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文檔簡介

1、w第十節(jié) 低壓開關(guān)電器教教 學學 要要 求求w 掌握低壓開關(guān)電器的作用;掌握低壓開關(guān)電器的作用;w 掌握刀開關(guān)、接觸器、磁力起動器和低掌握刀開關(guān)、接觸器、磁力起動器和低壓斷路器的用途、種類和工作原理;壓斷路器的用途、種類和工作原理;w 熟悉刀開關(guān)、接觸器、磁力起動器和低熟悉刀開關(guān)、接觸器、磁力起動器和低壓斷路器的使用注意事項。壓斷路器的使用注意事項。w 低壓電器低壓電器 接通、斷開交流1200V及直流1500V及以下交直流電路的電器w 滅弧方法滅弧方法 拉長電弧、滅弧柵w 低壓開關(guān)電器低壓開關(guān)電器 1kV以下的電路控制電器,用于開、合低壓交、直流電路。常用的低壓開關(guān)電器有:低壓刀開關(guān)、接觸器、

2、磁力起動器和低壓斷路器。一、概述一、概述 刀開關(guān)是一種低壓手動操作的開關(guān)電器,額定電流在1500A以下,常用于不頻繁操作的電路。 為了能在短路和過載時自動切斷電路,常與熔斷器串聯(lián)配合使用。有時將刀開關(guān)和熔斷器組成一個元件,稱為刀熔開關(guān)。二、分類二、分類 按轉(zhuǎn)換方向分:單投和雙投 按操作方式:中央手柄、側(cè)面手柄、杠桿式等 按極數(shù)分:單極、雙極、三極 按滅弧結(jié)構(gòu)分:帶滅弧罩、不帶滅弧罩 各種類型的刀開關(guān),額定電流為100400A采 用單刀片,600 1500A時采用雙刀片。(a)外型)外型 (b)內(nèi)部結(jié)構(gòu))內(nèi)部結(jié)構(gòu) HK型瓷底膠蓋閘刀開關(guān)型瓷底膠蓋閘刀開關(guān) 上一頁下一頁返 回1.HK1.HK型膠蓋

3、閘刀開關(guān)型膠蓋閘刀開關(guān)w 由瓷底、膠蓋和刀閘組成,刀閘下配有熔絲。其額定電壓為220V和380V,HK1型額定電流可達60A,HK2型可達30A。w 主要作為照明、電熱回路控制開關(guān),三級膠蓋刀開關(guān)可作為不頻繁操作的小型異步電動機的控制開關(guān)。2.HH2.HH型鐵殼開關(guān)型鐵殼開關(guān)w 由封閉在鋼板和鑄鐵殼內(nèi)的刀閘和熔斷器組成,刀閘帶快速刀刃,手動操作。w 在其鐵蓋上裝有機械連鎖裝置,合閘狀態(tài)時打不開蓋,而打開蓋時合不上閘,可以防止電弧傷人。w 其額定電壓有220、380、500V,HH3型額定電流可達200A,可作為照明、電熱等配電線路中手動不頻繁開斷和接通電路的開關(guān),也可作不頻繁操作的小型異步電動

4、機全壓啟動和22kW及以下電動機的控制。HH型鐵殼開關(guān)型鐵殼開關(guān) 上一頁下一頁返 回上一頁下一頁返 回接觸器接觸器一、概述一、概述 1.1.用途用途 接觸器是一種適用于遠距離頻繁接通和分斷交直流主電路和控制電路的自動控制電器。其主要控制對象是電動機,也可用于其他電力負載,如電熱器、電焊機等。接觸器具有欠電壓釋放保護、零壓保護、控制容量大、工作可靠、壽命長等優(yōu)點,是自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種電器。上一頁下一頁返 回 2.2.結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點 由電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置等部分組成。(1)電磁系統(tǒng)電磁系統(tǒng) 由線圈、動鐵芯、靜鐵芯組成。為減小磁滯渦流損耗,鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊壓鉚成。鐵芯上裝

