第九章 低压配电装置(90)初审

第九章低压配电装置共90页电工作业初审培训课件共90页低压电器分类：

分控制电器和保护电器

控制电器—接通和断开线路，以及用来控制用电设备。如刀开关、断路器等。

保护电器—获取、转换和传递信号，并通过其他电器对电路实现控制。如熔断器、热继电器等。

共90页第一节

保护电器

保护电器包括：熔断器、热继电器、过电流继电器和失压（欠压）脱扣器、低压断路器的热脱扣器、电磁式过流脱扣器和失压（欠压）脱扣器等。

继电器和脱扣器的区别：前者有触头，通过触头进行控制；后者无触头，直接由机械运动进行控制。

一、保护类型共90页短路保护：线路或设备短路时能迅速切断电源的保护。熔断器、过流继电器、脱扣器是常用短路保护设备。中性点直接接地的三相四线制系统中，直接承担保证人身安全和设备安全两方面的任务。过载保护：线路或设备过负荷时能延时切断电源的保护。热继电器是常用过载保护装置。过载保护对保证人身安全也有重要意义。失压（欠压）保护：电源电压消失或低于某一限度时能自动断开线路的一种保护。脱扣器。作用是电压重新恢复时，设备不致突然启动，造成事故；同时避免设备在过低的电压下勉强运行而损坏。二、熔断器作用：安装在电路中，主要进行短路保护或严重过载保护。共90页熔体材料分为低熔点和高熔点两类低熔点材料如铅、铅合金、锌，其熔点低容易熔断，只适用于低分断能力的熔断器。高熔点材料如铜、银，其熔点高，不容易熔断，适用于高分断能力的熔断器。熔体的形状分为丝状和片状两种。二、熔断器熔断器分类

熔断器按结构可分为开启式、半封闭式和封闭式。封闭式熔断器又分为有填料、无填料管式和有填料螺旋式等。

常用熔断器：管式（RM和RT系列）、螺旋式（RL系列）、插式（RC1A系列)、盒式等。

共90页熔断器的型号及意义为共90页常用熔断器（1）管式熔断器有两种：RM系列的配用纤维材料管，由纤维材料分解大量气体灭弧；

RT系列配用陶瓷管，管内充以石英砂，由石英砂冷却和熄灭电弧，则分断电流时具有限流作用，可大大提高分断能力,故又称作高分断能力熔断器。若管内抽真空，则称作真空熔断器。若管内充以SF6气体，则称作SF6熔断器，其目的是改善灭弧性能。共90页（1）管式熔断器有填料管式熔断器，由于石英砂，真空和SF6气体均具有较好的绝缘性能，故这种熔断器不但适用于低压也适用于高压。

管式熔断器，采用封闭结构电弧不易与外界接触，多用于较大容量线路。共90页RM无填料封闭式熔断器RT有填料封闭管式熔断器（2）RL系列有填料螺旋式熔断器：熔管是一个瓷管，内装熔体和灭弧介质石英砂，熔体的两端焊在熔管两端的金属盖上，其一端标有不同颜色的熔断指示器，当熔体熔断时指示器弹出，便于发现并更换同型号的熔管。采用封闭结构，电弧不易与外界接触，多用于中小容量设备和线路。共90页(3）瓷插式熔断器：常用的瓷插式熔断器为RC1A系列，采用防护结构，用于环境条件较好的中小容量线路和设备。一般用于交流50Hz，额定电压380V及以下、额定电流200A以下的电路末端，用于电气设备的短路保护和照明电路的保护。共90页1-动触点2-熔体3-瓷插件4-静触点5-瓷座(4）盒式熔断器：采用防护结构，用于环境条件较好的中小容量线路和设备。二、熔断器

特性

熔断器具有反时限特性，即过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断时间短。所以，在一定过载电流范围内，当电流恢复正常时，熔断器不会熔断，可继续使用。共90页

