常用电气元器件选用

关于常用电气元器件选用第1页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三一、低压电器元件的选用1）低压电器：能自动或手动通断电路，对电量或非电量起到转换、保护、控制、调节、检测等作用的电器设备。电压电器的工作电压在交流1000V或直流1200V以下，是电力拖动控制系统的基本组成元件。2）低压电器的分类：配电电器：包括刀开关、隔离开关、熔断器、自动开关等；控制电器：包括接触器、控制继电器、启动器、控制器等；保护电器：包括热继电器、熔断器、保护继电器、避雷器等；主令电器：包括控制按钮、行程开关、转换开关等；执行电器：包括电磁铁、电磁阀、电磁离合器等。第2页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三一、低压电器元件的选用3）低压电器的选用方法：熔断器的选用：一、熔断器的选用原则：1）根据使用条件确定熔断器的类型。2）首先应选定熔体的规格，然后再根据熔体去选择熔断器的规格。3）熔断器的保护特性应与被保护对象的过载特性有良好的配合。4）在配电系统中，各级熔断器应相互匹配，一般上一级熔体的额定电流要比下一级熔体的额定电流大2-3倍。第3页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三一、低压电器元件的选用5）对于保护电动机的熔断器，应注意电动机的起动电流的影响，熔断器一般只作为电动机的短路保护，过载保护应采用热继电器。6）熔断器的额定电流应不小于熔体的额定电流，额定分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流。二、熔断器类型的选择：熔断器主要根据负载的情况和电路断路电流的大小来选择类型。例如对于容量较小的照明线路的保护，宜采用插入式熔断器或无填料密封管式熔断器；对于短路电流较大的电路或有易燃气体的场合，宜采用具有高分断能力的螺旋式熔断器或有密封管式的熔断器；对于硅整流器件及晶闸管的场合，应采用玻璃管快速熔断器。第4页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三一、低压电器元件的选用热继电器的选用：选择热继电器的类型：一般情况下，可选用两相结构的热继电器，但当三相电压的均衡性较差，工作环境恶劣或无人看管的电动机，宜选用三相结构的热继电器。对于三角形接线的电动机，应选用带断相保护装置的热继电器。热继电器的额定电流应大于电动机额定电流，然后根据该额定电流来选择热继电器的型号。热元件额定电流的选择和整定：热元件的额定电流应略大于电动机额定电流。当电动机启动电流为其额定电流的6倍及启动时间不超过5s时，热无件的整定电流调节到等于电动机的额定电流；当电动机的启动时间较长、拖动冲击性负载或不答应停车时，热元件整定电流调节到电动机额定电流的1.1-1.15倍。

第5页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三一、低压电器元件的选用接触器的选用：交流接触器的组成:(1)电磁系统：包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯等；(2)触头系统：包括三副主触头和两个常开、两个常闭辅助触头，它和动铁芯是连在一起互相联动的；(3)灭弧装置：一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置，以便迅速切断电弧，免于烧坏主触头；(4)绝缘外壳及附件：各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。第6页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三一、低压电器元件的选用接触器的选用：交流接触器的工作原理:当线圈通电时，静铁芯产生电磁吸力，将动铁芯吸合，由于触头系统是与动铁芯联动的，因此动铁芯带动三条动触片同时运行，触点闭合，从而接通电源。当线圈断电时，吸力消失，动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离，使主触头断开，切断电源。第7页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三一、低压电器元件的选用交流接触器的选用:（1）持续运行的设备：接触器按67-75%算，即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是67-75A以下的设备。

（2）间断运行的设备：接触器按80%算，即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是80A以下的设备。

（3）反复短时工作的设备：接触器按116-120%算，即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是116-120A以下的设备。

（4）接触器的电磁线圈额定电压有110V、220V、380V等，电磁线圈允许在额定电压的80%～105%范围内使用。

第8页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三一、低压电器元件的选用交流接触器的选用:（5）主回路触点的额定电流应大于或等于被控设备的额定电流，控制电动机的接触器还应考虑电动机的起动电流。为了防止频繁操作的接触器主触点烧蚀，频繁动作的接触器额定电流可降低使用。此外还要考虑工作环境和接触器的结构形式。

重要提示：由于市场竞争激烈，国内有些厂家为降低成本，已经在偷工减料，比如：在线圈的制作减小线径甚至少绕匝数，在触头上用不符合国标的材料或厚度和截面都不够。这种情况不仅体现在接触器上，在其他如短路器等产品上也是如此。造成在实际使用中，标的是100A的接触器或短路器，其实际负载量只能在80A甚至更低,故障率很高。所以，现在流行的说法是：用国产低端产品，要按其铭牌说明的额定容量打7折使用!第9页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三一、低压电器元件的选用继电器的选用：1.先了解必要的条件

(1)控制电路的电源电压，能提供的最大电流；

(2)被控制电路中的电压和电流；

(3)被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。

2.查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号，若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用，最后考虑尺寸是否合适。

3.注意器具的容积。若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板安装布局，对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。第10页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三一、低压电器元件的选用断路器的选用：一般选用原则

