《建筑設(shè)備教學(xué)》第2章 常用建筑電氣設(shè)備

建筑電氣技術(shù)桂林電子科技大學(xué)?建筑環(huán)境教研室楊建波2007.09Tel輯ppt第2章常用建筑電氣設(shè)備緒言：通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，了解并掌握建筑電氣中常用電氣設(shè)備的工作原理、結(jié)構(gòu)、特性、型號、圖形符號、應(yīng)用要點等相關(guān)知識，為正確選擇和合理使用這些電器打下基礎(chǔ)。內(nèi)容框架：變壓器電動機常用高壓電氣設(shè)備常用低壓電氣設(shè)備重點/難點：各電氣設(shè)備的工作原理和特性。preceding2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)概述

電氣設(shè)備→電器電器對電能的生產(chǎn)、輸送、分配與應(yīng)用起著控制、調(diào)節(jié)、檢測和保護(hù)的作用。在電力輸配電系統(tǒng)和電力拖動自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用極為廣泛。2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)概述1.1常用電器的分類繼電接觸式控制系統(tǒng)--由控制電器組成的自動控制系統(tǒng)。按工作電壓等級分高壓電器--用于交流電壓1200V，直流電壓1500V及以上電路中的電器。例如：高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)、高壓熔斷器等。低壓電器--用于交流電壓1200V，直流電壓1500V以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器。例如：接觸器、繼電器等。2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)概述按動作原理分手動電器--用手或依靠機械力進(jìn)行操作的電器。如：手動開關(guān)、控制按鈕、行程開關(guān)等主令電器。自動電器--借助于電磁力或某個物理量的變化自動進(jìn)行操作的電器。如：接觸器、各種類型的繼電器、電磁閥等。2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)概述按用途分控制電器--用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。如接觸器、繼電器、電動機起動器等。主令電器--自動控制系統(tǒng)中發(fā)送動作指令的電器。如按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)等。保護(hù)電器--用于保護(hù)電路及用電設(shè)備的電器。如熔斷器、熱繼電器、各種保護(hù)繼電器、避雷器等。執(zhí)行電器--用于完成某種動作或傳動功能的電器。如電磁鐵、電磁離合器等。配電電器--用于電能的輸送和分配的電器。如高壓斷路器、隔離開關(guān)、刀開關(guān)、空氣斷路器等。2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)概述按工作原理分電磁式電器--依據(jù)電磁感應(yīng)原理來工作。如接觸器、各種類型的電磁式繼電器等。非電量控制電器--依靠外力或某種非電物理量的變化而動作的電器。如刀開關(guān)、行程開關(guān)、按鈕、速度繼電器、溫度繼電器等。2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)概述1.2電器的作用低壓電器是構(gòu)成低壓控制電路的最基本元件。低壓控制電器作用：能夠依據(jù)操作信號或外界現(xiàn)場信號的要求，自動或手動地改變電路的狀態(tài)、參數(shù)，實現(xiàn)對電路或被控對象的控制、保護(hù)、測量、指示、調(diào)節(jié)。工作過程：將一些非電信號或電量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榉峭磾嗟拈_關(guān)信號或隨信號變化的模擬量信號，實現(xiàn)對被控對象的控制。2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)概述低壓電器的具體作用：控制作用--如電梯的上下移動、快慢速自動切換與自動停層等。保護(hù)作用--能根據(jù)設(shè)備的特點，對設(shè)備、環(huán)境以及人身安全實行自動保護(hù)，如電動機的過熱保護(hù)，電網(wǎng)的短路保護(hù)、漏電保護(hù)等。測量作用--利用儀表及與之相適應(yīng)的電器，對設(shè)備、電網(wǎng)或其它非電參數(shù)進(jìn)行測量。如電流、電壓、功率、轉(zhuǎn)速、溫度、濕度等。2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)概述調(diào)節(jié)作用--低壓電器可對一些電量和非電量進(jìn)行調(diào)整，以滿足用戶的要求。如柴油機油門的調(diào)整、房間溫度和濕度的調(diào)節(jié)、光照度的自動調(diào)節(jié)等。指示作用--利用低壓電器的控制、保護(hù)等功能，檢測出設(shè)備運行狀況與電氣電路工作情況。