低压电器及成套设备概述

第六章低压电器及成套设备2015年5月一、定义与分类：低压电器：是指交流1000V及以下、直流1200V以下的电路中，用来对电能的生产、输送、分配和使用起开关、控制、调节和保护作用的电气设备，以及利用电能来控制、保护调节非电过程和非电装置的电器设备。按作用分类（2）：低压配电电器：刀开关、熔断器、断路器等；低压控制电器：接触器、继电器、主令电器等按操作方式分类（2）：自动电器：通过电磁机构或者压缩空气来完成操作；手动电器：依靠人力做功第一节低压电器分类及选用原则二、低压电器的安装类别安装类别，即耐压类别，共分四类：安装类别Ⅰ：信号水平级，安装在系统线路末端，多为特殊设备或部件，如低压电子逻辑系统、小功率信号电路的电器；安装类别Ⅱ：负载水平级，如控制和通断电动机的电器；安装类别Ⅲ：配电及控制水平级，安装在配电柜（箱）中，与配电干线直接连接的电器；安装类别Ⅳ：电源水平级，如电源进线处的电器三、低压开关类电器的基本理论1、电弧：开关触头断开时，自由电子脱离金属部分进入空气；在电场作用下加速向高电位运动，与空气分子撞击使其发生电离；联锁反应使空气中的自由电子瞬间增多；空气开始导电，发出声响与弧光。电弧温度2000～3000℃，会烧蚀触头，也容易引发短路。2、低压电器常用灭弧方法（4）：(1)拉长灭弧：用机械力和电动力将电弧迅速拉长，使电源电压不足以维持烧弧时，电弧即可迅速熄灭。(2)纵缝灭弧：电弧被磁场或电动力吹入装有纵缝灭弧装置的灭弧室缝内，由于增大了电弧和缝壁接触的冷却表面，电弧将其热量传递给缝壁，电弧温度迅速降低，电离作用削弱，从而达到灭弧目的。(3)灭弧栅灭弧：电弧被拉人灭弧栅后，电弧被分成若干段短弧，每段短弧都要产生电压降，当电源电压不足以维持电弧时，电弧即会熄灭(4)磁吹灭弧：灭弧装置内装有磁吹线圈，触头断开时产生的电弧，在磁吹线圈磁场的作用下，迅速被吹入灭弧室，因与栅片接触被冷却而熄灭。三、低压开关类电器的基本理论3、触头压力：初压力：动静触头刚接触时，弹簧施加在触头间的力；终压力：触头完全闭合后，触头间的压力；超行程：若无静触头，动触头还能行进的距离。说明：加大初压力，可减少触头碰撞时的振动；加大终压力，可降低触头接触电阻。4、触头磨损：磨损导致超行程失去一半时应更换触头。触头磨损过快原因：经常大电流起动；线圈电压低，导致触头振动严重；弹簧无力；操作频繁；触头容量不足一、刀开关和刀熔开关（一）刀开关是一种带有刀刃楔形触头、结构简单的开关电器。1、用途（2）：隔离电源，提供“明显可见的分断点”；不频繁地接通与分断额定电流以下的负载(如小型电动机、电阻炉等)。2、分类：按极数划分：单极、双极、三极;按操作方式划分：手柄直接操作、杠杆操作、气动操作、电动操作;按合闸方向划分：单投、双投说明：不能切断故障电流，只能承受故障电流引起的电动力和热效应。第二节低压配电电器3、安装与运行维护(1）刀开关应垂直安装在开关板或条架上，使夹座位于上方，以避免在分断位置由于刀架松动或闸刀脱落而造成误合闸(特别是中央手柄式)。(2)合闸时要保证三相同步，各相接触良好。倘若有一相接触不良，就可能造成电动机因单相运行而损坏。(3)按产品使用说明书中规定的分断负载能力使用，若分断严重过载则会引起持续燃弧，甚至造成相间短路、损坏开关。(4)与开关配合使用的操作次序：当分断电路时，应首先拉开带负载的开关，然后再拉开刀开关(隔离开关)；合闸时的程序与分断相反。