第一章2保护电器

断路器又称为自动空气开关或自动空气断路器。自动开关是一种可以自动切断电路故障的组合型保护电器。自动开关主要用于低压动力线路中，用于分断和接通负荷电路。所以，自动开关又被称之为低压断路器。第二节保护电气它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。用于电路与电气设备的安全保护，有断路器、熔断器、热继电器等。1.结构和工作原理自动开关主要由触点、灭弧装置、操作机构、保护装置（各种脱扣器）等部分组成。自动开关具有多种保护功能（过载、短路、欠电压保护等）、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，能自动切断故障电路，保护用电设备的安全。低压断路器的主要技术数据和保护特性1．低压断路器的主要技术数据1）额定电压

2）断路器额定电流

3）断路器的通断能力

4）分断时间2.类型自动开关按其用途和结构不同分类，主要有装置式、万能式、直流快速式和限流式。常用的主要是装置式（塑壳式）、万能式（框架式）两种。塑壳式低压断路器根据用途分为配电用熔断器、电动机保护用和其它负载用断路器，用作配电线路、电动机、照明电路及电热器等设备的电源开展开关及保护。常用的有：DZ15、DZ20、3VE、S060等系列。后二种是引进国外技术生产的产品。自动开关的型号及其含义自动开关的图形、文字符号万能式自动开关又称为框架式自动开关或万能式自动断路器。万能式自动开关是指以具有绝缘衬垫的框架结构底座将所有构件组成一个整体并具有多种结构变化方式，能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件（如短路）下接通、承载一定时间和分断电流的开关电器。3.选用①根据线路对保护的要求确定自动开关的类型和保护形式；②自动开关的额定电压应等于或大于被保护线路的额定电压；③自动开关欠压脱扣器额定电压应等于被保护线路的额定电压；④自动开关的额定电流及过流脱扣器的额定电流应大于或等于被保护线路的计算电流；⑤自动开关的极限分断能力应大于线路的最大短路电流的有效值。⑥配电线路中的上、下级自动开关的保护特性应协调配合，下级的保护特性应位于上级保护特性的下方且不相交。⑦自动开关的长延时脱扣电流应小于导线允许的持续电流。★智能化框架断路器和智能化塑壳断路器智能化断路器的特征是采用了以微处理器或单片机为核心的智能控制器(智能脱扣器)。智能化断路器有框架式和塑料外壳式两种。框架式智能化断路器主要用于智能化自动配电系统中的主断路器。主要型号有DW45、DW40、DW914(AH)、DW19(3WE)二熔断器熔断器是一种广泛应用于低压电路或者电动机控制电路中的最简单有效的保护电器。熔断器串入电路，当电路发生短路或过载时，通过熔断器的电流超过限定的数值后，由于电流的热效应，使熔体的温度急剧上升，超过熔体的熔点，熔体熔断分断电路，从而保护了电路和设备。（一）熔断器的结构及分类1、结构：由熔体和熔管组成。熔体是用低熔点的金属丝或者金属薄片制成，熔体与绝缘底座或者融管组合而成熔断器总成。熔体材料通常有两种：一种是由铅锡合金和锌等低熔点、导电性能较差的金属材料制成；另一种是由银、铜等高熔点、导电性能好的金属制成。2、分类按结构有：插入式熔断器、无填料封闭管式熔断器、有填料封闭管式熔断器、螺旋式熔断器、半导体器件保护用熔断器、自复式熔断器。按用途来分：保护一般设备的、保护半导体器件的3.型号、图形符号熔断器的图形及文字符号型号及含义：插入式熔断器主要应用于额定电压380V以下的电路末端，作为供配电系统中对导线、及电气设备（如电动机、负荷电器）以及220V单相电路（例如民用照明电路及电气设备）的短路保护电器。4、工厂电气常用的几种熔断器螺旋式熔断器：熔管内装有石英砂或惰性气体。熔体的上端盖有熔断指示器。有RL6、RL7系列图5-30螺旋式熔断器结构示意图1-瓷帽2-金属螺管3-指示器4-熔管5-瓷套6-下接线端7-上接线端8-瓷座密闭管式熔断器导电铜帽紧固螺栓插孔半导体器件保护用熔断器:半导体器件保护用熔断器又称为快速熔断器。它主要用于半导体整流元件或整流装置的短路保护。自复式熔断器:自复式熔断器采用金属钠作熔体，在常温下具有高导电率。当电路发生短路故障时，短路电流产生的高温会使金属钠在短时间内迅速汽化，汽态钠则呈现高阻态，从而限制了短路电流。熔断器的保护特性曲线IＮ：熔断器熔体额定电流。（仅以同一型号的熔体而言）（二）主要技术参数①额定电压：熔断器的额定电压是指熔断器长期工作时和分断后所能够承受的电压值。②额定电流：熔断器的额定电流是指熔断器长期工作时，各组成部件的温升不超过规定值时所能承受的电流强度。③极限分断能力：熔断器的极限分断能力是指熔断器在规定的额定电压和功率因数（或时间常数）的条件下，能够分断的最大短路电流值。（三）熔断器的选择1