如絕緣監(jiān)測、保護(hù)掉牌指示等。轉(zhuǎn)換作用--在用電設(shè)備之間轉(zhuǎn)換或?qū)Φ蛪弘娖?，控制電路分時投入運行，以實現(xiàn)功能切換。如勵磁裝置手動與自動的轉(zhuǎn)換、供電的市電與自備電的切換等。2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)概述常用低壓電器的主要種類及用途2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)概述2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)概述2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器1.1變壓器功能與分類變壓器---根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的一種電能轉(zhuǎn)換設(shè)備，用來將交流電由一種等級的電壓與電流轉(zhuǎn)換為同頻的另一種等級的電壓與電流。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器變壓器分類：按相數(shù)分：單相、三相或多相；根據(jù)作用分：升壓變壓器、降壓變壓器、接地變壓器；按用途分：用于電力系統(tǒng)的電力變壓器、用于局部動力和照明的小容量變壓器、用于傳遞信號的耦合和控制變壓器；根據(jù)繞組數(shù)量分：自耦變壓器、兩繞組變壓器、三繞組變壓器；根據(jù)冷卻方式分：自冷干式變壓器、風(fēng)冷干式變壓器、自冷油浸式變壓器、風(fēng)冷油浸式變壓器、水冷油浸式變壓器。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器1.2變壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理1、變壓器的結(jié)構(gòu)兩個或兩個以上繞組(線圈)，繞在一個公共鐵心上；鐵心和繞組組合成變壓器的主體?；窘Y(jié)構(gòu)組成：電路部分，即一次繞組和二次繞組；磁路部分,由硅鋼片疊成的鐵心柱；其他輔助結(jié)構(gòu)：油箱；絕緣套管；油位計；溫度計；儲油柜。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器單相變壓器的結(jié)構(gòu)：心式變壓器：繞組裝在鐵心的兩個鐵心柱上。單相變壓器的結(jié)構(gòu)比較簡單，有較大的絕緣空間，用于功率大、電壓高的變壓器．以減少用鐵量，電力變壓器大部分采用心式變壓器；殼式變壓器：鐵心包圍著繞組的上下和兩側(cè)，這種機械強度較好，鐵心散熱條件好，但工藝復(fù)雜，用銅量大，用于功率較小的干式變壓器。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器(1)變壓器鐵心：作用:構(gòu)成磁路，支撐繞組。由垂直的鐵心柱和水平的鐵軛兩部分組成。為減小渦流損耗，鐵心用o．35mm厚的硅鋼片交錯疊裝而成，硅鋼片表面涂有絕緣漆并經(jīng)氧化處理形成絕緣層。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器(2)變壓器的繞組(線圈)：作用:變壓器的電路部分，是構(gòu)成交流電的通路，通以勵磁電流建立磁場。小功率的單相變壓器的繞組多用高強度漆包線繞制；大功率的三相變壓器的繞組可用扁銅線或鋁線繞制。繞組的形狀多為圓筒形。低壓繞組靠近鐵心，高壓繞組同心地套在低壓繞組的外面。一次繞組：變壓器接電源一邊的繞組；二次繞組：接負(fù)載一邊的繞組。變壓器的鐵心、一次繞組和二次繞組之間是彼此絕緣的。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器2．工作原理利用電磁感應(yīng)原理將電源的電能傳遞到負(fù)載中。變壓器的一次繞組與交流電源Ui接通后，經(jīng)繞組流過交變電流Ii，鐵心中便有交變磁通φ，即一次繞組從電源吸取電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇拍埽沪赵阼F心中同時交(環(huán))鏈一次、二次繞組，由于電磁感應(yīng)作用，分別在一次、二次繞組上產(chǎn)生頻率相同的感應(yīng)電動勢E1、E2，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，繞組的感應(yīng)電動勢正比于它的匝數(shù)。如果此時二次繞組接通負(fù)載，在二次繞組感應(yīng)電動勢作用下，便有電流輸出給負(fù)載，鐵心中的磁能又轉(zhuǎn)換為電能。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器3．變壓器的空載運行特性與電壓變換空載運行狀態(tài)---變壓器一次繞組接交流電源、二次繞組未接負(fù)載的工作狀態(tài)。變壓器空載運行時，其二次繞組開路，I2=0，此時一次繞組中的電流I0稱為空載電流或勵磁電流。由于I2=0，二次繞組對一次繞組的工作狀態(tài)沒有任何影響，變壓器在傳遞電能的過程中，鐵心的交變磁通，在一次、二次繞組中的每一匝線圈中都產(chǎn)生相同的感應(yīng)電動勢。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器空載運行時：