（二）刀熔开关刀开关+熔断器（或熔丝），具备一定的短路分断能力。1、胶盖开关不应倒装、平装；所配熔丝不得超过刀开关的额定电流；无灭弧装置，断流能力有限，可控制5.5kW以下电动机2、负荷开关：又称铁壳开关。刀开关和熔断器装在铸铁或钢板拉伸制成的外壳里；闸刀通过弹簧的储能作用可快速分断不大于额定电流的电路；装有联锁装置，以保证在箱盖打开时不能合闸、合闸状态时不能打开箱盖。带有简单的灭弧装置，故其断流能力较强，可用来控制15一20kW以下的三相电动机。说明：据实践经验，60A以上的铁壳开关不宜用来直接控制电动机、以免电弧伤人。采用60A及以下的铁壳开关控制电动机时，其额定电流应为电动机额定电流的1.5--2倍;用来控制照明或电热设备时，开关的额定电流可选择等于该类电路中的额定电流。安装及使使用注意意事项：：(1)必必须垂直安装装，其高度度以操作作方便和和安全为为原则，，一般为为下沿离离地面1.3～1.5m左右右。(2)铁铁壳开关关外壳的接地螺螺钉必须须实行可靠接地地或接零零。(3)电电源线和和电动机机的进线线都必须须穿过开开关的进进、出线线孔，并并在进、、出线孔孔加装橡橡皮圈。。(4)100A以上的的开关，，应将电电源进线线接在开开关上桩桩头，电电动机引引出线接接下桩头头;100A以下的的封闭式式负荷开开关，则则应将电电源进线线接在开开关下桩桩头，将将电动机机引出线线接上桩桩头，以便于检检修。(5)使使用时不不允许面面对着开开关进行行操作，，以免万万一发生生故障伤伤人，应应用左手操作作合闸。(6)更更换熔体体必须在在闸刀断断开的情情况下进进行，且且应换上上与原熔熔体规格格相同的的新熔体体。3、刀熔熔开关主要用作作中央配配电屏、、动力箱箱及电缆缆、导线线的过载载和短路路保护；；不频繁繁地接通通或分断断电路；；由高分断断能力的的RT0系列有有填料式式熔断器器和速断断刀片(或做成成两断口口带灭弧弧室的闸闸刀)组组成；凡额定电电流200A及及以下的的交流刀刀熔开关关，相间间带有安安全挡板板；400A及及以上的的交流刀刀熔开关关和直流流100～1000A刀刀熔熔开开关关都都装装有有灭灭弧弧罩罩。。它它们们可可通通过过杠杠杆杆操操作作、、也也可可侧侧面面直直接接操操作作，，其其极极限限分分断断能能力力最最高高可可达达50kA。。正常常供供电电情情况况下下，，接接通通和和切切断断电电源源由由刀刀开开关关承承担担，，当当线线路路发发生生过过载载或或短短路路故故障障时时，，由由熔熔断断器器切切断断故故障障电电流流。。二、、转转换换开开关关供两两种种及及以以上上电电源源或或负负载载转转换换用用的的开开关关电电器器，，通通常常在在控控制制、、测测量量系系统统中中常常需需电电路路转转换换，，如如电源源的的切切换换、电动动机机的的正正反反向向控控制制、测量量回回路路中中电电压压、、电电流流的的换换相相，等等等等。。转换换开开关关可可简化化控控制制回回路路或或测测量量线线路路，并并避避免免操操作作上上的的失失误误。。大多多数数转转换换开开关关是是由由多多节节触触头头串串接接组组装装而而成成，，有有时时也也称称组合合开开关关。