5、有短路銅環(huán),使鐵芯磁通分成相位不同的兩部分,從而使鐵芯總吸合力的變化減小,使動鐵芯始終被緊緊吸住,以減少銜鐵吸合后的振動和噪聲。鐵芯大多采用銜鐵直線運動的雙E形結(jié)構(gòu)。 交流接觸器線圈在其額定電壓的85%105%時,能可靠地工作。電壓過高,則磁路嚴重飽和,線圈電流將顯著增大,有被燒壞的危險;電壓過低,則吸不牢銜鐵,觸頭就不會動作,故接觸器有欠壓(失壓)保護。(2)觸點系統(tǒng)觸點系統(tǒng) 是接觸器的執(zhí)行元件,用以接通或分斷所控制的電路,必須工作可靠,接觸良好。(3)滅弧裝置滅弧裝置 熄弧方法一般采用雙斷口結(jié)構(gòu)的電動力滅弧和半封閉式絕緣柵片陶土滅弧罩。前者適用于容量較小(10A以下)的接觸器,而后者適用于

6、容量較大(20A以上)的接觸器。 CJ10-20型交流接觸器的結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號型交流接觸器的結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號 常開常開動合動合 常閉常閉動斷動斷 上一頁下一頁返 回交流接觸器工作原理圖交流接觸器工作原理圖 上一頁下一頁返 回當線圈通電時,產(chǎn)生磁通吸引磁鐵,使動觸頭和靜觸頭閉合;當線圈斷電后,銜鐵受自身重量和彈簧力作用而返回,使觸頭分離。3.3.接觸器的動作原理接觸器的動作原理 接觸器的工作原理是利用電磁鐵吸力及彈簧反作用力配合動作,使觸頭接通或斷開。一般與熔斷器和斷路器配合使用。 接觸器的電磁線圈通電后,產(chǎn)生磁場,靜鐵心產(chǎn)生足夠的吸力,克服反作用彈簧與動觸點壓力彈簧片的反作用力,將銜鐵

7、吸合,使動 觸點和靜觸點的狀態(tài)發(fā)生改變。當電磁線圈斷電后,鐵心電磁吸力消失,銜鐵在反作用彈簧作用下釋放,各觸點也隨之恢復(fù)原始狀態(tài)。w 常用的交流接觸器有CJ10系列、CJ12系列和CJ20系列CJ10CJ12CJ20三、接觸器的使用及安裝要點三、接觸器的使用及安裝要點1.接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負載回路的額定電壓;主觸點的額定電流應(yīng)大于或等于負載的額定電流,在頻繁起動、制動和正反轉(zhuǎn)的場合,主觸點的額定電流要選大一些。2.線圈電壓從人身及設(shè)備安全角度考慮,可選擇低一些。線圈電壓應(yīng)與控制電路電壓一致,接觸器的觸點數(shù)量和種類應(yīng)滿足控制電路要求。3.根據(jù)所控制對象電流類型來選用交流或直流接觸器。如

8、控制系統(tǒng)中主要是交流對象,而直流對象容量較小,也可全用交流接觸器,但觸點的額定電流要選大些,20A以上的接觸器加有滅弧罩,利用斷開電路時產(chǎn)生的電磁力,快速拉斷電弧,以保護觸點。4.接觸器安裝前應(yīng)檢查產(chǎn)品的銘牌及線圈上的數(shù)據(jù)是否符合實際使用要求。安裝時應(yīng)檢查分合接觸器的活動部分,要求動作靈活無卡住現(xiàn)象。當接觸器鐵芯極面涂有防銹油時,使用前應(yīng)將鐵芯極面上的防銹油擦凈,以免油垢粘滯而造成接觸器斷電不釋放。5.接觸器安裝接線時,應(yīng)注意勿使螺釘、墊圈、接線頭等零件遺漏,以免落入接觸器內(nèi)造成卡住或短路現(xiàn)象。安裝時,應(yīng)將螺釘擰緊,以防振動松脫。安裝后應(yīng)檢查接線正確無誤后,在主觸點不帶電的情況下,先使吸引線圈

9、通電分合數(shù)次,檢查產(chǎn)品動作是否可靠,然后才能投入使用。6.接觸器在使用時應(yīng)定期檢查產(chǎn)品各部件,要求可動部分無卡住,緊固件無松脫現(xiàn)象,各部件如有損壞,應(yīng)及時更換。7.觸點表面應(yīng)經(jīng)常保護清潔,不允許涂油,當觸點表面因電弧作用而形成金屬小珠時,應(yīng)及時清除。當觸點嚴重磨損后,應(yīng)及時調(diào)換觸點。但應(yīng)注意,銀觸點表面在分斷電弧時生成的黑色氧化膜接觸電阻很低,不會造成接觸不良現(xiàn)象,因此不必銼修,否則將會大大縮短觸點壽命。原來帶有滅弧室的接觸器,決不能不帶滅弧室使用,以免發(fā)生短路事故,陶土滅弧罩易碎,應(yīng)避免碰撞,如有碎裂,應(yīng)及時調(diào)換。w 點動控制線路是用按鈕、接觸器來控制點動控制線路是用按鈕、接觸器來控制電動機

