接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理

一真空接觸器

真空接觸器利用真空滅弧室滅弧，用以頻繁接通和切斷正常工作電流，通常用于遠(yuǎn)距離接通和斷開中、低壓頻繁起停的6kV、380V(660V、1140V)交流電動(dòng)機(jī)。例如型號(hào)為：CKJ/CKJ5系列低壓真空交流接觸器廣泛適用于，煤礦，電力，冶金，紡織。高層建筑等各種行業(yè)部門。

CKJ5-63-80-125-250-400-630A型低壓真空交流接觸器適用于交流：50HZ.額定電壓：1140V,額定電流63至630A的饋電網(wǎng)絡(luò)，供遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嚯娐罚约邦l繁起動(dòng)和停止交流電動(dòng)機(jī)之用。特別適宜與各種保護(hù)裝置配合組裝成隔爆型電磁起動(dòng)器。接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理

1.真空接觸器的組成

真空接觸器主要由真空滅弧室和操作機(jī)構(gòu)組成。真空滅弧室具有通過正常工作電流和頻繁切斷工作電流時(shí)可靠滅弧兩個(gè)作用。但不能切斷過負(fù)荷電流和短路電流。操作機(jī)構(gòu)是由帶鐵芯的吸持線圈和銜鐵構(gòu)成。線圈通電，吸引銜鐵，接觸器閉合；線圈失電，接觸器斷開。吸持線圈一般有直流和交流兩種形式。真空滅弧室的外殼用玻璃或陶瓷絕緣材料制成，內(nèi)部的真空度通常在0.01Pa以上。由于殼內(nèi)的空氣少，觸頭開距可以做得很小，電弧也較容易被熄滅。觸頭材料一般用銅、銻、鋨等合金制成。滅弧室內(nèi)屏蔽罩的作用是，當(dāng)分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)，凝結(jié)觸頭間隙中擴(kuò)散出來的金屬蒸汽，有助于熄弧，還可以防止金屬蒸汽濺落到絕緣外殼上降低其絕緣強(qiáng)度。動(dòng)觸頭與外殼下端用波紋管連接，動(dòng)觸頭可以上下運(yùn)動(dòng)又不會(huì)漏汽。接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理2.結(jié)構(gòu)及工作原理真空接觸器通常由絕緣隔電框架、金屬底座、傳動(dòng)拐臂、電磁系統(tǒng)、輔助開關(guān)和真空開關(guān)管等部件組成。當(dāng)電磁線圈通過控制電壓時(shí)，銜鐵帶動(dòng)拐臂轉(zhuǎn)動(dòng)，使真空開關(guān)管內(nèi)主觸頭接通，電磁線圈斷電后，由于分閘彈簧作用，使主觸頭分?jǐn)嗾婵臻_關(guān)管是以上封蓋、下封蓋、金屬波紋管和陶瓷管等組成，該真空開關(guān)管，外殼采用95瓷絕緣材料制成波紋式的瓷管，它具有爬電距離大、機(jī)械強(qiáng)度高、耐熱和耐沖擊的特點(diǎn)。真空開關(guān)管內(nèi)封裝一對(duì)動(dòng)靜觸頭，觸頭材料采用耐磨且低截流值的Cu－W－Wc，這樣在滿足開斷性能的條件下，減小開斷過程中由于截流引起的過電壓，提高了真空開關(guān)管的使用電壽命。當(dāng)金屬波紋管軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)動(dòng)觸頭做分合閘動(dòng)作。電磁系統(tǒng)考慮實(shí)際吸力特性和反力特性良好配合，以及發(fā)揮接觸器運(yùn)行時(shí)噪音低、節(jié)電的優(yōu)點(diǎn)，采用滯留雙線圈由起動(dòng)和維持兩繞組組成，通過輔助開關(guān)切換，為了便于用戶進(jìn)行交流電源操作，接觸器帶有橋式整流裝置。機(jī)械鎖扣：當(dāng)閉合線圈通電時(shí)，接觸器吸合，機(jī)械鎖扣鎖住：當(dāng)脫扣線圈通電時(shí)，機(jī)械鎖扣脫扣，接觸器釋放，脫扣線圈在熱態(tài)時(shí)，其電壓在Us85%－110%范圍內(nèi)使接觸器可靠釋放。接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理直流接觸器與交流接觸器差異直流接觸器與交流接觸器差異：1.交流接觸器在應(yīng)急時(shí)可以代用直流接觸器，吸合時(shí)間不能超過2小時(shí)（因?yàn)榻涣骶€圈散熱比直流差，這是由它們的結(jié)構(gòu)不同決定的），真的要長時(shí)間使用最好在交流線圈中串一電阻，反過來直流卻不能代用交流接觸器