三、、熔熔断断器器功用用：：短路路保保护护，使使电电气气设设备备、、线线路路避避免免短短路路电电流流的的危危害害；；熔断断器器的的组组成成（（3））：：熔体体、、触触头头插插座座、、绝绝缘缘底底板板熔体体材材料料：：低熔熔点点材材料料：：铅锡锡合合金金、锌锌；；高熔熔点点材材料料：：银银、、铜、铝铝常用用的的熔熔断断器器1、、无无填填料料熔熔断断器器RC1A系系列列瓷瓷插插式式熔熔断断器器RM7系系列列熔熔断断器器：：封封闭闭管管式式2、、有有填填料料熔熔断断器器熔管管内内充充石英英砂砂，冷却却灭灭弧弧RL1系系列列螺螺旋旋式式熔熔断断器器由瓷瓷制制底底座座、、带带螺螺纹纹的的瓷瓷帽帽、、熔熔管管、、瓷瓷套套所所组组成成。。RLS系系列列螺螺旋旋式式快快速速熔熔断断器器用于于保保护护硅硅整整流流元元件件3、、RT0系系列列熔熔断断器器熔体体是是用用铜铜片片冲冲成成栅状状，中中间间部部分分用用锡桥桥连接接、、围围成成笼形形（扩扩大大与与石石英英砂砂的的接接触触面面积积））4、、RSO、、RS3系系列列快快速速熔熔断断器器动作作快快，小小于于1/4周周期期；；分段段能能力力高高；过电电压压低低，分分断断过过电电压压峰峰值值不不超超额额定定电电压压的的2倍倍；；熔体体：：纯纯度度不不低低于于99.9%的的银银片片熔断断器器的的选选择择、、安安装装与与使使用用1、、选选用用原原则则：：熔断断器器的的保护护特特性性必须须与与被被保保护护对对象象的的过过载载特特性性有有良良好好的的配配合合，，使使其其在在整整个个曲曲线线范范围围内内能能获获得得可可靠靠的的保保护护。。熔断断器器的的极限限分分断断电电流流应大于于或或等等于于所保保护护电电路路可可能能出出现现的的短短路路冲冲击击电电流流(有有效效值值)，，否否则则就就不不能能获获得得可可靠靠的的短短路路保保护护。。在配配电电系系统统中中，，各各级级熔熔断断器器必必须须相相互互配配合合以以实实现现选选择择性性。。一般般要要求求前前一一级级熔熔体体比比后后一一级级熔熔体体的的额额定定电电流流大大2--3倍，，这样样才才能能避避免免因因发发生生越越级级动动作作而而扩扩大大停停电电范范围围。。要求求不不高高的的电电动动机机可可采采用用熔熔断断器器作作过过载载和和短短路路保保护护，，一一般般过过载载保保护护应应采采用用热热继继电电器器，，而而熔熔断断器器则则仅仅作作短短路路保保护护。。熔断断器器的的选选择择、、安安装装与与使使用用2、、选选用用方方法法：：1））保保护护笼笼形形电电动动机机不经经常常起起动动或或起起动动时时间间不不长长的的场场合合：熔熔体体的的额额定定电电流流IRN应为为电电动动机机起起动动电电流流ID除以以2.5-3；起动动频频繁繁或或起起动动时时间间较较长长：：熔体体的的额额定定电电流流IRN应为为电电动动机机起起动动电电流流ID除以以1.6-2；实用用选选择择法法：：1)保保护护单单台台电电动动机机：：IRn≈(1.5～～2.5)IMN2)保保护护多多台台电电动动机机：：IRn≈(1.5～～2.5)ImN+∑∑IDGImN—容容量量最最大大一一台台电电动动机机的的额额定定电电流流；；IDG—其其余余几几台台电电动动机机的的计算算负负荷荷电电流流值值的总总和和；；2））小小容容量量快快速速熔熔断断器器（（≤≤200A））选选用用：：IRn≤1.57IsnIRn—熔熔断断器器的的额额定定电电流流（（有有效效值值））；；Isn—硅硅元元件件的的额额定定电电流流（（平平均均值值））熔断断器器使使用用注注意意事事项项(1)总总开开关关熔熔断断器器熔熔体体的的额额定定电电流流应应与与进进户户线线的的总总熔熔体体相相配配合合，，并并尽尽量量接接近近被被保保护护线线路路的的实实际际负负荷荷处处，，但但要要确确保保正正常常情情况况下下出出现现短短时时尖尖峰峰负负荷荷电电流流时时、、熔熔体体不不应应熔熔断断。。