E--繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；N--繞組匝數(shù)；變壓器空載時，一次繞組電阻及電抗的電壓降甚小。U--繞組端電壓；K--變壓器的電壓比；結(jié)論：變壓器的電壓比近似等于一次、一次繞組的匝數(shù)之比，可見變壓器具有變換電壓的功能。降壓變壓器：電壓比K＞1；升壓變壓器：K＜1。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器4．變壓器的負(fù)載運行特性與電流變換負(fù)載運行狀態(tài)---變壓器二次繞組接上負(fù)載ZL。變壓器在負(fù)載運行狀態(tài)下，二次繞組中有電流I2通過，二次繞組的磁動勢I2N2產(chǎn)生磁通，其中大部分通過鐵心而閉合(小部分是漏磁通)。此時，鐵心中的主磁通由φm是一個由一次、一次繞組的磁動勢共同產(chǎn)生的合成磁通。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器但實際上鐵心中主磁通的幅值在變壓器空載或有負(fù)載時是差不多恒定的。有：I--繞組的電流；N--繞組匝數(shù)；可見：(1)一次、二次繞組的磁動勢在相位上近似反相，即二次繞組的磁動勢對一次繞組的磁動勢有去磁作用。變壓器由空載到負(fù)載運行時它的一次電流從I0增大到I1，以抵償二次繞組磁動勢對一次繞組磁動勢的去磁作用，從而維持主磁通恒定不變。(2)一次、一次繞組的電流關(guān)系為：一次、二次繞組中電流之比等于其電壓比K的倒數(shù)，即變壓器變換電流的功能。

負(fù)載變化，但其電壓比K仍不變，所以當(dāng)負(fù)載增加時，I1隨著增大，而I2也必須相應(yīng)增大。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器5．變壓器的阻抗變換變壓器的阻抗變換功能---實際的負(fù)載阻抗ZL并沒有改變，而是通過變壓器改變了從一次側(cè)看進(jìn)去的等效阻抗Z’L。故：變壓器具有變換電壓、變換電流和變換阻抗的三種特性。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器【例】某信號源的電動勢E為10V，內(nèi)阻R0為500Ω，負(fù)載電阻RL為5Ω，當(dāng)RL折算到原邊的等效電阻與R0相等時，求變壓器的變比以及負(fù)載得到的功率。如果將該負(fù)載直接與信號源聯(lián)接時，負(fù)載得到的功率又為多少？2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器1.3變壓器的運行特性1．變壓器的外特性對用電設(shè)備來說，變壓器相當(dāng)于電源；對變壓器來說，用電設(shè)備就是負(fù)載。變壓器一次、二次繞組既有電阻又有電抗，當(dāng)電流通過時，必然產(chǎn)生電壓降。從而使二次電壓隨負(fù)載的增減而變化。變壓器的外特性---由于負(fù)載電流I2變化引起的輸出端電壓U2的變化的特性曲線。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器當(dāng)I2＝0時，二次電壓U2＝U2N，變壓器二次繞組空載電壓U20=U2N，U2N稱為二次繞組的額定電壓。當(dāng)負(fù)載為電阻時，cosφ＝1.0，變壓器二次輸出電壓逐漸降低，下降并不多；當(dāng)負(fù)載為感性時，cosφ<1.0，隨著變壓器二次負(fù)載電流I2增大，變壓器二次輸出電壓下降較大，其原因是去磁作用較強。當(dāng)負(fù)載為容性時，cosφ<0，隨著變壓器二次負(fù)載電流I2增大，變壓器二次輸出電壓增大，其原因是對變壓器磁路中的主磁通的助磁作用較強。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器2．變壓器的電壓調(diào)整率