10、運轉(zhuǎn)的最簡單的控制線路電動機運轉(zhuǎn)的最簡單的控制線路w 所謂點動控制是指按下按鈕時,電動機所謂點動控制是指按下按鈕時,電動機就得電運轉(zhuǎn);松開按鈕時,電動機就失就得電運轉(zhuǎn);松開按鈕時,電動機就失電停轉(zhuǎn)。這種控制方法常用于起重電機電停轉(zhuǎn)。這種控制方法常用于起重電機控制和機床上的手動調(diào)??刂???刂坪蜋C床上的手動調(diào)校控制。 電氣控制系統(tǒng)(點動控制)電氣控制系統(tǒng)(點動控制)上一頁下一頁返 回 電機點動控制線路電機點動控制線路上一頁下一頁返 回主電路主電路w 由圖可知,點動控制線路的主電路由三由圖可知,點動控制線路的主電路由三相空氣開關(guān)相空氣開關(guān)QFQF、交流接觸器主觸頭、交流接觸器主觸頭KMKM、熱繼電器

11、的熱元件熱繼電器的熱元件FRFR以及三相電動機以及三相電動機M M組成。組成。上一頁下一頁返 回控制回路控制回路w 由圖可知,點動控制線路的控制回路由由圖可知,點動控制線路的控制回路由熔斷器熔斷器FU1、FU2、按鈕、按鈕SB、交流接觸、交流接觸器線圈器線圈KM及熱繼電器的輔助常閉觸頭及熱繼電器的輔助常閉觸頭組成。組成。上一頁下一頁返 回工作原理工作原理w 當電動機當電動機M需要點動運轉(zhuǎn)時,先合上空氣開關(guān)需要點動運轉(zhuǎn)時,先合上空氣開關(guān)QF,再按下起動按鈕再按下起動按鈕SB,接觸器,接觸器KM的線圈得電,使接的線圈得電,使接觸器觸器KM的三對主觸頭閉合,電動機的三對主觸頭閉合,電動機M便得電起動

12、便得電起動運轉(zhuǎn)。運轉(zhuǎn)。w 當電動機當電動機M需要停轉(zhuǎn)時,只要松開起動按鈕需要停轉(zhuǎn)時,只要松開起動按鈕SB,接,接觸器觸器KM的線圈失電,使接觸器的線圈失電,使接觸器KM的三對主觸頭恢的三對主觸頭恢復(fù)斷開,電動機復(fù)斷開,電動機M失電而停轉(zhuǎn)。這就是點動控制的失電而停轉(zhuǎn)。這就是點動控制的工作原理,簡單,很有實用價值。工作原理,簡單,很有實用價值。上一頁下一頁返 回 一、概述一、概述 磁力起動器是專門用來控制電動機起停、正反轉(zhuǎn)的電器。它由交流接觸器和熱繼電器組成,具有欠壓保護和過負荷保護。 1.熱繼電器 異步電動機絕大部分都用熱繼電器作過載保護。熱繼電器的核心元件是雙金屬片,其工作原理是利用膨脹系數(shù)相

13、差特別大的雙金屬片在受熱后發(fā)生彎曲變形的特性,將控制電路斷開。 熱繼電器外形、結(jié)構(gòu)及圖形符號熱繼電器外形、結(jié)構(gòu)及圖形符號 上一頁下一頁返 回二、工作原理二、工作原理磁力起動器控制電動機的原理圖磁力起動器控制電動機的原理圖w 起動電動機時,按下S2,控制回路接通,主觸頭SM接通主電路,電動機起動。同時SM輔助動合觸點閉合,起動器自保持。w 電動機起動時,很大的起動電流通過熱繼電器的雙金屬片,使雙金屬片發(fā)熱。但起動時間短,雙金屬片不會使繼電器動作。w 停止電動機時,按下S1,控制電路分斷,電動機停轉(zhuǎn)。一、概述一、概述 1. 用途用途 自動空氣開關(guān)又稱低壓斷路器或自動開關(guān),能接通和開斷負載、過載、短

