項目1低壓電器選用與檢修

1、項目1 低壓電器選用與檢修任務(wù)1認(rèn)識常用低壓電器常用低壓電器分類和應(yīng)用常用低壓電器分類和應(yīng)用電器是根據(jù)外界特定的信號和要求，自動或手動地接通與斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護(hù)、檢測和調(diào)節(jié)用的電氣設(shè)備。一、低壓電器的作用分類一、低壓電器的作用分類在由低壓供電系統(tǒng)和用電設(shè)備等組成的電路中，低壓電器起控制、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換、通斷和保護(hù)作用。低壓電器的用途十分廣泛，無論是工礦企業(yè)、農(nóng)、林、牧、副、漁和交通運(yùn)輸業(yè)，還是國防軍事部門，都需要大量的各種各樣的低壓電器。(一)按用途分類1控制電器控制電器 主要用于電力拖動、自動控制系統(tǒng)和用電設(shè)備中，它控制設(shè)備使其達(dá)到預(yù)期的工

2、作狀態(tài)。主要包括接觸器、繼電器、啟動器、主令電器等。2配電電器配電電器 主要用于配電系統(tǒng)中，它對電路及設(shè)備進(jìn)行保護(hù)以及通斷、轉(zhuǎn)換電源或負(fù)載，包括刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器、低壓斷路器等。3執(zhí)行電器執(zhí)行電器 主要用于完成某種動作或傳送功能主要包括電磁鐵、電磁離合器等。(二)按應(yīng)用場合分類1一般用途低壓電器 用于電力系統(tǒng)冶金企業(yè)、機(jī)器制造工業(yè)以及其他工業(yè)的配電系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)。2礦用低壓電器 具有防爆功能，適用于含煤塵及甲烷等爆炸性氣體的環(huán)境。3化工用低壓電器 具有防腐蝕功能，適用于有腐蝕性氣體和粉塵的場所。4船用低壓電器 具有耐顛簸、振動和沖擊功能，能在很大的傾斜條件下工作，而且耐

3、潮濕，能抵抗鹽、霧和霉菌的侵蝕。5牽引低壓電器 常用于電力機(jī)車，其工作環(huán)境溫度較高，能耐傾斜、振動和沖擊。6航空低壓電器 能在任何位置上可靠地工作，耐沖擊和振動，而且體積小、重量輕。(三)按操作方式分類可分為手動電器、自動電器。(四)按使用系統(tǒng)分類1自動控制電力拖動系統(tǒng)用電器2電力系統(tǒng)用電器3自動化通訊系統(tǒng)用電器(五)按電器執(zhí)行功能分類1有觸點電器電器2無觸點電器3混合電器(六)按電力拖動自動控制系統(tǒng)用電器分類1接觸器 有交流接觸器、直流接觸器、晶閘管接觸器、智能接觸器等類型。2繼電器 有電壓繼電器、時間繼電器、中間繼電器、熱繼電器、速度繼電器、固態(tài)繼電器等類型。3主令電器 有按鈕、指示燈、微

4、動開關(guān)、接近開關(guān)、行程開關(guān)、主令控制器等類型。4執(zhí)行電器 有電磁鐵、電磁離合器、電磁抱閘、電磁閥等類型。5熔斷器 有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、快速熔斷器等類型。6成套電器 主要有低壓控制屏(柜)、低壓配電屏(柜)、動力配電箱(柜)、照明配電箱(柜)等四大類。7低壓斷路器 有萬能框架式低壓斷路器、裝置式低壓斷路器、智能化斷路器等類型。8刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)有單極、雙極、三極等類型。二、低壓電器的應(yīng)用在電力拖動控制系統(tǒng)中，低壓電器主要用于對電動機(jī)進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)。在低壓配電電路或動力裝置中，低壓電器主要用于對電路和設(shè)備進(jìn)行保護(hù)以及通斷、轉(zhuǎn)換電源或負(fù)載。三、低壓電器額定工作制及正常工作條件三、低壓

5、電器額定工作制及正常工作條件(一)額定工作制1八小時工作制2不間斷工作制(又稱長期工作制)3短時工作制4斷續(xù)周期工作制(二)正常工作條件1周圍空氣溫度為-5 +40 (有外殼的電器，是指外殼周圍的空氣溫度)，24 h內(nèi)其平均值不超過+35 。2安裝地點的海拔不超過2 000 m。3安裝地點的空氣最高溫度+40 時，其相對濕度不超過50%，在較低的溫度時，允許有較高的相對濕度，最濕月平均最低溫度不超過+25 ，該月的月平均最大相對濕度不超過90%。4用來確定電氣間隙和爬電距離的微觀環(huán)境污染等級可分為四級：污染等級1：無污染或僅有干燥的非導(dǎo)電性的污染。污染等級2：一般情況僅有非導(dǎo)電性污染，但必須考