选用熔断器1、熔断器的选择熔断器的额定电压和额定电流应不小于线路的额定电压和所装熔体的额定电流。

熔断器的分断能力必须大于电路中可能出现的最大故障电流。熔断器的级间配合：在多级保护场合，应使上级(供电干线)熔断器的熔体额定电流比下级(供电支线)的大1～2个级差。上一级的熔断时间一般应为下一级的3倍。共90页

2．熔体额定电流的选择（1）对于电炉和照明等电阻性负载，可用作过载保护和短路保护，熔体的额定电流应稍大于或等于负载的额定电流，略小于（0.85-1倍）线路导体许用电流。（2）电动机的启动电流很大，熔体的额定电流应考虑启动时熔体不能熔断而选得较大些，因此对电动机只宜作短路保护而不能作过载保护。共90页

对单台电动机，熔体的额定电流（IfN）应不小于电动机额定电流（IN）的1.5~2.5倍，即IfN≥(1.5~2.5)IN

轻载启动或启动时间较短时，系数可取1.5，带负载启动、启动时间较长或启动较频繁时，系数可取2.5。共90页（3）保护多台长期工作的电机（供电干线）共90页INmax-容量最大单台电机的额定电流。ΣIN其余.电动机额定电流之和。

IfN≥(1.5～2.5)INmax+ΣIN

熔断器使用维护注意事项（1）同一规格的熔断器，可配用几种不同规格的熔体，但熔体的额定电流不得超过熔断器的额定电流。（2）熔断器的熔体与触刀、触刀与刀座的接触应保持良好，触头钳口应有足够的压力。（3）爆炸危险场所不能装设电弧可能与周围介质接触的熔断器；一般环境也必须考虑防止电弧飞出的措施。（4）更换熔体或熔管时，必须将电源断开防触电；不能轻易改变熔体的规格；不能使用不明规格的熔体，更不能使用铜丝或铁丝代替熔丝。共90页三、热继电器

热继电器是一种电气保护元件。它是利用电流的热效应来推动动作机构使触头闭合或断开的保护电器，主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡保护以及其他电气设备发热状态时的控制。热继电器动作后一般不能自动复位，要等双金属片冷却后按下复位按钮复位。热继电器动作电流的调节可以借助旋转凸轮于不同位置来实现。

共90页三、热继电器共90页热继电器主要由热元件、双金属片、触点和动作机构组成，如图7-9所示，热元件由发热电阻丝做成。双金属片由两种热膨胀系数不同的金属辗压而成，当双金属片受热时，会出现弯曲变形。使用时，把热元件串接于电动机的主电路中，而常闭触点串接于电动机的控制电路中。当电动机过载时，双金属片弯曲位移增大，推动导板使常闭触点断开，从而切断电动机控制电路以起保护作用。图7-9

热继电器原理示意图1-热元件

2-双金属片

3-导板

4-触点复位热继电器的结构和工作原理三、热继电器共90页热继电器的结构和工作原理由电阻丝做成的热元件，其电阻值较小，工作时将它串接在电动机的主电路中，电阻丝所围绕的双金属片是由两片线膨胀系数不同的金属片压合而成，左端与外壳固定。当热元件中通过的电流超过其额定值而过热时，由于双金属片的上面一层热膨胀系数小，而下面的大，使双金属片受热后向上弯曲，导致扣板脱扣，扣板在弹簧的拉力下将常闭触点断开。触点是串接在电动机的控制电路中的，使得控制电路中的接触器的动作线圈断电，从而切断电动机的主电路。三、热继电器共90页热继电器的动作电流整定为长期允许负荷电流的大小即可。热继电器整定整定电流：热元件能够长期通过而不致引起热继电器动作的最大电流值。热继电器额定电流：热继电器中，可以安装的热元件的最大整定电流值。热元件通过整定电流时，继电器不动作；当通过电流超过整定电流的20％时，在20min内动作，超过整定电流的50％时，在2min内动作；通过6倍整定电流时，动作时间应超过5秒。可见，热继电器只宜作过载保护，不宜作短路保护。电磁式过电流继电器依靠电磁力的作用进行工作。根据线圈中电流大小而动作的继电器称为电流继电器。其线圈与被测电路串联，反映电路电流的变化。其线圈匝数少，导线粗，阻抗小。{欠电流继电器过电流继电器I>IdI<Id直流电动机磁场控制及失磁保护。电动机过载及短路保护动作用途用途动作四、电磁式继电器共90页过电流继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。线圈串联在电路里，线圈中电流超过整定值时，产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。不带延时的适于短路保护，长延时的适于过载保护。

