進網(wǎng)作業(yè)-6低壓電器及成套設(shè)備

1、第六章 低壓電器及成套設(shè)備 2015年5月 一、定義與分類： n低壓電器：是指交流1000V及以下、直流1200V以下的電路中，用來對 電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用起開關(guān)、控制、調(diào)節(jié)和保護作用的電 氣設(shè)備，以及利用電能來控制、保護調(diào)節(jié)非電過程和非電裝置的電器 設(shè)備。 n按作用分類（2）： n低壓配電電器：刀開關(guān)、熔斷器、斷路器等； n低壓控制電器：接觸器、繼電器、主令電器等 n按操作方式分類（2）： n自動電器：通過電磁機構(gòu)或者壓縮空氣來完成操作； n手動電器：依靠人力做功 第一節(jié) 低壓電器分類及選用原則 二、低壓電器的安裝類別 n 安裝類別，即耐壓類別，共分四類： n 安裝類別：信號水平級信

2、號水平級，安裝在系統(tǒng)線路末端，多為特殊設(shè)備或部件，如低壓電子邏 輯系統(tǒng)、小功率信號電路的電器； n 安裝類別：負載水平級負載水平級，如控制和通斷電動機的電器； n 安裝類別：配電及控制水平級配電及控制水平級，安裝在配電柜（箱）中，與配電干線直接連接的電器； 1. 安裝類別：電源水平級電源水平級，如電源進線處的電器 三、低壓開關(guān)類電器的基本理論 1、電?。洪_關(guān)觸頭斷開時，自由電子脫離金屬部分進入空氣；在電場作用下加速 向高電位運動，與空氣分子撞擊使其發(fā)生電離；聯(lián)鎖反應(yīng)使空氣中的自由電子 瞬間增多；空氣開始導電，發(fā)出聲響與弧光。 電弧溫度20003000，會燒蝕觸頭，也容易引發(fā)短路。 2、低壓電器

3、常用滅弧方法（4）： (1)拉長滅弧：用機械力和電動力將電弧迅速拉長，使電源電壓不足以維持燒弧時， 電弧即可迅速熄滅。 (2)縱縫滅?。弘娀”淮艌龌螂妱恿Υ等胙b有縱縫滅弧裝置的滅弧室縫內(nèi)，由于增 大了電弧和縫壁接觸的冷卻表面，電弧將其熱量傳遞給縫壁，電弧溫度迅速降 低，電離作用削弱，從而達到滅弧目的。 (3)滅弧柵滅?。弘娀”焕藴缁藕?，電弧被分成若干段短弧，每段短弧都要產(chǎn) 生電壓降，當電源電壓不足以維持電弧時，電弧即會熄滅 (4)磁吹滅弧：滅弧裝置內(nèi)裝有磁吹線圈，觸頭斷開時產(chǎn)生的電弧，在磁吹線圈磁 場的作用下，迅速被吹入滅弧室，因與柵片接觸被冷卻而熄滅。 三、低壓開關(guān)類電器的基本理論 3、

4、觸頭壓力： n 初壓力：動靜觸頭剛接觸時，彈簧施加在觸頭間的力； n 終壓力：觸頭完全閉合后，觸頭間的壓力； n 超行程：若無靜觸頭，動觸頭還能行進的距離。 說明：說明：加大初壓力，可減少觸頭碰撞時的振動；加大終壓加大初壓力，可減少觸頭碰撞時的振動；加大終壓 力，可降低觸頭接觸電阻。力，可降低觸頭接觸電阻。 4、觸頭磨損： 磨損導致超行程失去一半時應(yīng)更換觸頭。 觸頭磨損過快原因：觸頭磨損過快原因： l 經(jīng)常大電流起動；經(jīng)常大電流起動； l 線圈電壓低，導致觸頭振動嚴重；線圈電壓低，導致觸頭振動嚴重； l 彈簧無力；彈簧無力； l 操作頻繁；操作頻繁； l 觸頭容量不足觸頭容量不足 一、刀開關(guān)和