6、慮到偶然由于凝露造成短暫的導(dǎo)電性。污染等級3：有導(dǎo)電性污染，或由于預(yù)期的凝露使干燥的非導(dǎo)電性污染變?yōu)閷?dǎo)電性的。污染等級4：造成持久性的導(dǎo)電性污染。例如由于導(dǎo)電塵?；蛴暄┧斐傻奈廴?。工業(yè)用電器一般選取用于污染等級為3級的環(huán)境，家用和類似用途電器一般選取用于污染等級為2級的環(huán)境。四、低壓電器發(fā)展概況我國低壓電器已有近50年的歷史，經(jīng)歷了全面仿蘇、自行設(shè)計、更新?lián)Q代、技術(shù)引進(jìn)、跟蹤國外新產(chǎn)品等幾個時期，在設(shè)計水平、新技術(shù)應(yīng)用、檢測技術(shù)等方面取得了巨大的成就。目前，我國低壓電器的發(fā)展正向著更高層次邁進(jìn)，按照國際標(biāo)準(zhǔn)積極開發(fā)、研制新產(chǎn)品，提高傳統(tǒng)電器產(chǎn)品的性能，發(fā)展機(jī)電一體化產(chǎn)品，并提出了高性能、高可

7、靠、小型化、多功能、組合化、模塊化、電子化、智能化的要求。隨著國民經(jīng)濟(jì)、電力事業(yè)和現(xiàn)代工業(yè)自動化的發(fā)展，對低壓電器提出了更多、更新的要求，這些要求就決定了我國低壓電器的發(fā)展趨勢：1實現(xiàn)低壓電器產(chǎn)品智能化將微處理器技術(shù)運(yùn)用于低壓電器中，可以實現(xiàn)低壓電器的高性能、多功能和智能化。2實現(xiàn)低壓電器產(chǎn)品通信化低壓配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，要求大力發(fā)展有通信功能的低壓電器。3實現(xiàn)低壓電器產(chǎn)品模塊化、組合化模塊化使電器制造過程簡化，這種電器可根據(jù)需要任意組合，拆裝迅速。4提高低壓電器產(chǎn)品分?jǐn)嗄芰拖蘖餍阅苄碌臏缁∠到y(tǒng)和限流技術(shù)。5提高低壓電器產(chǎn)品可靠性隨著自動控制系統(tǒng)的大型化。6開展基礎(chǔ)理論研究，應(yīng)用計算機(jī)輔助設(shè)計

8、、制造、試驗新產(chǎn)品、基礎(chǔ)理論研究有電觸頭、電弧、電磁系統(tǒng)計算方法、電磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等。任務(wù)2電磁式低壓電器檢修一、電磁機(jī)構(gòu)一、電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)是電磁式電器的感測元件，它將電磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而帶動觸點動作。(一)電磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式電磁機(jī)構(gòu)由電磁線圈、鐵心及銜鐵三部分組成。根據(jù)由鐵心和銜鐵構(gòu)成的磁路形狀及銜鐵運(yùn)動方式的不同，以及線圈接入電路的方式不同，電磁機(jī)構(gòu)可分成多種形式：1按銜鐵的運(yùn)動方式分(1) 銜鐵繞棱角轉(zhuǎn)動拍合式銜鐵繞磁軛的棱角而轉(zhuǎn)動，磨損較小，鐵心一般用電工軟鐵制成，適用于直流接觸器和繼電器。如圖1-1-2（a）和（b）所示。(2)銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動拍合式銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動，鐵心一般用硅鋼片疊成，

9、適用于較大容量的交流接觸器。如圖1-1-2（c）和（d）所示。(3)銜鐵直線運(yùn)動直動式銜鐵在線圈內(nèi)作直線運(yùn)動，較多用于中小容量交流接觸器和繼電器中。如圖1-1-2（e）、（f）和（g）所示。3按線圈的連接方式分(1)串聯(lián)電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)的線圈串聯(lián)于電路中，如圖1-1-3（a）所示。按電路的電流種類可分為直流串聯(lián)電磁機(jī)構(gòu)和交流串聯(lián)電磁機(jī)構(gòu)。串聯(lián)電磁機(jī)構(gòu)的銜鐵動作與否取決于線圈中電流的大小。這種接入方式的線圈又稱為電流線圈，它的特點是匝數(shù)少，線徑較粗。具有這種電磁機(jī)構(gòu)的電器都屬于電流型電器。(2)并聯(lián)電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)的線圈并接于電路中，如圖1-1-3（b）所示。按電路的電流種類可分為直流并聯(lián)電磁機(jī)

