常用低压电气设备及其控制回路

第六讲

常用低压电气设备及其控制回路

低压电气设备定义

通常指电压在1000V以下的电气设备。在建筑工程中常见的低压电气设备有：

1.刀开关

2.低压断路器

3.熔断器

4.接触器

5.各种继电器3.1.1刀开关1.低压刀开关

定义：是一种结构简单的手动电器，它的最大特点是有一个刀形动触头。作隔离电源之用。

基本组成：闸刀（动触头），刀座（静触头）和底板。

型号：以H字母打头。

种类：a.按其操作方式分，有单投和双投；

HD－－单投HS－－双投b.按极数分，有单极、双极和三极；

c.按灭弧结构分，有带灭弧罩和不带灭弧罩的。

不带灭弧罩的刀开关，只能在空载下操作；带灭弧罩的刀开关可以通断一定的负荷电流。2.熔断器式刀开关熔断器式刀开关是一种将低压刀开关和低压熔断器组合一起的开关，它具有刀开关与熔断器的双重功能。可以不频繁地接通和分断负荷电流，并提供线路和设备的过载与短路保护。

3.低压负荷开关低压负荷开关由带灭弧罩的刀开关与熔断器串联组合而成，外装封闭的外壳。它既能有效地通断负荷电流，又能进行短路保护。具有操作方便、安全经济的特点，在可靠性要求不高、负荷不大的低压线路中应用广泛。有：

1)封闭式负荷开关

2)开启式负荷开关4.低压刀开关的选择

1）选择低压刀开关要根据使用环境、功能要求选择适当的型号系列。

2）刀开关的额定电压、额定电流要符合安装处的电压、通过负荷电流的要求。

3）然后再按短路条件进行短路的动稳定、热稳定校验。

3.1.2低压空气断路器

（又称空气开关或自动空气开关），它既能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷和失压下自动断开电路，是低压线路中的重要开关设备。1.结构组成：由以下几个部分组成1)触头系统：

第一部分：用于接通或分断供电的主回路，一般有三档之分：

一档的只有主触头，适用于小容量开关；

双档的有主触头和弧触头；

三档的有主触头、副触头和弧触头。

主触头负责长期接通主回路；

弧触头负责分断主回路的电弧以保护主触头；

副触头给主触头提供双重保护。

第二部分：辅助触头（点），用于与断路器有关的辅助回路中：如双回路供电断路器之间的自动切换回路。

辅助触头一般装在触头盒内，有常开（动合）、常闭（动断）触头若干对。

辅助触头和主触头的关系：它们是联动的

当主触头闭合时，辅助触头常开闭合、常闭打开；

当主触头分断时，辅助触头则常开打开、常闭闭合。

a.空气开关的合闸过程弧触头闭合－副触头闭合―主触头闭合；

b.空气开关的分闸过程主触头先断开－副触头断开－弧触头断开。这样电弧只在弧触头上形成，保护了主触头。2)灭弧系统：作用：熄灭断路器分闸时产生的电弧。3)操动机构：负责断路器触头系统的开合。由传动机构和自由脱扣机构组成。传动机构负责将外力传入，可分为手柄传动、杠杆传动、电磁铁传动等。自由脱扣机构用于实现传动机构和触头系统之间的联系。4)智能脱扣器：用于监测断路器所在电路的各种故障及不正常状态或接受外部指令，通过执行

元件使断路器动作。现在断路器的脱扣器很多都是智能型的，除了具有传统脱扣器的保护功能外，还能实现过载报警、负载监控、自我诊断、故障记忆、实验监控等功能。2.空气断路器自动跳闸原理：断路器的跳闸实际上是脱扣器在动作，见图：a.当线路上出现短路故障时其电流脱扣器动作，使开关跳闸；b.出现过负荷时，加热元件过热使双金属片弯曲，也使脱扣器脱扣；c.当线路电压消失或严重下降时，失压脱扣器动作，开关跳闸。