5、刀熔開關(guān) （一）刀開關(guān)是一種帶有刀刃楔形觸頭、結(jié)構(gòu)簡單的開 關(guān)電器。 1、用途（2）： l隔離電源，提供“明顯可見的分斷點明顯可見的分斷點”； l不頻繁地接通與分斷額定電流以下的負載(如小型 電動機、電阻爐等)。 2、分類： l按極數(shù)劃分：單極、雙極、三極; l按操作方式劃分：手柄直接操作、杠桿操作、氣動 操作、電動操作; l按合閘方向劃分：單投、雙投 說明：不能切斷故障電流，只能承受故障電流引起的電 動力和熱效應(yīng)。 第二節(jié) 低壓配電電器 3、安裝與運行維護 (1）刀開關(guān)應(yīng)垂直安裝在開關(guān)板或條架上，使夾座位于 上方，以避免在分斷位置由于刀架松動或閘刀脫落 而造成誤合閘(特別是中央手柄式)。 (

6、2)合閘時要保證三相同步，各相接觸良好。倘若有一相 接觸不良，就可能造成電動機因單相運行而損壞。 (3)按產(chǎn)品使用說明書中規(guī)定的分斷負載能力使用，若分 斷嚴重過載則會引起持續(xù)燃弧，甚至造成相間短路、 損壞開關(guān)。 (4)與開關(guān)配合使用的操作次序： 當分斷電路時，應(yīng)首先拉開帶負載的開關(guān)，然后再 拉開刀開關(guān)(隔離開關(guān))；合閘時的程序與分斷相反。 （二）刀熔開關(guān) 刀開關(guān)+熔斷器（或熔絲），具備一定的短路分斷能力。 1、膠蓋開關(guān) l 不應(yīng)倒裝、平裝； l 所配熔絲不得超過刀開關(guān)的額定電流； l 無滅弧裝置，斷流能力有限，可控制5.5kW以下電動機 2、負荷開關(guān)：又稱鐵殼開關(guān)。 l 刀開關(guān)和熔斷器裝在鑄鐵

7、或鋼板拉伸制成的 外殼里； l 閘刀通過彈簧的儲能作用可快速分斷不大于 額定電流的電路； l 裝有聯(lián)鎖裝置，以保證在箱蓋打開時不能合 閘、合閘狀態(tài)時不能打開箱蓋。 l 帶有簡單的滅弧裝置，故其斷流能力較強， 可用來控制15一20kW以下的三相電動機。 說明：據(jù)實踐經(jīng)驗，60A以上的鐵殼開關(guān)不宜用來直接控制電動機、以免電弧 傷人。采用60A及以下的鐵殼開關(guān)控制電動機時，其額定電流應(yīng)為電動機額定 電流的1.5-2倍;用來控制照明或電熱設(shè)備時，開關(guān)的額定電流可選擇等于該類 電路中的額定電流。 安裝及使用注意事項： (1)必須垂直安裝，其高度以操作方便和安全為原則，一般為下沿離地面 1.31.5m左右

8、。 (2)鐵殼開關(guān)外殼的接地螺釘必須實行可靠接地或接零。 (3)電源線和電動機的進線都必須穿過開關(guān)的進、出線孔，并在進、出線孔加 裝橡皮圈。 (4)100A以上的開關(guān)，應(yīng)將電源進線接在開關(guān)上樁頭，電動機引出線接下樁 頭;100A以下的封閉式負荷開關(guān)，則應(yīng)將電源進線接在開關(guān)下樁頭，將電動機 引出線接上樁頭，以便于檢修。 (5)使用時不允許面對著開關(guān)進行操作，以免萬一發(fā)生故障傷人，應(yīng)用左手操 作合閘。 (6)更換熔體必須在閘刀斷開的情況下進行，且應(yīng)換上與原熔體規(guī)格相同的新 熔體。 3、刀熔開關(guān) l 主要用作中央配電屏、動力箱及電纜、導線的過載和短路保護；不頻 繁地接通或分斷電路； l 由高分斷能力

9、的RT0系列有填料式熔斷器和速斷刀片(或做成兩斷口帶 滅弧室的閘刀)組成； l 凡額定電流200A及以下的交流刀熔開關(guān)，相間帶有安全擋板；400A 及以上的交流刀熔開關(guān)和直流1001000A刀熔開關(guān)都裝有滅弧罩。 它們可通過杠桿操作、也可側(cè)面直接操作，其極限分斷能力最高可達 50kA。 l 正常供電情況下，接通和切斷電源由刀開關(guān)承擔，當線路發(fā)生過載或 短路故障時，由熔斷器切斷故障電流。 二、轉(zhuǎn)換開關(guān) l 供兩種及以上電源或負載轉(zhuǎn)換用的開關(guān)電 器，通常在控制、測量系統(tǒng)中常需電路轉(zhuǎn) 換，如電源的切換、電動機的正反向控制、 測量回路中電壓、電流的換相，等等。 l 轉(zhuǎn)換開關(guān)可簡化控制回路或測量線路，并