電壓調(diào)整率---從空載到滿載（I2=I2N），二次電壓變化的數(shù)值與空載電壓的比值。U20----變壓器的二次空載電壓(kv)；U2----變壓器的二次輸出額定電流時的端電壓(kv)；電力變壓器的電壓調(diào)整率一般約為2％～3％。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器3．變壓器的損耗和效率

(1)變壓器的損耗變壓器運轉(zhuǎn)時是有損耗的，損耗分：銅損耗：指變壓器在負(fù)載運行時，一次、二次繞組電流(I1、I2)在各自繞組的電阻(R1、R2)上所消耗的有功功率，可變損耗即：鐵損耗：是由磁滯損耗及渦流損耗兩部分構(gòu)成的。不變損耗:mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器磁滯損耗(Ph)：磁滯現(xiàn)象---變壓器鐵心中的磁通是交變的，在交變勵磁的情況下，磁通的變化滯后于電流的變化的現(xiàn)象。磁滯現(xiàn)象的存在造成鐵心發(fā)熱，即有能量損耗，稱為磁滯損耗。渦流損耗(Pe)：渦流損耗為鐵心內(nèi)部。渦流---交變磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢引起的電流在鐵心內(nèi)形成環(huán)流。渦流使鐵心發(fā)熱而消耗的能量，稱為渦流損耗。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器(2)變壓器的效率變壓器在運行時，其輸入的有功功率P1為輸出有功功率P2與銅損耗Ph和鐵損耗PFe之和，即:變壓器效率---變壓器輸出有功功率P2與輸入有功功率Pl的比值。變壓器的損耗很?。孕屎芨撸ǔＴ?5％以上。在一般變壓器中，當(dāng)負(fù)載為額定負(fù)載的50％一58％時，效率達(dá)到最大值。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器1.4變壓器的銘牌變壓器的銘牌表明了：型號、各種額定數(shù)據(jù)、使用條件等。國產(chǎn)的中、小型電力變壓器的主要型號有：S7、SL7、S9、SC8、SCL2等。三相電力變壓器的銘牌：

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器變壓器的型號的含義如下：如：S9-1000/10表示三相銅繞組油浸式（自冷式）變壓器，設(shè)計序號為9，容量為1000kVA，高壓繞組額定電壓為10kV。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器1．額定電壓一次繞組額定電壓U1N---變壓器在額定運行條件下，根據(jù)變壓器的絕緣等級和允許的發(fā)熱條件所確定的一次繞組的電壓值。二次繞組額定電壓U2N---在變壓器的一次繞組加上額定電壓，二次繞組空載時的電壓值。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器2．額定電流額定電流---是根據(jù)變壓器的長期允許發(fā)熱條件而規(guī)定的滿載電流值。三相變壓器：單相變壓器：