四、电磁式继电器共90页

JT4系列过电流继电器：它由线圈、静铁心、衔铁、触头系统和反作用弹簧等组成。电流继电器的结构：共90页JL14—Q系列欠电流继电器：结构和工作原理与JT4系列继电器相似。电路正常工作时，其衔铁是吸合的。其动作电流为线圈额定电流的30%～65%，当通过线圈的电流降低到额定电流的10％～20％时，继电器释放，输出信号去控制接触器失电，使控制设备同电源断开，起到保护作用。共90页失压(欠压）脱扣：也是利用电磁力作用工作。当线路电压消失或降低为40%-75%时，衔铁被弹簧拉开，脱扣机构动作断开开关线路。共90页共90页

开关电器作用是接通和断开线路。

包括：闸刀开关、自动断路器、交流接触器等。第二节

开关电器一、

刀开关（是手动开关）包括胶盖刀开关、铁壳开关、转扳开关、组合开关等。常用的HK系列开启式负荷开关，常用作照明电路和小容量电机线路的电源开关，胶盖刀开关只可用来控制5.5kW以下异步电动机的启动与停止。刀开关没有或只有极为简单的灭弧装置，靠拉长电弧使之熄灭，无法切断短路电流。第二节

开关电器共90页开关电器—刀开关常用的刀开关种类：（1）胶盖闸刀开关：胶盖闸刀开关又称为开启式负荷开关。（2）铁壳开关：铁壳开关又称为封闭式负荷开关。一般应用于不频繁地接通和分断负荷电路，也可以用作15KW以下的电动机的不频繁启动的控制开关。（3）熔断器式刀开关：熔断器式刀开关即熔断器式隔离开关。是一种以熔断体或带有熔断体的载融件作为动触点的隔离开关。（4）带灭弧刀片的刀开关：拉闸时后于主刀断开，在拉力弹簧作用下断开迅速，灭弧快；合闸时先于主刀片接触刀座，主刀与座间不会产生电弧。共90页刀开关—胶盖闸刀开关胶盖闸刀开关外形结构：图形文字符号：HK系列胶盖闸刀开关型号的含义:共90页

刀开关的选用刀开关的额定电压必须与线路电压相适应。380V的动力线，应采用500V刀开关；220V照明线路可选用250V刀开关。对于照明负荷，刀开关额定电流应大于负荷电流的3倍。对于电动机的控制，可选用额定电流大于电动机额定电流３倍的开关。刀开关所配用熔断器和熔体的额定电流不应大于开关的额定电流。用刀开关控制电机时，应在刀开关上方另装一组熔断器。

共90页安装和使用胶盖开关时应注意下列事项：

(1)电源进线应接在静触头一边的进线端（进线座应在上方），用电设备应接在动触头一边的出线端。这样，当开关断开时，闸刀和熔体均不带电，以保证更换熔体时的安全。（上进下出）