10、 避免操作上的失誤。 l 大多數(shù)轉(zhuǎn)換開關(guān)是由多節(jié)觸頭串接組裝而 成，有時也稱組合開關(guān)。 三、熔斷器 n 功用：短路保護，使電氣設(shè)備、線路避免短路電流的危害； n 熔斷器的組成（3）： 熔體、觸頭插座、絕緣底板 n 熔體材料： 低熔點材料：鉛錫合金、鋅； 高熔點材料：銀、銅、鋁 n 常用的熔斷器 1、無填料熔斷器 RC1A系列瓷插式熔斷器 RM7系列熔斷器：封閉管式 2、有填料熔斷器 熔管內(nèi)充石英砂，冷卻滅弧 RL1系列螺旋式熔斷器 由瓷制底座、帶螺紋的瓷帽、熔管、 瓷套所組成。 RLS系列螺旋式快速熔斷器 用于保護硅整流元件 3、RT0系列熔斷器 熔體是用銅片沖成柵狀，中間部分 用錫橋連接、圍

11、成籠形（擴大與石 英砂的接觸面積） 4、RSO、RS3系列快速熔斷器 動作快，小于1/4周期； 分段能力高； 過電壓低，分斷過電壓峰值不超額 定電壓的2倍； 熔體：純度不低于99.9%的銀片 n 熔斷器的選擇、安裝與使用 1、選用原則： 熔斷器的保護特性必須與被保護對象的過載特性有良好的配合，使其 在整個曲線范圍內(nèi)能獲得可靠的保護。 熔斷器的極限分斷電流應(yīng)大于或等于所保護電路可能出現(xiàn)的短路沖擊 電流(有效值)，否則就不能獲得可靠的短路保護。 在配電系統(tǒng)中，各級熔斷器必須相互配合以實現(xiàn)選擇性。一般要求前 一級熔體比后一級熔體的額定電流大2-3倍，這樣才能避免因發(fā)生越 級動作而擴大停電范圍。 要求

12、不高的電動機可采用熔斷器作過載和短路保護，一般過載保護應(yīng) 采用熱繼電器，而熔斷器則僅作短路保護。 n 熔斷器的選擇、安裝與使用 2、選用方法： 1）保護籠形電動機 不經(jīng)常起動或起動時間不長的場合：熔體的額定電流IRN應(yīng)為電動機起 動電流ID除以2.5-3； 起動頻繁或起動時間較長：熔體的額定電流IRN應(yīng)為電動機起動電流ID 除以1.6-2； 實用選擇法： 1)保護單臺電動機：IRn(1.52.5)IMN 2)保護多臺電動機：IRn(1.52.5)ImN+IDG ImN容量最大一臺電動機的額定電流； IDG其余幾臺電動機的計算負荷電流值的總和； 2）小容量快速熔斷器（200A）選用： IRn1.

13、57Isn IRn熔斷器的額定電流（有效值）； Isn 硅元件的額定電流（平均值） n 熔斷器使用注意事項 (1)總開關(guān)熔斷器熔體的額定電流應(yīng)與進戶線的總?cè)垠w相配合，并盡量接 近被保護線路的實際負荷處，但要確保正常情況下出現(xiàn)短時尖峰負荷 電流時、熔體不應(yīng)熔斷。 (2)采用熔斷器保護時，熔斷器應(yīng)裝在各相上;單相線路的中性線也應(yīng)裝 熔斷器;在線路分支處應(yīng)加裝熔斷器。但在三相四線制低壓網(wǎng)絡(luò)的中 性線上不允許裝熔斷器;接零保護的零線上嚴禁裝熔斷器。 (3)螺旋式熔斷器的進線應(yīng)接在底座的中心點接線柱上，其出線則應(yīng)接在 螺紋殼上。 (4)熔斷器應(yīng)垂直安裝，以保證插刀和刀夾座緊密接觸，避免增大接觸電 阻、造