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器3．額定容量

額定容量---變壓器在額定使用條件下的輸出視在功率(S)。見上式。視在功率(S)：即交流電壓和交流電流的乘積。視在功率包括兩部分：有功功率（Ｐ）和無功功率（Ｑ）。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器1.5變壓器的調(diào)壓方式適當(dāng)?shù)馗淖円淮巍⒍卫@組的匝數(shù)，就可以達(dá)到變換電壓的目的。利用變換變壓器一次繞組分接頭來調(diào)節(jié)變壓器二次繞組的電壓，這是最常用也是最基本的調(diào)壓方式。變壓器變換分接頭的調(diào)壓方式，分為無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器1.6三相變壓器的聯(lián)接一次（或二次）繞組的聯(lián)接方式：星形（Y）聯(lián)接：三角形（△）聯(lián)接：三相變壓器的常見聯(lián)接組：mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器1.7自耦變壓器工作特點:是一次、二次繞組不僅有磁的聯(lián)系，而且有電的聯(lián)系。自耦變壓器的工作原理與雙繞組變壓器相同。一次、二次電壓和它們的匝數(shù)成正比，即一次、二次電流和它們的匝數(shù)成反比，即要把—次、二次繞組的公共端接零。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第1節(jié)變壓器1.8電焊變壓器電焊變壓器是為焊接金屬工件而設(shè)計的特殊變壓器。特點：因為在焊接過程中，電焊變壓器的負(fù)載經(jīng)常處于從空載（當(dāng)焊條與工件分離時）到短路（當(dāng)焊條與工件接觸時）或者從短路到空載之間急劇變化的狀態(tài)，所以，要求電焊變壓器具有急劇下降的外特性。這樣，短路時，由于輸出電壓迅速下降，副邊電流也不至于過大；空載時，由于副邊電流為零，輸出電壓能迅速恢復(fù)到點火電壓。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機2.1電動機的轉(zhuǎn)動原理1．三相異步電動機的結(jié)構(gòu)兩個基本部分：定子(固定部分)--由機座和裝在機座內(nèi)的圓筒形鐵心組成。鐵心的內(nèi)圓周表面沖有槽，放置對稱的三相繞組UlU2、VlV2、W1W2，匯成六個端頭分別引到接線盒中，可以聯(lián)結(jié)成Y形或△形。轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)部分)--在構(gòu)造上分成兩種型式：籠型和繞線轉(zhuǎn)子型。轉(zhuǎn)子鐵心是圓柱狀，用表面沖槽型的硅鋼片疊制而成。將鐵心裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸承受機械負(fù)載。是三相、并連成Y形