2.交流接觸器的線圈匝數(shù)少,直流接觸器的線圈匝數(shù)多,從線圈的體積可以區(qū)分了對(duì)于主電路電流過大的情況(Ie>250A)的情況下,接觸器采用串聯(lián)雙繞組線圈

3.直流繼電器的線圈的電抗大，電流小。如果說接上交流電是不會(huì)損壞的，時(shí)合時(shí)放。可是交流繼電器的線圈的電抗小，電流就大了，如果說接上直流電就會(huì)損壞線圈。

4.交流接觸器在鐵芯上有短路環(huán),直流接觸器上從原理上無。接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理3.真空接觸器的優(yōu)點(diǎn)真空接觸器熄孤能力強(qiáng)，耐壓性能好，操作頻率較高，壽命長，無電弧外噴，體積小、重量輕、維修周期較長。真空接觸器的真空滅弧室制造時(shí)工藝要求很高，如果工藝不良，滅弧室的真空容易下降。觸頭材料材質(zhì)不好，在分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)會(huì)出現(xiàn)"截流過電壓"現(xiàn)象，即在分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)，由于真空滅弧室的熄弧能力很強(qiáng)，電弧電流不是自然過零時(shí)切斷，而是從電流的某一值突然降到零，由此而出現(xiàn)高的過電壓。截流電壓會(huì)危及電氣設(shè)備的安全運(yùn)行接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理4.常見故障及排除方法接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理

二繼電器1.繼電器種類：時(shí)間繼電器:通電后延遲一定時(shí)間后節(jié)點(diǎn)動(dòng)作,通常用于過電流保護(hù);電流繼電器:通過線圈的電流值達(dá)到一定值時(shí)繼電器動(dòng)作.通常做短路保護(hù)或配合時(shí)間繼電器做過電流保護(hù).電壓繼電器:通過線圈的電壓值達(dá)到一定值時(shí)繼電器動(dòng)作.通常做過電壓保護(hù)中間繼電器：配合其他繼電器使用，用于增加節(jié)點(diǎn)數(shù)量或節(jié)點(diǎn)容量（電流通斷能力）。信號(hào)繼電器：一種輔助繼電器，動(dòng)作后需要手動(dòng)復(fù)位。保護(hù)繼電器動(dòng)作后啟動(dòng)信號(hào)繼電器，指示保護(hù)動(dòng)作的具體位置。中間繼電器就是個(gè)繼電器，它的原理和交流接觸器一樣，都是由固定鐵芯、動(dòng)鐵芯、彈簧、動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)、線圈、接線端子和外殼組成。線圈通電，動(dòng)鐵芯在電磁力作用下動(dòng)作吸合，帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)分開，常開觸點(diǎn)閉合；線圈斷電，動(dòng)鐵芯在彈簧的作用下帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)復(fù)位接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理2.中間繼電器的作用1.代替小型接觸器中間繼電器的觸點(diǎn)具有一定的帶負(fù)荷能力，當(dāng)負(fù)載容量比較小時(shí)，可以用來替代小型接觸器使用，比如電動(dòng)卷閘門和一些小家電的控制。這樣的優(yōu)點(diǎn)是不僅可以起到控制的目的，而且可以節(jié)省空間，使電器的控制部分做得比較精致。

2．增加接點(diǎn)數(shù)量這是中間繼電器最常見的用法，例如，在電路控制系統(tǒng)中一個(gè)接觸器的接點(diǎn)需要控制多個(gè)接觸器或其他元件時(shí)而是在線路中增加一個(gè)中間繼電器。

3．增加接點(diǎn)容量我們知道，中間繼電器的接點(diǎn)容量雖然不是很大，但也具有一定的帶負(fù)載能力，同時(shí)其驅(qū)動(dòng)所需要的電流又很小，因此可以用中間繼電器來擴(kuò)大接點(diǎn)容量。比如一般不能直接用感應(yīng)開關(guān)、三極管的輸出去控制負(fù)載比較大的電器元件。而是在控制線路中使用中間繼電器，通過中間繼電器來控制其他負(fù)載，達(dá)到擴(kuò)大控制容量的目的。

4．轉(zhuǎn)換接點(diǎn)類型在工業(yè)控制線路中，常常會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，控制要求需要使用接觸器的常閉接點(diǎn)才能達(dá)到控制目的，但是接觸器本身所帶的常閉接點(diǎn)已經(jīng)用完，無法完成控制任務(wù)。這時(shí)可以將一個(gè)中間繼電器與原來的接觸器線圈并聯(lián)，用中間繼電器的常閉接點(diǎn)去控制相應(yīng)的元件，轉(zhuǎn)換一下接點(diǎn)類型，達(dá)到所需要的控制目的。接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理5．用作開關(guān)在一些控制線路中，一些電器元件的通斷常常使用中間繼電器，用其接點(diǎn)的開閉來控制，例如如彩電或顯示器中常見的自動(dòng)消磁電路，三極管控制中間繼電器的通斷，從而達(dá)到控制消磁線圈通斷的作用。

