项目1 低压电器选用与检修课件

1、第一篇 电气基础理论项目1 低压电器选用与检修任务1认识常用低压电器常用低压电器分类和应用电器是根据外界特定的信号和要求，自动或手动地接通与断开电路，断续或连续地改变电路参数，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节用的电气设备。一、低压电器的作用分类在由低压供电系统和用电设备等组成的电路中，低压电器起控制、调节、转换、通断和保护作用。低压电器的用途十分广泛，无论是工矿企业、农、林、牧、副、渔和交通运输业，还是国防军事部门，都需要大量的各种各样的低压电器。(一)按用途分类1控制电器 主要用于电力拖动、自动控制系统和用电设备中，它控制设备使其达到预期的工作状态。主要包括接触器、继电器、

2、启动器、主令电器等。2配电电器 主要用于配电系统中，它对电路及设备进行保护以及通断、转换电源或负载，包括刀开关、转换开关、熔断器、低压断路器等。3执行电器 主要用于完成某种动作或传送功能主要包括电磁铁、电磁离合器等。(二)按应用场合分类1一般用途低压电器 用于电力系统冶金企业、机器制造工业以及其他工业的配电系统、电力拖动系统及自动控制系统。2矿用低压电器 具有防爆功能，适用于含煤尘及甲烷等爆炸性气体的环境。3化工用低压电器 具有防腐蚀功能，适用于有腐蚀性气体和粉尘的场所。4船用低压电器 具有耐颠簸、振动和冲击功能，能在很大的倾斜条件下工作，而且耐潮湿，能抵抗盐、雾和霉菌的侵蚀。5牵引低压电器

3、常用于电力机车，其工作环境温度较高，能耐倾斜、振动和冲击。6航空低压电器 能在任何位置上可靠地工作，耐冲击和振动，而且体积小、重量轻。(三)按操作方式分类可分为手动电器、自动电器。(四)按使用系统分类1自动控制电力拖动系统用电器2电力系统用电器3自动化通讯系统用电器(五)按电器执行功能分类1有触点电器电器2无触点电器3混合电器二、低压电器的应用在电力拖动控制系统中，低压电器主要用于对电动机进行控制、调节和保护。在低压配电电路或动力装置中，低压电器主要用于对电路和设备进行保护以及通断、转换电源或负载。4用来确定电气间隙和爬电距离的微观环境污染等级可分为四级：污染等级1：无污染或仅有干燥的非导电性

4、的污染。污染等级2：一般情况仅有非导电性污染，但必须考虑到偶然由于凝露造成短暂的导电性。污染等级3：有导电性污染，或由于预期的凝露使干燥的非导电性污染变为导电性的。污染等级4：造成持久性的导电性污染。例如由于导电尘埃或雨雪所造成的污染。工业用电器一般选取用于污染等级为3级的环境，家用和类似用途电器一般选取用于污染等级为2级的环境。四、低压电器发展概况我国低压电器已有近50年的历史，经历了全面仿苏、自行设计、更新换代、技术引进、跟踪国外新产品等几个时期，在设计水平、新技术应用、检测技术等方面取得了巨大的成就。目前，我国低压电器的发展正向着更高层次迈进，按照国际标准积极开发、研制新产品，提高传统电

5、器产品的性能，发展机电一体化产品，并提出了高性能、高可靠、小型化、多功能、组合化、模块化、电子化、智能化的要求。随着国民经济、电力事业和现代工业自动化的发展，对低压电器提出了更多、更新的要求，这些要求就决定了我国低压电器的发展趋势：1实现低压电器产品智能化将微处理器技术运用于低压电器中，可以实现低压电器的高性能、多功能和智能化。2实现低压电器产品通信化低压配电系统的网络化，要求大力发展有通信功能的低压电器。3实现低压电器产品模块化、组合化模块化使电器制造过程简化，这种电器可根据需要任意组合，拆装迅速。4提高低压电器产品分断能力和限流性能新的灭弧系统和限流技术。5提高低压电器产品可靠性随着自动控