。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機2．轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動原理定子繞組通入三相電流產(chǎn)生隨電流的交變而在空間中不斷地旋轉(zhuǎn)著的旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在其中感應(yīng)出電動勢，在閉合導(dǎo)體中產(chǎn)生電流轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電動機轉(zhuǎn)動。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機3．旋轉(zhuǎn)磁場的方向電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向和旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)方向是相同的。在三相電路中，電流出現(xiàn)正幅值的順序依次為U1-V1-W1。因此磁場的旋轉(zhuǎn)方向與這個順序一致，如果將聯(lián)結(jié)于三相電源的三個相序中任意兩相對調(diào)后，使電動機旋轉(zhuǎn)磁場的方向相反，從而使電動機轉(zhuǎn)子跟著改變方向，即反轉(zhuǎn)。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機2.2三相異步電動機的極對數(shù)和轉(zhuǎn)速1．三相異步電動機的極對數(shù)P旋轉(zhuǎn)磁場有一對極：在三相繞組中，定子每相繞組只有一個線圈，三相繞組的始端之間存在1200空間角度。旋轉(zhuǎn)磁場有兩對磁極：定子每相繞組兩個線圈串聯(lián)。各繞組的始端之間相差600。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機2．三相異步電動機的轉(zhuǎn)速異步電動機的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速有關(guān)。p對磁極時，磁場轉(zhuǎn)速n0為：可見：旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0的大小與電流頻率f1成正比，與磁極對數(shù)p成反比。一臺三相異步電動機，f1和p通常是一定的，所以磁場轉(zhuǎn)速n0為常數(shù)。供電系統(tǒng)的頻率為50Hz，不同磁極對數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0：mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機異步電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n≠旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0。（n<n0）如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等，則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間就沒有相對運動，磁力線就不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，轉(zhuǎn)子電動勢和電流以及電磁轉(zhuǎn)矩也就不能產(chǎn)生。即“異步”通常稱旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0為“同步轉(zhuǎn)速”。轉(zhuǎn)差率s：表征轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與同步轉(zhuǎn)速n0之間相差的程度。轉(zhuǎn)差率s很小，一般s=0.001～0.009。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機2.3電動機的機械特性1．異步電動機的轉(zhuǎn)距特性電磁轉(zhuǎn)矩的大小和轉(zhuǎn)子電流的大小及氣隙磁場的強弱有直接關(guān)系。轉(zhuǎn)子電流愈大、磁場愈強，電磁轉(zhuǎn)矩也就愈大。還和轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)有一定關(guān)系。對于己制好的電動機的電磁轉(zhuǎn)矩T只與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機轉(zhuǎn)矩特性曲線T=f(s)：起動轉(zhuǎn)矩---電動機起動的瞬間s＝1時的轉(zhuǎn)矩Tst；轉(zhuǎn)子達(dá)到同步轉(zhuǎn)速時s＝0，轉(zhuǎn)子電流為零（轉(zhuǎn)、定子間無相對轉(zhuǎn)速，電磁轉(zhuǎn)矩就不能產(chǎn)生），轉(zhuǎn)矩T也為零；最大轉(zhuǎn)矩---當(dāng)s達(dá)到某一值sm（臨界轉(zhuǎn)差率）時，電磁轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值Tm。一般異步電動機的sm在0.04～0.14之間。額定轉(zhuǎn)矩---對應(yīng)于額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)矩TN。額定轉(zhuǎn)差率sN。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機2．異步電動機機械特性曲線n＝f(T)：“電動機穩(wěn)定運行區(qū)”---BD這一運行區(qū)域。“不穩(wěn)定運行區(qū)”---CB段。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機分析：電動機在旋轉(zhuǎn)時，作用在軸上的轉(zhuǎn)矩有：電動機產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T和作用在軸上的機械負(fù)載轉(zhuǎn)矩。電動機在起動瞬間n＝0，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩為起動轉(zhuǎn)矩Tst、，如果電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動機將無法起動，反之，電動機的轉(zhuǎn)速n將不斷上升。電動機的電磁轉(zhuǎn)矩將開始沿著機械特性曲線的CB段上升，經(jīng)過最大轉(zhuǎn)矩Tm后沿著曲線BD段減小。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時，電動機以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速n運行。若機械負(fù)載增加，在曲線BD段上，隨著電動機轉(zhuǎn)速的下降，電磁轉(zhuǎn)矩將增加。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時，電動機達(dá)到新的平衡點穩(wěn)定運行。若電動機軸上負(fù)載轉(zhuǎn)矩減小時，電動機的轉(zhuǎn)速將增加，此時電動機以較高的轉(zhuǎn)速運行在BD段。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機2.4電動機的銘牌mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機1．型號

型號具體說明如下：mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機2．功率

指電動機在額定運行情況下機軸上輸出的機械功率。3．電壓

指電動機的額定電壓，它表示電動機定子繞組某種接法時(Y、Δ)應(yīng)加的電源線電壓。4．電流

指電動機的額定電流，它表示電動機在額定電壓下，軸上輸出額定功率時的定子線電流。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機5．聯(lián)結(jié)

指定子三相繞組的接法。在接電源之前，六個引出線端（U1、U2、V1、V2、W1、W2）必須正確連接（Y型或△型）。其中U1、U2表示第一相繞組始末端，V1、V2是第二相繞組始末端，W1、W2是第三相繞組始末端。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機6．轉(zhuǎn)速

轉(zhuǎn)速指電動機在額定運行時的轉(zhuǎn)速。7．功率因數(shù)

