：分断时间：切断故障电流所需的时间，包括电流增大时间、固有断开切断故障电流所需的时间，包括电流增大时间、固有断开时间和燃弧时间时间和燃弧时间v7.7.保护特性保护特性v（1 1）过电流保护特性）过电流保护特性vtt断路器动作时间断路器动作时间vI I电流脱扣器的动作电流电流脱扣器的动作电流保护对象ab断路器toIv（2 2）欠电压保护特性）欠电压保护特性v（3 3）漏电的保护特性）漏电的保护特性vabab过载保护，长延时，反时限过载保护，长延时，反时限vdfdf瞬时动作，只要超过瞬时动作，只要超过

27、IdIdvcece定时限，延时动作，短路延时部分定时限，延时动作，短路延时部分v两段式两段式abceabce，abdfabdf过载延时，短路瞬时过载延时，短路瞬时v三段式三段式abcghfabcghf过载延时，短路短延时，特大短路瞬时过载延时，短路短延时，特大短路瞬时v8.8.使用寿命使用寿命v由于操作次数和动作次数较少，一般电气寿命为由于操作次数和动作次数较少，一般电气寿命为0.2-1.20.2-1.2万次，机械寿万次，机械寿命为命为0.2-20.2-2万次。万次。abcdefghv三、低压电器的使用原则三、低压电器的使用原则v1.1.额定工作电压和电流：额定工作电压和电流：不低于线路和设备

28、的额定工作电压和电流不低于线路和设备的额定工作电压和电流v2.2.长延时脱扣器的电流长延时脱扣器的电流v大于或等于线路计算负载电流大于或等于线路计算负载电流1 11.11.1倍；倍；v不大于线路导体长期允许电流不大于线路导体长期允许电流0.80.81 1倍倍v3.3.瞬时或短时脱扣器的电流：瞬时或短时脱扣器的电流：v大于线路的尖峰电流大于线路的尖峰电流1.351.35倍倍v电动机保护电路：电动机保护电路： 动作时间大于动作时间大于0.020.02秒秒 0.350.35倍倍v 动作时间小于动作时间小于0.020.02秒秒 1.71.72 2倍倍v4.4.短路通断能力和短时耐受电流能力校验短路通断

29、能力和短时耐受电流能力校验v5.5.灵敏度校验：灵敏度校验：按短时电流进行校验按短时电流进行校验v6.6.分励和欠压脱扣器参数的确定分励和欠压脱扣器参数的确定v额定电压等于线路额定电压，电源类别按控制线路情况确定额定电压等于线路额定电压，电源类别按控制线路情况确定v电源电压系列：直流电源电压系列：直流110110，125125，220220，250250v 交流交流110110，127127，220220v v四、常用低压断路器：四、常用低压断路器：v1.1.框架式：框架式：所有组件绝缘后安装于一框架结构底座中。多用作电路主保护开关，有较高所有组件绝缘后安装于一框架结构底座中。多用作电路主保护

30、开关，有较高的短路分断能力和动稳定性的短路分断能力和动稳定性vM-PACT 低压空气断路器，低压空气断路器，额定电流范围从额定电流范围从400 至至4000A。额定分断能力最高至。额定分断能力最高至65kA用于满足用户对迅速发现并安全隔断故障要求而设计的新一代低压空气断路器，可有效用于满足用户对迅速发现并安全隔断故障要求而设计的新一代低压空气断路器，可有效地保护低压配电系统，使系统免受损坏，并将维修费用和断电时间减至最低点。地保护低压配电系统，使系统免受损坏，并将维修费用和断电时间减至最低点。v2.2.塑料外壳式：塑料外壳式：v触点系统，灭弧室，脱扣器安装在塑料外壳内触点系统，灭弧室，脱扣器安

31、装在塑料外壳内v可手动或自动分合闸可手动或自动分合闸v有较高的分断能力和动稳定性及比较完善的选择性，保护功能，广泛应用于配电线路，也有较高的分断能力和动稳定性及比较完善的选择性，保护功能，广泛应用于配电线路，也可用于不频繁启动的电动机和照明电路。可用于不频繁启动的电动机和照明电路。vRecord Record 系列空气断路器系列空气断路器，该系列提供电流范围为该系列提供电流范围为3A到到1250A.v3.3.智能模块式智能模块式vEntelliGuard G EntelliGuard G 全系列空气断路器，划分成全系列空气断路器，划分成3 3个基本框架电流等级个基本框架电流等级 ，额定电流从额定电流从4 0 0 A至至6400A，备有备有3 3极和极和4 4极产品，极产品，额定分断能力最高至额定分断能力最高至150kA150kA。独特的产品设计完美的结。独特的产品设计完美的结合了高故障电流下