6、制系统的大型化。6开展基础理论研究，应用计算机辅助设计、制造、试验新产品、基础理论研究有电触头、电弧、电磁系统计算方法、电磁系统结构等。(2)衔铁绕轴转动拍合式衔铁绕轴转动，铁心一般用硅钢片叠成，适用于较大容量的交流接触器。如图1-1-2（c）和（d）所示。(3)衔铁直线运动直动式衔铁在线圈内作直线运动，较多用于中小容量交流接触器和继电器中。如图1-1-2（e）、（f）和（g）所示。(二)电磁机构的特性电磁机构的工作特性常用吸力特性和反力特性来表示。吸力特性是指电磁机构使衔铁吸合的力与气隙的关系曲线。 反力特性是指电磁机构使衔铁释放(复位)的力与气隙的关系曲线。1吸力特性吸力特性随电磁线圈电流

7、种类、线圈连接方式的不同而不同。其近似计算公式为： 交流电磁机构的吸力特性 对于具有电压线圈的交流电磁机构，设外加电压U不变，电磁线圈的阻抗主要取决于线圈的电抗，电阻可忽略不计，则U E 4.44 f N式中， U线圈外加电压；E线圈感应电势；f 电压频率；N 线圈匝数； 气隙磁通。虽然电磁机构的气隙磁通近似不变，但气隙磁阻随气隙长度而变化，根据磁路定律可知，交流电磁线圈的电流I与气隙成正比。图1-4所示为电磁机构的吸力特性。 直流电磁机构的吸力特性 对于具有电压线圈的直流电磁机构，因外加电压和线圈电阻不变，则流过线圈的电流为常数，即电流与气隙大小无关。由式（15）和式（12）可知，此时 F

8、2 ( 1/ ) 2其电磁吸力特性为二次曲线，如图1-5所示。为了减小此反电势，一般在电磁线圈上并联一个放电回路，如图1-6所示。3吸力特性与反力特性的配合 为了保证吸合过程中衔铁能可靠吸合，电磁吸力特性必须与反力特性配合好，如图1-7所示。对于单相交流电磁机构，一般在铁心端面上安装一个用铜制成的分磁环（或称短路环），以便正常工作，见图1-8 a所示。根据电磁感应定律，此涡流所产生的磁通2较未穿过分磁环的磁通1在相位上滞后。由1和2产生的吸力F1和F2如图1-8 b所示。二、触点系统触点是电磁式电器的执行元件，电器就是通过触点的工作来通断被控制的电路。（一）触点的接触形式按其所控制的电路可分为

9、主触点和辅助触点，主触点用于通断主电路，辅助触点用于通断控制电路。按其原始状态可分为常开触点和常闭触点，原始状态时断开，线圈通电后闭合的触点称为常开触点；原始状态时闭合，线圈通电后断开的触点称为常闭触点。按其结构形式可分为桥式触点和指形触点，如图1-9所示。（二）触点的接触电阻由于触点的接触面不是理想的光滑表面，在接触时，实际接触的面积总是小于触点原有可接触面积，使有效导电面积减小，当电流流经时，就会产生电流收缩现象，从而使电阻增大及接触区的导电性能变差。这种由于动、静触点闭合时在过渡区域所形成的电阻，称为接触电阻。接触电阻的存在，不仅会造成一定的电压损失，还会使铜耗增加，触点温度升高。这样，

10、触点在较高的温度下很容易产生熔焊现象而使触点工作不可靠。因此应采取适当措施减小接触电阻。三、电弧的产生和常用的灭弧方法（一）电弧的产生当触点在分断电路中，如果触点之间的电压达1220V、电流达0.251A，触点间隙内就会产生电弧。电弧对电器的影响有三方面：1触点打开时，由于电弧的存在，使要断开的电路实际上并没有断开。2电弧的温度很高，严重时可使触点熔化。3电弧向四周喷射，会引起电器和周围物质的损坏，还会造成相间短路，甚至造成火灾。所以必须采取适当灭弧措施以加速并可靠地熄灭电弧。（二）常用灭弧方法1灭弧栅灭弧 图1-11所示为灭弧栅灭弧原理图。这种灭弧装置常用于交流灭弧。2灭弧罩灭弧 灭弧罩常用陶土、石棉水泥或耐弧塑料制成。这种灭弧装