6．轉(zhuǎn)換電壓

7．消除電路中的干擾

接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理3.繼電器演示繼電器通電時(shí)觸頭動(dòng)作接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理電路中繼電器作用演示接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理三零序電壓及零序電流零序電壓當(dāng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)（又稱大接地電流系統(tǒng)）中發(fā)生接地短路時(shí)，將出現(xiàn)很大的零序電流。還有在中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生零序電壓。零序電源在故障點(diǎn)，故障點(diǎn)的零序電壓最高，系統(tǒng)中距離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)處的零序電壓就越低，取決于測(cè)量點(diǎn)到大地間阻抗的大小。正序、負(fù)序、零序的出現(xiàn)是為了分析在系統(tǒng)電壓、電流出現(xiàn)不對(duì)稱現(xiàn)象時(shí)，把三相的不對(duì)稱分量分解成對(duì)稱分量（正、負(fù)序）及同向的零序分量。只要是三相系統(tǒng)，就能分解出上述三個(gè)分量（有點(diǎn)象力的合成與分解，但很多情況下某個(gè)分量的數(shù)值為零）。對(duì)于理想的電力系統(tǒng)，由于三相對(duì)稱，因此負(fù)序和零序分量的數(shù)值都為零（這就是我們常說正常狀態(tài)下只有正序分量的原因）。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，三相變得不對(duì)稱了，這時(shí)就能分解出有幅值的負(fù)序和零序分量度了（有時(shí)只有其中的一種），因此通過檢測(cè)這兩個(gè)不應(yīng)正常出現(xiàn)的分量，就可以知道系統(tǒng)出了毛?。ㄌ貏e是單相接地時(shí)的零序分量）。零序電壓是三相線路中一相或者兩相接地產(chǎn)生的，大小取決于接地的程度，是金屬接地，非金屬接地，就是接地電阻了接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理零序電流在三相四線電路中，三相電流的相量和等于零，即Ia+Ib+IC=0。如果在三相四線中接入一個(gè)電流互感器，這時(shí)感應(yīng)電流為零。當(dāng)電路中發(fā)生觸電或漏電故障時(shí)，回路中有漏電電流流過，這時(shí)穿過互感器的三相電流相量和不等零，其相量和為：Ia+Ib+Ic=I(漏電電流）。這樣互感器二次線圈中就有一個(gè)感應(yīng)電壓，此電壓加于檢測(cè)部分的電子放大電路，與保護(hù)區(qū)裝置預(yù)定動(dòng)作電流值相比較，如大于動(dòng)作電流，即使靈敏繼電器動(dòng)作，作用于執(zhí)行元件掉閘。這里所接的互感器稱為零序電流互感器，三相電流的相量和不等于零，所產(chǎn)生的電流即為零序電流。接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理

零序公式:3U0=UA+UB+UC,3I0=IA+IB+IC（帶有方向的矢量運(yùn)算）正序、負(fù)序、零序的出現(xiàn)是為了分析在系統(tǒng)電壓、電流出現(xiàn)不對(duì)稱現(xiàn)象時(shí)，把三相的不對(duì)稱分量分解成對(duì)稱分量（正、負(fù)序）及同向的零序分量。只要是三相系統(tǒng)，就能分解出上述三個(gè)分量（有點(diǎn)象力的合成與分解，但很多情況下某個(gè)分量的數(shù)值為零）。對(duì)于理想的電力系統(tǒng)，由于三相對(duì)稱，因此負(fù)序和零序分量的數(shù)值都為零（這就是我們常說正常狀態(tài)下只有正序分量的原因）。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，三相變得不對(duì)稱了，這時(shí)就能分解出有幅值的負(fù)序和零序分量度了（有時(shí)只有其中的一種），因此通過檢測(cè)這兩個(gè)不應(yīng)正常出現(xiàn)的分量，就可以知道系統(tǒng)出了毛?。ㄌ貏e是單相接地時(shí)的零序分量）。接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理四電流互感器1.定義：將大電流變成小電流的互感器。在正常使用情況下其比差和角差都應(yīng)在允許范圍內(nèi)。電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數(shù)很少，串在需要測(cè)量的電流的線路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，二次繞組匝數(shù)比較多，串接在測(cè)量儀表和保護(hù)回路中，電流互感器在工作時(shí)，它的2次回路始終是閉合的，因此測(cè)量儀表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。2.使用