14、路條件下的電流,具有過載、短路和欠壓保護,可用作不頻繁操作的電路中。其通斷容量大,是交直流配電系統(tǒng)中的主要保護電器。2.2.分類分類 (1)按結(jié)構(gòu)類型分:塑殼式(裝置式)、框架式(萬能式); (2)按極數(shù)分:單極、雙極、三極等; (3)按安裝方式分:固定式、抽屜式、插入式等; (4)按操作方式分:手動(手柄或外部轉(zhuǎn)動手柄)和電動操作; (5)按動作速度分:一般型和快速型??焖儆址Q限流型,可使其短路電流還未達到預(yù)期值前即被分斷; (6)按用途分類分:配電型、電動機保護型、滅磁型和漏電保護型等。 二二、主要元件、主要元件 1. 1.觸頭系統(tǒng)觸頭系統(tǒng) 包括主觸頭和輔助觸頭。 (1)主觸頭用于分、合主

15、電路,額定電流在1000A以上的觸頭,通常是兩對并聯(lián)觸頭即工作觸頭(銀鎳-銀石墨材料)和滅弧觸頭(銅鎢或銅碳合金),工作觸頭主要是通過工作電流,滅弧觸頭是在接通和斷開電路時,保護工作觸頭不被電弧燒傷。合閘時,先合滅弧觸頭后合工作觸頭;分閘時則相反。 (2)輔助觸頭用于控制電路,用來反映斷路器的位置或構(gòu)成電路的聯(lián)鎖。 2.滅弧裝置滅弧裝置 吸引開斷大電流時產(chǎn)生的電弧,使長弧被分割成短弧,通過滅弧柵片的冷卻,使弧柱溫度降低,最終熄滅電弧。 其結(jié)構(gòu)因斷路器的種類而異,框架式低壓斷路器常用金屬柵片式滅弧室;塑殼式低壓斷路器常用紅鋼紙板嵌上柵片組成。快速低壓斷路器的滅弧裝置還裝有磁吹線圈。3.操作機構(gòu)操

16、作機構(gòu) 包括傳動機構(gòu)和自由脫扣機構(gòu)。 傳動機構(gòu)傳動機構(gòu):用手動或電動來操作觸頭的合、分,在出現(xiàn)過載、短路時可以自由脫扣。當斷路器合閘時,傳動機構(gòu)把合閘命令傳遞到自由脫扣機構(gòu),使觸頭閉合。 自由脫扣機構(gòu)自由脫扣機構(gòu):指斷路器處于合閘狀態(tài),或在合閘過程中發(fā)生了短路故障,脫扣器都應(yīng)能作用于脫扣機構(gòu)而使斷路器自動跳閘。 4.4.脫扣器脫扣器 用來接受操作命令,或電路在非正常情況下以機械動作或觸發(fā)電路方式,使斷路器跳閘的部件。 電磁脫扣器用于短路保護;熱脫扣器主要用于過負荷保護;當電源電壓低于某一規(guī)定數(shù)值或電路失壓時,失壓或欠壓脫扣器使低壓斷路器分斷;半導體式脫扣器可作過載長延時、短路短延時、特大短路瞬

17、時動作保護用;分勵脫扣器用于遠距離使低壓斷路器分閘。 低壓斷路器接通或分斷電路是通過扳動其手柄(或通過外部轉(zhuǎn)動手柄)或采用電動機操動機構(gòu)使動、靜觸頭閉合或斷開。正常情況下,觸頭能接通和分斷額定電流。當主觸頭閉合后,自由脫扣器將主觸頭鎖在合閘位置上。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯(lián),欠電壓脫扣器的線圈和電源并聯(lián)。 當電路發(fā)生短路或嚴重過載時,過電流脫扣器的銜鐵吸合,使自由脫扣機構(gòu)動作,鎖扣脫鉤,主觸頭斷開主電路。當電路過載時,熱脫扣器的熱元件發(fā)熱使雙金屬片向上彎曲,推動自由脫扣機構(gòu)動作使鎖扣脫鉤,斷路器分閘。當電路欠電壓(低于額定電壓70)時,欠電壓脫扣器的銜鐵釋放,也使自由脫扣

18、機構(gòu)動作。分勵脫扣器則作為遠距離控制用,在正常工作時,其線圈是斷電的,在需要距離控制時,按下起動按鈕,使線圈通電,銜鐵帶動自由脫扣機構(gòu)動作,使主觸點斷開。塑殼式斷路器塑殼式斷路器 w 塑殼式斷路器(型號為塑殼式斷路器(型號為DZ) 結(jié)構(gòu)部件都裝在由聚酯絕緣材料模壓而成的封閉型外殼中,使用安全,結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。 塑料外殼式斷路器多為非選擇型,常用于低壓配電開關(guān)柜(箱)中,用作配電線路、電動機、照明電路及電熱器等設(shè)備的電源控制開關(guān)及保護,作為線路的不頻繁轉(zhuǎn)換及電動機的不頻繁起動之用。 w 框架式斷路器框架式斷路器 框架式斷路器所有部件均安裝在帶絕緣襯墊鋼制框架底座內(nèi)。容量較大,可裝設(shè)較多的脫扣器