(2)安装时，刀开关在合闸状态下手柄应该向上，不能倒装和平装，以防止闸刀松动落下时误合闸。共90页刀开关—封闭式铁壳闸刀开关图形文字符号：铁壳开关外形结构封闭式铁壳闸刀开关型号的含义:共90页刀开关—熔断器式刀开关共90页熔断器式刀开关外形结构：HR6型系列HR5系列组合开关组合开关又称为转换开关，是由多节触点组合而成的一种手动控制电器。组合开关有单极、双极和三极之分。组合开关常用于交流50HZ、380V以下及220V以下电气线路，主要用作小容量电机的正反转控制。可用来控制7.5KW以下的电动机。组合开关前面最好加装刀开关，以免碰触误操作。共90页组合开关实物图片共90页组合开关结构示意图共90页组合开关图形文字符号HZ系列组合开关型号的含义：共90页二、低压断路器低压断路器又称为自动空气开关或自动空气断路器。低压断路器是一种可以自动切断电路故障的组合型保护电器。低压断路器主要用于低压动力线路中，用于分断和接通负荷电路。共90页低压断路器的结构低压断路器主要由触点、灭弧装置、操作机构、保护装置（各种脱扣器）等部分组成。低压断路器具有多种保护功能（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。共90页低压断路器的分类低压断路器按其用途和结构不同分类，主要有塑壳式（装置式）、框架式（万能式）、限流式、直流快速式、灭磁式和漏电保护式。常用的主要是塑壳式、框架式、限流式。★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。共90页自动开关外观及工作原理图自动开关外观共90页自动开关外观及工作原理图共90页自动开关的工作原理（过流）正常工作状态过流状态共90页自动开关的工作原理（欠压）正常工作状态欠压状态共90页自动开关的型号及其含义自动开关的图形、文字符号共90页自动开关—塑壳式自动开关塑壳式自动开关外观塑壳式自动开关又称为装置式自动开关。塑壳式自动开关可通过手动或者电动的方式来进行分合闸的操作。塑壳式自动开关主要用于电动机及照明系统的控制、供电线路的保护等。共90页自动开关—万能式自动开关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。

它的操作方式有手柄直接操作、杠杆操作、电磁操作、电动机操作四种。共90页自动开关—框架式自动开关共90页框架式自动开关外观图共90页低压断路器的一般选用原则①额定电压和额定电流应不小于线路的正常工作电压和计算负载电流。②热脱扣器的整定电流应等于所控制负载的额定电流；③电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载正常工作时可能出现的峰值电流。控制电动机的断路器，瞬时脱扣整定电流按下式选取：Iz≧KIq式中K为安全系数，可取1.5-1.7；Iq为电机启动电流。④欠压脱扣器额定电压应等于被保护线路的额定电压；共90页低压断路器的选用原则⑤断路器的极限分断能力不应小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。共90页低压断路器的安装和使用垂直安装，电源线接上端，负荷线接下端。作电源总开关和电机控制开关时，进线侧须加刀开关或熔断器，以形成明显断开点。使用前，脱扣器上的防锈油脂擦干净；脱扣器动作值一经调整好，不许随便变动。使用中遇分断短路电流，及时检查触头，发现电灼烧痕，及时修理更换。断路器上积尘应定期清除，定期检查脱扣器整定值，必要时给操作机构添加润滑剂。共90页低压断路器的常见故障及处理故障现象 原因

处理办法

1手动操作断路器不能合闸

1．欠电压脱扣器无电压或线圈损坏1.检查线路，施加电压或更换线圈2．储能弹簧变形，导致闭合力减小2.更换储能弹簧3．反作用弹簧力过大3.重新调整弹簧反力4．机构不能复位再扣

4.调整再扣接触面至规定值2电动操作断路器不能合闸 1.电源电压不符2.电源容量不够1．调换电源2．增大操作电源容量3.电磁铁拉杆行程不够3．重新调整4.电动机操作定位开关变位4．重新调整5.控制器中整流管或电容器损坏