1）電流互感器的接線應(yīng)遵守串聯(lián)原則：即一次繞阻應(yīng)與被測(cè)電路串聯(lián)，而二次繞阻則與所有儀表負(fù)載電流互感器串聯(lián)2）按被測(cè)電流大小，選擇合適的變化，否則誤差將增大。同時(shí)，二次側(cè)一端必須接地，以防絕緣一旦損壞時(shí)，一次側(cè)高壓竄入二次低壓側(cè)，造成人身和設(shè)備事故3）二次側(cè)絕對(duì)不允許開路，因一旦開路，一次側(cè)電流I1全部成為磁化電流，引起φm和E2驟增，造成鐵心過度飽和磁化，發(fā)熱嚴(yán)重乃至燒毀線圈；同時(shí)，磁路過度飽和磁化后，使誤差增大。電流互感器在正常工作時(shí)，二次側(cè)近似于短路，若突然使其開路，則勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)由數(shù)值很小的值驟變?yōu)楹艽蟮闹?，鐵芯中的磁通呈現(xiàn)嚴(yán)重飽和的平頂波，因此二次側(cè)繞組將在磁通過零時(shí)感應(yīng)出很高的尖頂波，其值可達(dá)到數(shù)千甚至上萬伏，危機(jī)工作人員的安全及儀表的絕緣性能。接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理

另外，二次側(cè)開路使E2達(dá)幾百伏，一旦觸及造成觸電事故。因此，電流互感器二次側(cè)都備有短路開關(guān)，防止一次側(cè)開路。在使用過程中，二次側(cè)一旦開路應(yīng)馬上撤掉電路負(fù)載，然后，再停車處理。一切處理好后方可再用。

4）為了滿足測(cè)量儀表、繼電保護(hù)、斷路器失靈判斷和故障錄波等裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線分段斷路器、母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)具有2～8個(gè)二次繞阻的電流互感器。對(duì)于大電流接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對(duì)于小電流接地系統(tǒng)，依具體要求按二相或三相配置

5）對(duì)于保護(hù)用電流互感器的裝設(shè)地點(diǎn)應(yīng)按盡量消除主保護(hù)裝置的不保護(hù)區(qū)來設(shè)置。例：若有兩組電流互感器，且位置允許時(shí)，應(yīng)設(shè)在斷路器兩側(cè)，使斷路器處于交叉保護(hù)范圍之中6)為了防止支柱式電流互感器套管閃絡(luò)造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側(cè)7)為了減輕發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)的損傷，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的電流互感器應(yīng)布置在發(fā)電機(jī)定子繞組的出線側(cè)。為了便于分析和在發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，用于測(cè)量儀表的電流互感器宜裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)。接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理3.分類保護(hù)用電流互感器分為：1.過負(fù)荷保護(hù)電流互感器，2.差動(dòng)保護(hù)電流互感器，3.接地保護(hù)電流互感器（零序電流互感器）接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理

五電壓互感器一、定義電壓互感器是一個(gè)帶鐵心的變壓器。它主要由一、二次線圈、鐵心和絕緣組成。當(dāng)在一次繞組上施加一個(gè)電壓U1時(shí)，在鐵心中就產(chǎn)生一個(gè)磁通φ，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生一個(gè)二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。電壓互感器將高電壓按比例轉(zhuǎn)換成低電壓，即100V，電壓互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測(cè)量儀表、繼電保護(hù)等。二、工作原理

其工作原理與變壓器相同，基本結(jié)構(gòu)也是鐵心和原、副繞組。特點(diǎn)是容量很小且比較恒定，正常運(yùn)行時(shí)接近于空載狀態(tài)。電壓互感器本身的阻抗很小，一旦副邊發(fā)生短路，電流將急劇增長而燒毀線圈。為此，電壓互感器的原邊接有熔斷器，副邊可靠接地，以免原、副邊絕緣損毀時(shí)，副邊出現(xiàn)對(duì)地高電位而造成人身和設(shè)備事故。

接觸器繼電器及各保護(hù)機(jī)理電壓互感器的常見接線方式：（1）用一臺(tái)單相電壓互感器來測(cè)量某一相對(duì)地電壓或相間電壓的接線方式（2）用兩臺(tái)單相互感器接成不完全星形，也稱V—V接線，用來測(cè)量各相間電壓，但不能測(cè)相對(duì)地電壓，廣泛應(yīng)用在20KV以下中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)中。（3）用三臺(tái)單相三繞組電壓互感器構(gòu)成YN，yn，d0或YN，y，d0的接線形式，廣泛應(yīng)用于3~220KV系統(tǒng)中，其二次繞組用于測(cè)量相間電壓和相對(duì)地電壓，輔助二次繞組接成開口三角形，供接入交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視儀表和繼電器用。用一臺(tái)三相五柱式電壓互感器代替上述三個(gè)單相三繞組電壓互感器構(gòu)成的接線，除鐵芯外，其形式與圖3基本相同，一般只用于3~15KV系統(tǒng)（4）電容式電壓互感器接線形式。在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，為了測(cè)量相對(duì)地電壓，PT一次繞組必須接成星形接地的方式。在3~6