熔断器的类型应根据线路的要求、使用场合以及安装条件进行选择；2熔断器的额定电压必须等于或者高于其所在工作点的电压；3熔断器的额定电流应根据被保护的电路及设备的额定负载电流选择。熔断器的额定电流必须等于或者高于所安装的熔体的额定电流；4熔断器的额定分断能力必须大于电路中可能出现的最大故障电流值；5、熔断器的选择需考虑在同一电路网络中与其他配电电器、控制电器之间的选择性级差配合的要求。上一级熔断器熔体的额定电流应比下一级熔断器熔体的额定电流大1～2个级差。

6熔体额定电流的选择：A.对于只有很小或者没有冲击电流的负载电路的保护，熔体的额定电流应等于或者稍大于被保护的电路的工作电流，即：IFU≥I

。B.对于电动机类负载，必须考虑启动冲击电流的影响来选择熔体的额定电流值，即：IFU≥（1.5-2.5）IＮ。C.对于多台电动机由一个熔断器保护时，熔断器熔体额定电流的选择应按下式计算：

IFU≥（1.5-2.5）INMAX+∑IＮ

式中INMAX为容量最大的一台电动机的额定电流；∑IＮ为其余电动机额定电流的总和。D.降压启动的电动机所选用的熔断器熔体的额定电流可以等于或稍大于电动机的额定电流。使用和维护熔断器时应注意的事项①安装前应检查所安装的熔断器的型号、额定电流、额定电压、额定分断能力、所配装的熔体的额定电流等参数是否符合被保护电路所规定的要求；②安装时应保证熔断器的接触刀或者接触帽与其相对应的接触片、夹接触良好，以避免因接触不良产生较大的接触电阻或者接触电弧，造成温度升高而引起的熔断器的误动作和周围电器元件的损坏。③熔断器所安装的熔体熔断后，应由专职人员更换同一规格、型号的熔体。④定期检修设备时，对已损坏的熔断器应及时更换同一型号的熔断器。三热继电器热继电器是一种具有过载保护特性的过电流型继电器。电动机在运行过程中，如果长期过载、频繁起动、欠电压运行或者断相运行等都可能使电动机的电流超过它的额定值。如果超过额定值的量不大，熔断器在这种情况下不会熔断，这样将引起电动机过热，损坏绕组的绝缘，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至烧坏电动机。因此，采用热继电器用于电动机的过载保护以及断相保护，也适用于对其他电气设备的过载保护。1、电气控制对热继电器性能的要求１)．应具有合理可靠的保护特性２)．具有一定的温度补偿

３)．热继电器动作电流可以方便地调节４)．具有手动复位与自动复位功能图5-22热继电器保护特性与电动机过载特性的配合1-电动机的过载特性2-热继电器的保护特性2.热继电器的分类及主要技术参数和型号主要分类方法有：按相数、按功能、按复位方式、按温度补偿。主要技术参数有：额定电压、额定电流、相数、整定电流等。热继电器的型号及含义：常用的热继电器有：JR20、JRS1、JR36、JR21、3UA5、3UA6、LR1-D、T系列等JR20系列热继电器技术数据型号热元件号整定电流范围/A型号热元件号整定电流范围/AJR20-10配CJ20-101R0.1~0.13~0.15JR20-10配CJ20-109R2.6~3.2~3.82R0.15~0.19~0.2310R3.2~4~63R0.23~0.29~0.3511R4~5~64R0.35~0.44~0.5312R5~6~75R0.53~0.67~0.813R6~7.2~8.46R0.8~1~1.214R8.6~10~11.67R1.2~1.5~1.815R0.1~0.13~0.158R1.8~2.2~2.6型号热元件号整定电流范围/A型号热元件号整定电流范围/AJR20-16配CJ20-161S3.6~4.5~5.4JR20-25配CJ20-253T2.6~3.2~3.82S5.4~6.7~84T3.2~4~63S8~10~12JR20-63配CJ20-631U4~5~64S10~12~142U5~6~75S12~14~163U6~7.2~8.46S14~16~184U8.6~10~11.6JR20-25配CJ20-251T7.8~9.7~11.65U0.1~0.13~0.152T11.6~14.3~176U55~62~713.工作原理

双金属片式热继电器结构原理图1-主双金属片2-电阻丝3-导板4--补偿双金属片5-螺钉6-推杆7-静触头8-动触头9-复位按钮10-调节凸轮11-弹簧4、具有断相保护的热继电器

电动机三角形联结时U相断线时的电流分析差动式断相保护机构及工作原理a)通电前b)三相正常电流c)三相均匀过载d)W相断路1-上导板2-下导板3-杠杆4-顶头5-补偿双金属片6-主双金属片5、热继电器的选用1）热继电器有三种安装方式，应按实际安装情况选择其安装型式。2）原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。3）在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作。4）对于三角形接法电动机，应选用带断相保护装置的热继电器5）当电动机工作于重复短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。①星形接法的电动机及电源对称性较好的情况可选用两相或三相结构的热继电器;三角形接法的电动机应选用带断相保护装置的三相结构热继电器。②原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流来选择。但对于过载能力较差的电动机，其配用的热继电器(主要是发热元件)的额定电流应适当小些，一般选取热继电器的额定电流(实际上是选取发热元件的额定电流)为电动机额定电流的