(2)采采用用熔熔断断器器保保护护时时，，熔熔断断器器应应装装在在各各相相上上;单相相线线路路的的中中性性线线也也应应装装熔熔断断器器;在在线线路路分分支支处处应应加加装装熔熔断断器器。。但但在在三三相相四四线线制制低低压压网网络络的的中中性性线线上上不不允允许许装装熔熔断断器器;接零零保保护护的的零零线线上上严严禁禁装装熔熔断断器器。(3)螺旋旋式式熔熔断断器器的的进进线线应应接接在在底底座座的的中中心心点点接接线线柱柱上上，，其其出出线线则则应应接接在在螺螺纹纹壳壳上上。。(4)熔熔断断器器应应垂垂直直安安装装，，以以保保证证插插刀刀和和刀刀夹夹座座紧紧密密接接触触，，避避免免增增大大接接触触电电阻阻、、造造成成温温度度升升高高而而误误动动作作。。有有时时因因接接触触不不良良还还会会产产生生火火花花，，干干扰扰弱弱电电装装置置。。(5)安安装装熔熔体体时时应应注注意意不不让让熔熔体体受受机机械械损损伤伤，，否否则则相相当当于于熔熔体体截截面面变变小小，，可可能能出出现现设设备备正正常常运运行行时时熔熔体体却却熔熔断断的的情情况况。。熔断断器器使使用用注注意意事事项项(6)熔熔体体长长度度要要按按熔熔断断器器或或刀刀开开关关内内的的允允许许长长度度装装接接，，既既不不能能卷卷曲曲也也不不可可拉拉紧紧。。(7)安安装装时时熔熔丝丝两两头头应应顺顺时时针针方方向向沿沿螺螺钉钉绕绕一一圈圈，，拧拧时时不不要要过过紧紧以以免免压压伤伤，，也也勿勿过过松松造造成成接接触触不不良良甚甚至至松松脱脱。。(8)要要正正确确选选择择和和使使用用合合乎乎规规格格与与质质量量要要求求的的合合格格熔熔体体，，表表面面已已严严重重氧氧化化的的应应勿勿使使用用。。若使使用用中中反反复复熔熔断断，，则则说说明明线线路路或或负负载载存存在在故故障障，，必必须须先先查查明明原原因因而而切切勿勿随随意意换换大大熔熔体体。。(9)安装装时时若若无无合合适适的的熔熔体体，，也也不不可可用用几几根根小小容容量量熔熔体体合合股股代代用用。。因因这这种种合合股股熔熔体体的的熔熔断断电电流流并不不等等于于各单单根根熔熔体体的的熔熔断断电电流流之和和。(10)安安装装熔熔体体要要停停电电进进行行。。为为确确保保安安全全起起见见，，尤尤其其是是在在确确需需带带电电装装设设时时，，应应戴戴好好绝绝缘缘手手套套、、站站在在绝绝缘缘垫垫上上并并戴戴上上护护目目眼眼镜镜，，以以防防触触电电或或受受电电弧弧灼灼伤伤及及脏脏物物落落入入眼眼内内。。如何何判判断断熔熔断断器器熔熔断断是是因因为为过过载载，，还还是是短短路路？？（1））过过载载熔熔断断：：熔断断点点一一般般多多在在变变截截面面熔熔体体(片片)的的小小截截面面处处，，且且其其熔断断部部位位的的长长度度较较短短。这是是因因为为过过载载所所产产生生的的热热量量在在小小截截面面处处积积聚聚较较快快，，故故易易产产生生上上述述现现象象。。（2））短短路路熔熔断断：：熔断断部部位位较较大大，，甚至至熔熔体体(片片)的的大大截截面面部部位位也也会会熔熔断断。。