5．更换损坏元件

共90页低压断路器的常见故障及处理故障现象 原因

处理办法

3有一相触头不能闭合1．一般型断路器的一相连杆断裂

1．更换连杆2．限流断路器斥开机构的可折连杆

2．调整至原技术条件规定值之间的角度变大

4分励扣器不能使断路器分断 1．线圈短路2．电源电压太底1．更换线圈2．调换电源电压3．再扣接触面太大4．螺丝松动

3．重新调整4．拧紧

5欠电压脱扣器不能使用断路器分断

1．反力弹簧变小2．如为储能释放,则储能弹簧变弱或断裂3．机构卡死1．调整弹簧2．调整或更换储能弹簧3．消除卡死原因,如生锈等

共90页低压断路器的常见故障及处理故障现象 原因

处理办法

6起动电动机时断路器立即分断1．过电流脱扣瞬时整定值大小2．脱扣器某些零件损坏，如半导体橡皮膜等3．脱扣器反力弹簧断裂或落下

1．重新调整2．更换

7断路器闭合后经一定时间自行分断 1．过电流脱扣器长延时整定值不对2．热元件或半导体延时电路元件参数变动 1．调整触头压力或更换弹簧2．更换触头或清理接触面，不能更换者，只好更换整台断路器3．拧紧4．清除油污或氧化层 8断路器温升过高 1．触头压力过低2．触头表面过分磨损或接触不良3．两个导电零件连接螺丝松动4．触头表面油污氧化 1．拨正或重新装好触桥2．更换转动杆或更换辅助开关3．调整触头，清理氧化膜 共90页共90页休息一会儿，马上回来1．交流接触器的作用

在各种电力传动系统中，用来频繁接通和断开带有负载的主电路或大容量的控制电路，便于实现远距离自动控制。

使用时将主触头接于主电路中，电磁铁的线圈接于控制电路中，辅助触点用于控制联锁。三、交流接触器共90页

2．交流接触器的工作原理交流接触器是利用电磁吸力与弹簧弹力配合动作，使触头闭合或分断，以控制电路的分断的。其形状、结构示意图及图形符号如图所示。交流接触器有两种工作状态：失电状态（释放状态）和得电状态（动作状态）。当吸引线圈得电后，衔铁被吸合，各个动合触头闭合，动断触头分断，接触器处于得电状态。当吸引线圈失电后，衔铁释放，在恢复弹簧的作用下，衔铁和所有触头都恢复常态，接触器处于失电状态。三、交流接触器共90页交流接触器的结构和图形符号(a)外型；(b)结构示意图；(c)图形符号共90页

3．交流接触器的结构

1）电磁系统：电磁系统由线圈、动铁心、静铁心组成。铁心上装有短路铜环，以减少衔铁吸合后的振动和噪声。线圈一般采用电压线圈（线径较小，匝数较多，与电源并联）。交流接触器启动时，铁心气隙较大，线圈阻抗很小，启动电流较大。衔铁吸合后，气隙几乎不存在，磁阻变小，感抗增大，这时的线圈电流显著减小。共90页交流接触器线圈在其额定电压的85%～105%时，能可靠地工作。电压过高，则磁路趋于饱和，线圈电流将显著增大，线圈有被烧坏的危险；电压过低，则吸不牢衔铁，触头跳动，不但影响电路正常工作，而且线圈电流会达到额定电流的十几倍，使线圈过热而烧坏。因此，电压过高或过低都会造成线圈发热而烧毁。共90页2）触头系统触头系统是接触器的执行元件，用以接通或分断所控制的电路，必须工作可靠，接触良好。交流接触器的触头按接触情况可分为点接触式、线接触式和面接触式三种。三个主触头在接触器中央，触头较大，两个复合辅助触头分别位于主触头的左、右侧，上方为辅助动断触头，下方为辅助动合触头。辅助触头用于通断控制回路，起电气联锁作用。共90页3）灭弧装置交流接触器分断大电流电路时，往往会在动、静触点之间产生很强的电弧。电弧的产生，一方面损坏触头，减少触头的使用寿命；另一方面延长电路切断时间，甚至引起弧光短路，造成事故。容量较小（10A以下）的交流接触器一般采用双断口电动力灭弧，容量较大（20A以上）的交流接触器一般采用灭弧栅灭弧。共90页4）辅助部件交流接触器的辅助部件包含底座、反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构和接线柱等。反作用弹簧的作用是当线圈得电，电