14、成溫度升高而誤動作。有時因接觸不良還會產(chǎn)生火花，干擾弱 電裝置。 (5)安裝熔體時應(yīng)注意不讓熔體受機械損傷，否則相當于熔體截面變小， 可能出現(xiàn)設(shè)備正常運行時熔體卻熔斷的情況。 n 熔斷器使用注意事項 (6)熔體長度要按熔斷器或刀開關(guān)內(nèi)的允許長度裝接，既不能卷曲也不可 拉緊。 (7)安裝時熔絲兩頭應(yīng)順時針方向沿螺釘繞一圈，擰時不要過緊以免壓傷， 也勿過松造成接觸不良甚至松脫。 (8)要正確選擇和使用合乎規(guī)格與質(zhì)量要求的合格熔體，表面已嚴重氧化 的應(yīng)勿使用。若使用中反復熔斷，則說明線路或負載存在故障，必須 先查明原因而切勿隨意換大熔體。 (9)安裝時若無合適的熔體，也不可用幾根小容量熔體合股代用。

15、因這種 合股熔體的熔斷電流并不等于各單根熔體的熔斷電流之和。 (10)安裝熔體要停電進行。為確保安全起見，尤其是在確需帶電裝設(shè)時， 應(yīng)戴好絕緣手套、站在絕緣墊上并戴上護目眼鏡，以防觸電或受電弧 灼傷及臟物落入眼內(nèi)。 n 如何判斷熔斷器熔斷是因為過載，還是短路？ （1）過載熔斷： 熔斷點一般多在變截面熔體(片)的小截面處，且其熔斷部位的長度較短。 這是因為過載所產(chǎn)生的熱量在小截面處積聚較快，故易產(chǎn)生上述現(xiàn)象。 （2）短路熔斷： 熔斷部位較大，甚至熔體(片)的大截面部位也會熔斷。 這是由于較大的短路電流在極短時間內(nèi)產(chǎn)生大量熱能而使熔體熔斷的緣故。 第二節(jié) 低壓斷路器 一、用途及分類 n 低壓斷路器

16、，過去常被叫做自動開關(guān)、自動空氣開關(guān)；現(xiàn)向IEC（國 際電工委員會）標準靠攏，統(tǒng)一叫做斷路器，也簡稱開關(guān)。 n 按用途分5類： 配電用、電動機保護用、照明用、漏電保護用、特殊用途 n 按結(jié)構(gòu)型式分2類： l框架式（又稱萬能式）、塑料外殼式（又稱裝置式） l框架式：我車間各配電室及MCC的進線開關(guān)、母聯(lián)開關(guān)； l塑料外殼式：MCC抽屜柜的斷路器 二、斷路器選用 1、一般選用原則： (I)斷路器額定電壓大于線路額定電壓; (2)斷路器欠壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓; (3)斷路器分勵脫扣器額定電壓等于控制電源電壓; (4)斷路器殼架等級的額定電流大于線路計算負載電流; (5)斷路器脫扣器額定電

17、流大于線路計算電流; (6)斷路器的額定短路通斷能力大于線路中最大短路電流; (7）線路末端單相對地短路電流大于1.5斷路器瞬時(或短路時)脫扣器整 定電流； (8)斷路器的類型應(yīng)符合安裝條件、保護性能及操作方式的要求。 2、配電用低壓斷路器的選用 (1)配電變壓器低壓側(cè)斷路器應(yīng)具有長延時和瞬時動作特性，其脫扣器的動作電流 應(yīng)按下列原則選擇: l 瞬時脫扣器的動作電流一般為變壓器低壓側(cè)額定電流的6-10倍; l 長延時脫扣器的動作電流可據(jù)變壓器低壓側(cè)允許的過負荷電流確定。 (2)出線回路開關(guān)脫扣器動作電流應(yīng)比上一級脫扣器的動作電流至少低一個級差。 3、電動機保護用斷路器的選用 （1）長延時電流

18、脫扣器的整定電流等于電動機的額定電流; （2）瞬時(或短延時)脫扣器的整定電流: l 對單臺電動機： IopKrelIst Ist電動機的起動電流; Krel可靠系數(shù)，高返回系數(shù)的斷路器取1.35-1.4；對于低返回系數(shù)的斷路器則 取1.7-2 l 對于多臺電動機： Iop=1.3IMst+IMW IMst：最大一臺電動機的起動電流，IMW：其余電動機工作電流之和 三、低壓斷路器的安裝與使用 （略） 四、微型低壓斷路器 l 小容量塑殼斷路器，體積小、 用料省，導軌安裝方式。 l 國產(chǎn)：DZ12-60、DZ47-63 l 進口：C45N 第四節(jié) 低壓控制器 一、接觸器 用來頻繁地接通或切斷負載主