这是是由由于于较较大大的的短短路路电电流流在在极极短短时时间间内内产产生生大大量量热热能能而而使使熔熔体体熔熔断断的的缘缘故故。。第二节低低压断路器器一、用途及及分类低压断路器器，过去常常被叫做自动开关、自动空气开开关；现向IEC（国际际电工委员员会）标准准靠拢，统统一叫做断路器，也简称开关。按用途分5类：配电用、电电动机保护护用、照明明用、漏电电保护用、、特殊用途途按结构型式式分2类：：框架式（又称万能能式）、塑料外壳式式（又称装置置式）框架式：我我车间各配配电室及MCC的进进线开关、、母联开关关；塑料外壳式式：MCC抽屉柜的的断路器二、断路器器选用1、一般选选用原则：：(I)断路路器额定电电压大于线线路额定电电压;(2)断路路器欠压脱脱扣器额定定电压等于于线路额额定电电压;(3)断路路器分分励脱脱扣器器额定定电压压等于于控制电电源电电压;(4)断路路器壳壳架等等级的的额定定电流流大于于线路路计算算负载载电流流;(5)断路路器脱脱扣器器额定定电流流大于于线路路计算算电流流;(6)断路路器的的额定定短路路通断断能力力大于于线路路中最最大短短路电电流;(7））线路路末端端单相相对地地短路路电流流大于于1.5断断路器器瞬时时(或或短路路时)脱扣扣器整整定电电流；；(8)断路路器的的类型型应符符合安安装条条件、、保护护性能能及操操作方方式的的要求求。2、配配电用用低压压断路路器的的选用用(1)配电变变压器器低压压侧断断路器器应具有有长延延时和和瞬时时动作作特性性，其其脱扣扣器的的动作作电流流应按按下列列原则则选择择:瞬时脱脱扣器器的动动作电电流一般为为变压压器低低压侧侧额定定电流流的6-10倍倍;长延时时脱扣扣器的的动作作电流流可据变变压器器低压压侧允允许的的过负负荷电电流确确定。。(2)出线线回路路开关关脱扣扣器动动作电电流应应比上上一级级脱扣扣器的的动作作电流流至少低低一个个级差差。3、电电动机机保护护用断断路器器的选选用（1））长延时时电流流脱扣扣器的的整定定电流流等于于电动动机的的额定定电流流;（2））瞬时(或短短延时时)脱脱扣器器的整整定电电流:对单台台电动动机：：Iop≥Krel×IstIst—电电动机机的起起动电电流;Krel——可靠靠系数数，高高返回回系数数的断断路器器取1.35-1.4；对于于低返返回系系数的的断路路器则则取1.7-2对于多多台电电动机机：Iop=1.3××IMst+∑IMWIMst：最大大一台台电动动机的的起动动电流流，∑∑IMW：其余余电动动机工工作电电流之之和三、低低压断断路器器的安安装与与使用用（略））四、微微型低低压断断路器器小容量量塑壳壳断路路器，，体积积小、、用料料省，，导轨轨安装装方式式。国产：：DZ12-60、、DZ47-63进口：：C45N第四节节低低压控控制器器一、接接触器器用来频繁地接通或或切断断负载主主电路路和大大容量量控制制电路路、便便于实实现远远距离离控制的的自动动切换换电器器。接触器器的选选用原原则：：1、使使用类类别选选择；；2、主主触头头额定定电压压选择择：≥负载载额定定电压压3、主主触头头额定定电流流选择择长期工工作制制：67%-75%间断长长期工工作制制：80%反复短短时工工作制制：最最大负负荷电电流可可超过过接触触器额额定电电流的的16%-20%4、吸引线线圈的的电压压选择择随电路路电压压，或或加控控制变变压器器（增增加安安全系系数，，防触触电））接触器器的安装前前的检查查(1)检查查接触触器铭铭牌及及线圈圈上的的技术数数据(如额额定电电压、、电流流、操操作频频率和和暂载载率等等)是是否符符合实实际使使用要要求。。