3.空气断路器的分类：a.按用途分：－配电用断路器－电机保护用断路器－直流保护用断路器－发电机励磁回路用的灭磁断路器－照明用断路器－漏电保护用断路器等。b.按短路电流分断能力分：－经济型－标准型－高分断型－限流型－超高分断型等c.按保护特性分：A类和B类。

A类是选择型，是指断路器具有过载长延时、短路短延时。

B类是非选择型，一般只有短路瞬时保护。d.按结构形式分：万能式塑料外壳式

DZ20系列塑料外壳式断路器NM1系列塑料外壳式断路器C65断路器

塑料外壳式断路器又称装置式自动空气开关，它的全部元件都装在一个塑料外壳内，在壳盖中央露出一个操作手柄，用于手动操作，在民用建筑供配电中用量很大。4.空气断路器的选择：a.额定电压应大于或等于安装处的线路的额定电压；b.额定电流（主触头长期允许通过的电流应大于或等于安装处线路在正常情况下的最大工作电流；

c.根据使用环境、工作要求和供货条件选择适当的形式；

d.断路器的开断电流要大于或等于安装出的短路电流；

e.脱扣器的额定电流也应大于或等于安装处线路在正常情况下的最大工作电流；f.选择脱扣器的动作整定电流或整定倍数，过载长延时脱扣器按躲开线路在正常情况下的最大工作电流整定；短路短延时和短路瞬时脱扣器按躲开线路在正常情况下的最大尖峰电流整定，一般为正常的4～7倍。g.脱扣器的动作电流整定出来后，需要校验在保护范围末端，最小运行方式下发生两相或单相短路时，脱扣器能否可靠地跳闸。3.1.3交流接触器1.定义是利用电磁吸力来使触头动作的开关，它主要作为线路或电机的远距离频繁通、断之用。2.分类接触器按电流可分为直流接触器和交流接触器。建筑工程中常用的是交流接触器。3.结构原理4.类型a.CJ20系列接触器是全国统一设计的新产品，适用于50/60Hz,600v及以下的交流电路。额定电流6.3~630A,灭弧性能好，触头具有较高的抗熔焊和耐电磨损性能。b.B系列接触器

是目前常用的产品之一，适用于50/60Hz,600v及以下,电流9～170A及以下的交流电路,具有失压保护作用，常和T系列热继电器组成磁力起动器。CJ20系列交流接触器3.1.4低压熔断器

1.作用：

主要作为短路保护，在一定的条件下也可以起过负荷保护的作用。2.动作原理：串接于电路中，当线路中出现故障时，通过熔体的电流大于规定值，熔体产生过量的热而被熔断，电路由此而被分断。3.分类：a.瓷插式熔断器（瓷插保险）是常见的低压熔断器。灭弧能力差，只适用于故障电流较小的三相380V或单相220V的线路末端，用于导线及电气设备的短路保护。b.RT0型低压有填料封闭管式熔断器灭弧断流能力很强，具有限流作用。能实现短路保护和过负荷保护。

保护性能好，断流能力大，可应用在靠近电源的配电装置，但它多为不可拆式，熔体熔断后报废，不经济。

c.RS3型有填料封闭管式快速熔断器主要作硅整流元件及其成套装置的短路或过负荷保护,灭弧断流能力很强，具有限流作用。长期工作不老化、不误动作。RTO(NATO)系列有填料封闭管式刀形触头熔断器

RTO（NATO）适用于交流50Hz，额定电压为380V，或直流400V，额定电流至630A的工业电气装置的配电设备中作线路过载和短路保护之用。RS3(NAS3)系列4.熔断器的选择包括规格型号，额定电压、额定电流（熔断器的额定电流和熔体的额定电流）、熔断器的分断能力等。重点讲熔体的额定电流选择。

a.熔断器作为线路的保护时，熔体的额定电流应大于或等于线路的最大工作电流，并且要小于或等于线路的安全电流。

b.熔断器作为用电设备的保护时，除了要求熔体