(1)根据用途选择断路器的型式及极数；

根据最大工作电流选择断路器的额定电流；根据需要选择脱扣器的类型、附件的种类和规格。具体要求是：

①断路器的额定工作电压≥线路额定电压；

②断路器的额定短路通断能力≥线路计算负载电流；

③断路器的额定短路通断能力≥线路中可能出现的最大短路电流（一般按有效值计算）；

④线路末端单相对地短路电流≥1.25倍断路器瞬时（或短延时）脱扣整定电流；

⑤断路器欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压；

⑥断路器的分励脱扣器额定电压等于控制电源电压；

⑦电动传动机构的额定工作电压等于控制电源电压；

⑧断路器用于照明电路时，电磁脱扣器的瞬时整定电流一般取负载电流的6倍。

第11页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三一、低压电器元件的选用断路器的选用：一般选用原则

(2)采取断路器作为单台电动机的短路保护时，瞬时脱扣器的整定电流为电动机启动电流的1.35倍（DW系列断路器）或1.7倍（DZ系列断路器）。

(3)采用断路器作为多台电动机的短路保护时，瞬时脱扣器的整定电流为1.3倍最大一台电动机的启动电流再加上其余电动机的工作电流。

(4)采用断路器作为配电变压器低压侧总开关时，其分断能力应大于变压器低压侧的短路电流值，脱扣器的额定电流不应小于变压器的额定电流，短路保护的整定电流一般为变压器额定电流的6-10倍；过载保护的的整定电流等于变压器的额定电流。

第12页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三一、低压电器元件的选用接近开关的选用一、接近开关的工作原理：接近开关是一种无触头式行程开关，它除用于行程控制和限位保护外，还是一种非接触型的检测装置。按工作原理分有高频振荡型、感应电桥型、电容型、霍尔效应型等，最常用的是高频振荡型，其工作原理是当金属物体进入高频振荡器的线圈磁场时，金属物体内部要产生涡流损耗，它吸收了振荡器的能量，使振荡回路电阻增大，能量损耗增大，以致振荡减弱直至停振。振荡和停振两种电路经过晶体管放大电路和输出电路就能检测到有无金属物体，开关就能输出相应的控制信号。目前常用的接近开关有LJ1、LJ2和LJ10等系列。第13页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三一、低压电器元件的选用接近开关的选用二、接近开关的选用原则：1）接近开关有两线制和三线制之区别，三线制接近开关又分为NPN型和PNP型，它们的接线是不同的。

2）两线制接近开关的接线比较简单，接近开关与负载串联后接到电源即可。

3）三线制接近开关的接线：红（棕）线接电源正端；蓝线接电源0V端；黄（黑）线为信号，应接负载。而负载的另一端是这样接的：对于NPN型接近开关，应接到电源正端；对于PNP型接近开关，则应接到电源0V端。

4）接近开关的负载可以是信号灯、继电器线圈或可编程控制器PLC的数字量输入模块。

5）需要特别注意接到PLC数字输入模块的三线制接近开关的型式选择。PLC数字量输入模块一般可分为两类：一类的公共输入端为电源0V，电流从输入模块流出（日本模式），此时一定要选用NPN型接近开关；另一类的公共输入端为电源正端，电流流入输入模块（欧洲模式），此时一定要选用PNP型接近开关。

6）两线制接近开关受工作条件的限制，导通时开关本身产生一定压降，截止时又有一定的剩余电流流过，选用时应予考虑。三线制接近开关虽多了一根线，但不受剩余电流之类不利因素的困扰，工作更为可靠。

7）有的厂商将接近开关的“常开”和“常闭”信号同时引出，或增加其它功能，具体情况请按产品说明书接线。第14页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三二、常用电缆的选用一、钻井平台常用的电缆种类：动力电缆－用于发电机、顶驱、绞车、泥浆泵、电动机等动力设备。控制电缆－用于控制电路、硫化氢、可燃气体、烟火报警等低压电路。船用对称式通讯电缆－用于内部通讯系统及要求使用屏蔽电缆的设备。潜水电缆－用于潜水泵装置、水下电视、水听器等水下设备。可移动设备电缆－顶驱、防喷器电动吊等。其他特种设备用电缆。第15页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三二、常用电缆的选用二、常用电缆的选用原则：选用电线电缆时，要考虑用途、敷设条件及安全性；例如，根据用途不同可选用电力电缆、架空绝缘电缆、控制电缆等；根据敷设条件的不同，可选用一般塑料绝缘电缆、钢丝铠装电缆、防腐电缆等；根据安全性要求，可选用不延燃电缆、阻燃电缆、无卤阻燃电缆、耐火电缆等。电流通过电缆时，由于电缆具有一定的电阻，因此要产生一定的功率损耗，使电缆本身温度升高。绝缘导线和电缆的发热温度过高时，将使其绝缘损坏，甚至引起火灾；裸导线的发热温度过高时，会使导线及导线的接头处氧化加剧，增大接头的接触电阻，使之进一步加热氧化，甚至断线。因此，发热温度不能超过允许值。计算举例：一台55KW的三相异步电动机，额定电压380V，额定电流119A，功率因数0.89，应选用安全载流量多大