(2)用手手推动动接触触器的的活动动部分分，要要求动作灵灵活、、无卡卡阻现象。。(3)清除除铁芯芯极面面上的的防锈锈油，，以免免油垢垢粘滞滞而造造成接接触器器断电电后难难释放放甚至至不释释放。。(4)检查并并调整整触点点的工作作参数数(开开距、、超程程、初初压力力和终终压力力等)，并并使接接触器器各相相关触触点动动作同同步。。(5)检查查接触触器在在85%额定定电压压时能能否正正常动动作；在失失压或或电压压过低低（40%））时能不不能释释放。。(6)检测测接触触器的的绝缘缘电阻阻并应应符合合要求求。接触器器的安装注意事事项(1)一般般应安安装在在垂直直面上上，其其倾斜斜度不不能超超过5°，，同时时要注注意留留有适适当的的飞弧弧空间间，以以免烧烧坏相相邻电电器。。(2)安装装位置置及高高度应应便于于日常常检查查和维维修。。(3)安装装孔的的螺钉钉应装有弹弹簧垫垫圈及及平垫垫圈，安装装地点点应无无剧烈烈振动动。拧拧紧螺螺钉以以防松松脱或或振动动，注注意安安装时时不要要有零零件落落入接接触器器内部部。(4)检查查接线线正确确无误误后，，应在在主触点点不带带电情情况下下先使使吸引引线圈圈通电电并分分、合合数次次，检查查接触触器动动作是是否可可靠，，然后后方可可投入入使用用。(5)接触触器的的金属属外壳壳或条条架应应可靠靠接地地。(6)切不可可将交流接接触器器(电磁磁线圈圈)误误接到到直流电电源上，会会使线线圈烧烧毁。。交流接接触器器的常常见故故障二、热热继电电器过负荷荷保护护（过过载保保护））按动过过原理理分类类：双金属属片式式热敏电电阻式式热继电电器使使用热继电电器一一般用用于轻载、、不频频繁起起动电机的的过负负荷保保护。。对于重重载、、频繁繁起动动的电电机，，则要要用(延时时动作作型)过流流继电电器作过负负荷和和短路路保护护。对于工作时时间较较短、、间歇歇时间间较长长的电机机(如如摇臂臂钻床床的摇摇臂升升降电电机等等)，，以及及虽长长期工工作但但过负负荷可可能性性很小小的电电机(如排排风机机电动动机等等)，，可以不不设过过负荷荷保护护。对于正反转转及通通断频频繁的特殊殊工作作制电电机，，不宜宜采用用热继继电器器作为为过负负荷保保护，，而应应使用用埋入入电动动机绕绕组的的温度继继电器器或热敏电电阻来保护护。热元件件额定定电流流与整整定电电流的的选择择:热元件件的额额定电电流应应略大大于电电机额额定电电流;热元元件的的整定电电流通常调调整到到电机机额定定电流流的0.95-1.05倍。三、控控制继继电器器1、时时间继继电器器种类：：电磁磁式、、空气气式、、电机机式及及电子式式延时方方式：：通电延延时、、断电电延时时2、电电流继继电器器通常用用于电电机过电流流保护护，例如如用于于短时时工作作制设设备的的保护护；分类：：过电电流继继电器器、欠欠电流流继电电器3、速速度继继电器器（略））4、中中间继继电器器在低压压电路路张广广泛应应用；；扩展触触头数数量；；放大大控制制电流流；四、主主令电电器主令电电器主主要是是用来来发出出操纵指指令或或信号号，以控控制电电力拖拖动系系统及及其他他控制制对象象的起起动、、运转转、停停止或或状态态的改改变。。（1））控制制按钮钮操作过过程中中，常常闭