指電動機在額定運行時定子電路的功率因數(shù)。三相異步電動機的功率因數(shù)較低．額定負(fù)載時約為0.7～0.9。輕載和空載時更低，只有0.2～0.3。8．防護(hù)等級mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機9．溫升

指電動機在運行中定子繞組發(fā)熱而升高的溫度。電動機的允許溫升與絕緣的等級有關(guān)：

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機2.5電動機的起動、正反轉(zhuǎn)與制動1．異步電動機的起動

起動過程---電動機接通電源后，從轉(zhuǎn)速為零瞬間開始直到轉(zhuǎn)速穩(wěn)定為止的過程。(1)籠型三相異步電動機的起動控制1)直接起動“直接起動”---就是利用刀開關(guān)、接觸器或電磁起動器等將電動機直接接到具有額定電壓的電源上。特點：起動簡單經(jīng)濟(jì)，但起動電流大。當(dāng)電源容量足夠大，起動時不致造成對電網(wǎng)電壓的顯著波動，可以采用直接起動。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機補：起動特性起動電流：剛起動時，旋轉(zhuǎn)磁場對靜止的轉(zhuǎn)子有著很大的相對轉(zhuǎn)速，這時轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出的電動勢和產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子電流都很大。轉(zhuǎn)子電流增大，定子電流必然相應(yīng)增大。一般中小型鼠籠式電動機的定子起動電流(指線電流)與額定電流之比值大約為5—7。例如Y132M—4型電動機的額定電流為15.4A，起動電流與額定電流之比值為7，因此起動電流為7×15.4＝107.8A。2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機適用:一般在設(shè)計規(guī)范中規(guī)定：當(dāng)電源采用公用低壓網(wǎng)絡(luò)供電時，容量在11kw及以下時可采用全電壓直接起動；當(dāng)電源取自居住小區(qū)變電所低壓配電裝置時，容量在15kw及以上者可以來用全電壓直接起動?？刹捎萌缦陆?jīng)驗公式確定能否直接起動：mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機2)減壓起動“減壓起動”---就是利用某些設(shè)備如自耦變壓器，或變換電動機定子繞組的聯(lián)結(jié)法，使電動機的端電壓低于額定值，借以減小起動電流。適用：直接起動時電流超過了允許值，且起動轉(zhuǎn)矩又不需很大時。①Y—△起動②異步電動機定子繞組串接電阻的減壓起動③自耦變壓器減壓起動mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機①Y—△起動起動過程：起動時將其定子繞組連接成星形，當(dāng)電機轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速（正常運行）時，再換接成三角形。優(yōu)點：減壓起動時的電流為直接三角形起動時的1／3。缺點：減壓起動時的起動轉(zhuǎn)矩也減小到1／3。適用：三角形聯(lián)結(jié)的大型三相異步電動機空載或輕載時起動。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機②異步電動機定子繞組串接電阻的減壓起動起動過程：閉合開關(guān)Q1，引入三相電源，此時電阻R與電動機定于繞組串聯(lián)，電阻分壓使定子繞組的電壓小于電源電壓，電動機起動轉(zhuǎn)速升高后，閉合Q2使電阻R短路，電源電壓全部降落在電動機的定子繞組上，電動機正常運行。適用：定子繞組為星形的，一般功率大于10kw的籠型異步電動機；