10、構(gòu)和交流并聯(lián)電磁機(jī)構(gòu)。并聯(lián)電磁機(jī)構(gòu)的銜鐵動作與否取決于線圈兩端電壓的大小，這種接入方式的線圈又稱為電壓線圈，特點是匝數(shù)多，線徑較細(xì)。具有這種電磁機(jī)構(gòu)的電器都屬于電壓型電器。(二)電磁機(jī)構(gòu)的特性電磁機(jī)構(gòu)的工作特性常用吸力特性和反力特性來表示。吸力特性是指電磁機(jī)構(gòu)使銜鐵吸合的力與氣隙的關(guān)系曲線。 反力特性是指電磁機(jī)構(gòu)使銜鐵釋放(復(fù)位)的力與氣隙的關(guān)系曲線。1吸力特性吸力特性隨電磁線圈電流種類、線圈連接方式的不同而不同。其近似計算公式為： 交流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性 對于具有電壓線圈的交流電磁機(jī)構(gòu)，設(shè)外加電壓U不變，電磁線圈的阻抗主要取決于線圈的電抗，電阻可忽略不計，則U E 4.44 f N式中， U

11、線圈外加電壓；E線圈感應(yīng)電勢；f 電壓頻率；N 線圈匝數(shù)； 氣隙磁通。雖然電磁機(jī)構(gòu)的氣隙磁通近似不變，但氣隙磁阻隨氣隙長度而變化，根據(jù)磁路定律可知，交流電磁線圈的電流I與氣隙成正比。圖1-4所示為電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性。 直流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性 對于具有電壓線圈的直流電磁機(jī)構(gòu)，因外加電壓和線圈電阻不變，則流過線圈的電流為常數(shù)，即電流與氣隙大小無關(guān)。由式（15）和式（12）可知，此時 F 2 ( 1/ ) 2其電磁吸力特性為二次曲線，如圖1-5所示。為了減小此反電勢，一般在電磁線圈上并聯(lián)一個放電回路，如圖1-6所示。2反力特性 為了使銜鐵在線圈斷電后能恢復(fù)到原來打開位置，在電磁式電器中都裝有釋放彈簧

12、。電磁機(jī)構(gòu)的反力包括釋放彈簧的反力、觸點彈簧的反力以及運(yùn)動部件的重力，反力特性曲線如圖1-7所示曲線3。3吸力特性與反力特性的配合 為了保證吸合過程中銜鐵能可靠吸合，電磁吸力特性必須與反力特性配合好，如圖1-7所示。對于單相交流電磁機(jī)構(gòu)，一般在鐵心端面上安裝一個用銅制成的分磁環(huán)（或稱短路環(huán)），以便正常工作，見圖1-8 a所示。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，此渦流所產(chǎn)生的磁通2較未穿過分磁環(huán)的磁通1在相位上滯后。由1和2產(chǎn)生的吸力F1和F2如圖1-8 b所示。二、觸點系統(tǒng)二、觸點系統(tǒng)觸點是電磁式電器的執(zhí)行元件，電器就是通過觸點的工作來通斷被控制的電路。（一）觸點的接觸形式按其所控制的電路可分為主觸點和輔助觸

13、點，主觸點用于通斷主電路，輔助觸點用于通斷控制電路。按其原始狀態(tài)可分為常開觸點和常閉觸點，原始狀態(tài)時斷開，線圈通電后閉合的觸點稱為常開觸點；原始狀態(tài)時閉合，線圈通電后斷開的觸點稱為常閉觸點。按其結(jié)構(gòu)形式可分為橋式觸點和指形觸點，如圖1-9所示。按其接觸形式可分為點接觸、線接觸和面接觸，如圖1-10所示。（二）觸點的接觸電阻由于觸點的接觸面不是理想的光滑表面，在接觸時，實際接觸的面積總是小于觸點原有可接觸面積，使有效導(dǎo)電面積減小，當(dāng)電流流經(jīng)時，就會產(chǎn)生電流收縮現(xiàn)象，從而使電阻增大及接觸區(qū)的導(dǎo)電性能變差。這種由于動、靜觸點閉合時在過渡區(qū)域所形成的電阻，稱為接觸電阻。接觸電阻的存在，不僅會造成一定的電壓損失，還會使銅耗增加，觸點溫度升高。這樣，觸點在較高的溫度下很容易產(chǎn)生熔焊現(xiàn)象而使觸點工作不可靠。因此應(yīng)采取適當(dāng)措施減小接觸電阻。三、電弧的產(chǎn)生和常用的滅弧方法三、電弧的產(chǎn)生和常用的滅弧方法（一）電弧的產(chǎn)生當(dāng)觸點在分?jǐn)嚯娐分?，如果觸點之間的電壓達(dá)1220V、電流達(dá)0.251A，觸點間隙內(nèi)就會產(chǎn)生電弧。電弧對電器的影響有三方面：1觸點打開時，由于電弧的存在，使要斷開的電路實際上并沒有斷開。2電弧的溫度很高，嚴(yán)重時可使觸點熔化。3電弧向四周噴射，會引起電器和周圍物質(zhì)的損壞，還會造成相間短路，甚至造成火災(zāi)。所以必須采取適當(dāng)滅弧措施以加速并可靠地熄滅電弧。（二）常用滅弧方法1滅弧柵滅弧 圖