19、電路和大容量控制電路、便于實現(xiàn)遠距離 控制的自動切換電器。 n接觸器的選用原則： 1、使用類別選擇； 2、主觸頭額定電壓選擇： 負載額定電壓 3、主觸頭額定電流選擇 長期工作制：67%-75%（2/3-3/4） 間斷長期工作制：80% 反復短時工作制：最大負荷電流 可超過接觸器額定電流的16%- 20% 4、吸引線圈的電壓選擇 隨電路電壓，或加控制變壓器 （增加安全系數(shù)，防觸電） 接觸器的安裝前的檢查 (1)檢查接觸器銘牌及線圈上的技術(shù)數(shù)據(jù)(如額定電壓、電流、操作頻率和 暫載率等)是否符合實際使用要求。 (2)用手推動接觸器的活動部分，要求動作靈活、無卡阻現(xiàn)象。 (3)清除鐵芯極面上的防銹油，

20、以免油垢粘滯而造成接觸器斷電后難釋放 甚至不釋放。 (4)檢查并調(diào)整觸點的工作參數(shù)(開距、超程、初壓力和終壓力等)，并使 接觸器各相關(guān)觸點動作同步。 (5)檢查接觸器在85%額定電壓時能否正常動作；在失壓或電壓過低 （40%）時能不能釋放。 (6)檢測接觸器的絕緣電阻并應(yīng)符合要求。 接觸器的安裝注意事項 (1)一般應(yīng)安裝在垂直面上，其傾斜度不能超過5，同時要注意留有適 當?shù)娘w弧空間，以免燒壞相鄰電器。 (2)安裝位置及高度應(yīng)便于日常檢查和維修。 (3)安裝孔的螺釘應(yīng)裝有彈簧墊圈及平墊圈，安裝地點應(yīng)無劇烈振動。擰 緊螺釘以防松脫或振動，注意安裝時不要有零件落入接觸器內(nèi)部。 (4)檢查接線正確無誤

21、后，應(yīng)在主觸點不帶電情況下先使吸引線圈通電并 分、合數(shù)次，檢查接觸器動作是否可靠，然后方可投入使用。 (5)接觸器的金屬外殼或條架應(yīng)可靠接地。 (6)切不可將交流接觸器(電磁線圈)誤接到直流電源上，會使線圈燒毀。 交流接觸器的常見故障 二、熱繼電器 n過負荷保護（過載保護） n按動過原理分類： l雙金屬片式 l熱敏電阻式 熱繼電器使用 l 熱繼電器一般用于輕載、不頻繁起動電機的過負荷保護。對于重載、 頻繁起動的電機，則要用(延時動作型)過流繼電器作過負荷和短路保 護。 l 對于工作時間較短、間歇時間較長的電機(如搖臂鉆床的搖臂升降電 機等)，以及雖長期工作但過負荷可能性很小的電機(如排風機電動

22、機 等)，可以不設(shè)過負荷保護。 l 對于正反轉(zhuǎn)及通斷頻繁的特殊工作制電機，不宜采用熱繼電器作為 過負荷保護，而應(yīng)使用埋入電動機繞組的溫度繼電器或熱敏電阻來保 護。 l 熱元件額定電流與整定電流的選擇:熱元件的額定電流應(yīng)略大于電機 額定電流;熱元件的整定電流通常調(diào)整到電機額定電流的0.95-1.05倍。 三、控制繼電器 1、時間繼電器 種類：電磁式、空氣式、電機式及電子式 延時方式：通電延時、斷電延時 2、電流繼電器 n 通常用于電機過電流保護，例如用于短時工作制設(shè)備的保護； n 分類：過電流繼電器、欠電流繼電器 3、速度繼電器 （略） 4、中間繼電器 n 在低壓電路張廣泛應(yīng)用； n 擴展觸頭數(shù)量；放大控制電流； 四、主令電器 n主令電器主要是用來發(fā)出操縱指令或信號，以控 制電力拖動系統(tǒng)及其他控制對象的起動、運轉(zhuǎn)、 停止或狀態(tài)的改變。 （1）控制按鈕 l操作過程中，常閉觸點先斷開，常開觸點后閉合 （先斷后合）。 l按鈕配色規(guī)范： l紅色按鈕：停止