19、,輔助觸點的數(shù)量也較多,不同的脫扣器組合可產(chǎn)生不同的保護特性(選擇型或非選擇型、反時限動作特性),且操作方式較多,故又稱萬能式斷路器。 主要用作配電網(wǎng)絡(luò)的出線總開關(guān)、母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)或大容量饋線開關(guān)和大型電動機控制開關(guān)。容量較?。ㄈ?00A以下)的框架式斷路器多用電磁機構(gòu)傳動,容量較大(如1000A以上)的框架式斷路器則多用電動機機構(gòu)傳動。無論采用何種傳動機構(gòu),都裝有手柄,以備檢修或傳動機構(gòu)故障時用??蚣苁綌嗦菲骺蚣苁綌嗦菲鱳 智能型萬能式斷路器(型智能型萬能式斷路器(型號為號為DWDW) 組成:組成:觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、操動機構(gòu)、互感器、智能控制器、輔助開關(guān)、二次接插件、欠壓和分勵脫扣器、傳感器

20、、顯示屏、通訊接口、電源模塊等部件。特點:特點: (1)保護功能多樣化(2)選擇性強(3)具備通訊功能(4)顯示與記憶(5)故障自診斷 智能型萬能式斷路器適用于交流50Hz,額定電壓690V及以下,額定電流630A6300A的配電網(wǎng)絡(luò)中,用來分配電能和保護線路及電源設(shè)備免受過載、短路、欠壓、過壓、單相接地、過頻、欠頻、電流不平衡、電壓不平衡、逆功率等故障的危害;能提高供電可靠性,避免不必要的停電。同時帶有開放式通訊接口,可進行“四遙”(遙控、遙測、遙信、遙調(diào)),以滿足控制中心和自動化系統(tǒng)的要求。w 抽屜式斷路器抽屜式斷路器 這種結(jié)構(gòu)的斷路器由本體及抽屜座兩大部分組成,通過斷路器本體和母線與抽屜

21、座的橋式觸點連接構(gòu)成抽屜式斷路器,采用正面面板結(jié)構(gòu),實現(xiàn)開關(guān)屏板外操作,開關(guān)屏板內(nèi)裝有以單片機為核心的脫扣控制器。 斷路器本體是帶附件的固定式斷路器,其附件包括導軌、輔助電路動隔離觸點、安全隔板驅(qū)動軸等。抽屜座由帶有導軌的左右側(cè)板、底座和橫梁等組成,下方裝推進機構(gòu),上方裝輔助電路靜隔離觸點,底座橫梁上裝位置指示,橋式觸點前方裝安全隔板。斷路器采用儲能彈簧釋能的閉合方式,電動操作時,有配合電動機工作的預(yù)儲能操作用釋能電磁鐵,手動儲能時,儲能手柄帶動斷路器方軸轉(zhuǎn)動進行儲能操作。 抽屜式斷路器抽屜式斷路器w 微型斷路器微型斷路器 是一種結(jié)構(gòu)緊湊、安裝便捷的小容量塑殼斷路器,主要用來保護導線、電纜和作為控制照明的低壓開關(guān),所以亦稱導線保護開關(guān)。一般均帶有傳統(tǒng)的熱脫扣、電磁脫扣,具有過載和短路保護功能。 微型斷路器具有技術(shù)性能好、體積小、用料少、易于安裝、操作方便、價格適宜及經(jīng)久耐用等特點。中小型照明配電箱已廣泛應(yīng)用這類小型低壓電器元件,實現(xiàn)了導軌安裝方式,并在結(jié)構(gòu)尺寸方面模數(shù)化,大多數(shù)產(chǎn)品的寬度都選取9mm的倍數(shù),使電氣成套裝置的結(jié)構(gòu)進一步規(guī)范化和小型化。 目前我國生產(chǎn)的微型斷路器有K系列和引進技術(shù)生產(chǎn)的S系列、C45和C45N系列、PX等系列。C45系列高分斷小型斷路器系列高分斷小型斷路器四、低壓斷路器的使用要點四、低

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