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機③自耦變壓器減壓起動利用特制的三相自耦變壓器將電動機減壓后起動。起動過程：起動時，先將Q1閉合，Q2扳向起動位置。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，再將起動器扳向運行位置，切除自耦變壓器。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機(2)三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的起動控制①Y—△減壓起動與籠型異步電動機Y—△減壓起動相似。在繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組回路中串接附加電阻，便有良好的起動特性。繞線轉(zhuǎn)子異步電動機能夠減小起動電流，起動轉(zhuǎn)矩卻較大。適用：常用于要求起動轉(zhuǎn)矩較大的卷揚機、鍛壓機和起重機等生產(chǎn)機械上。起動過程：起動時（Y型）串接附加電阻，隨著轉(zhuǎn)速的上升，將附加電阻逐段切除，并轉(zhuǎn)接為△型。注意：起動電阻器僅供起動使用，不可將電阻器長期接入轉(zhuǎn)子電路。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機②轉(zhuǎn)子回路串接頻敏變阻器起動起動過程：剛起動時，頻敏變阻器RF呈現(xiàn)最大的阻抗，轉(zhuǎn)子的起動電流減小，隨著轉(zhuǎn)于轉(zhuǎn)速的上升，感應(yīng)電動勢頻率降低．因而變阻器阻抗減小。起動結(jié)束后，將頻敏變阻器從電路中切除。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機2．三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向一致，而旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向完全取決于三相電源的相序。要想改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向，只需將三相電源的相序改變即可。即任意將三相中的兩相對調(diào)接于電動機的定子繞組。正轉(zhuǎn)---開關(guān)Q閉合時，電源L1接U相，L2接V相，L3接W相。反轉(zhuǎn)---Q向下合閘時，電源L1接V相，L2接U相，L3接W相，U、V對調(diào)，旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)，電動機反轉(zhuǎn)。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機3．三相異步電動機的制動控制電動機斷電后迅速停止或反轉(zhuǎn)，這就需要對電動機進(jìn)行制動，也就是加上與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)矩（制動轉(zhuǎn)矩）。制動的常用方法有：機械摩擦制動（可采用帶輪摩擦或電磁抱閘）、能耗制動（電氣）、反接制動（電氣）和發(fā)電反饋制動（電氣）等。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機(1)能耗制動：“能耗制動”---用消耗轉(zhuǎn)子的功能(轉(zhuǎn)換為電能)進(jìn)行制動。在電動機脫開電源后，立即在定子繞組中通入直流電流，此直流電流在電功機中產(chǎn)生一個力向恒定的磁場，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子慣性旋轉(zhuǎn)方向相反，也就是制動轉(zhuǎn)矩。制動轉(zhuǎn)矩的大小決定于直流磁場的強弱和轉(zhuǎn)子電流的大小。直流電流的大小一般為電動機定子額定電流的0.5～1.0倍。而對繞線轉(zhuǎn)子異步電動機還可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電路中的變阻器的電阻值來控制制動。特點：制動能量消耗小，制動平穩(wěn)。適用：某些機床和橋式起重機快速停車制動控制。缺點：需要用直流電源。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機(2)反接制動：將定子三相繞組的三相電源的任意兩相對調(diào)旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向隨即改變產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，使電動機轉(zhuǎn)速迅速下降降到0，則停止。如此時不拉開電源開關(guān)、電動機將反轉(zhuǎn)。特點：在制動過程中有較大的電流，電功率損耗也較大，故經(jīng)濟(jì)性較差，但是接線簡單、制動效果良好。適用：中型車床和銑床的主軸電動機制動和某些起重機電動機制動。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機(3)發(fā)電反饋制動：發(fā)電反饋制動也稱為發(fā)電機制動。當(dāng)電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過電動機的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0時，如電力機車下坡，或起重機快速下放重物時。此時，轉(zhuǎn)差率s<0，電磁轉(zhuǎn)矩方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相反，從而產(chǎn)生了制動力矩，限制機車和起重機的速度。適用：電氣列車下坡或起重機快速下卸重物時限制速度。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機2.6電動機的選用與使用1．類型的選擇對于無調(diào)速要求的中小容量的生產(chǎn)機械，如水泵、通風(fēng)機、壓縮機、金屬切削機床等設(shè)備，要盡可能選用籠型異步電動機。對于有一定調(diào)速要求，經(jīng)常起動和容量較大的生產(chǎn)機械，如起重機、卷揚機、電梯等，可選用繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(能保證起動力矩)。在異步電動機不能滿足要求時，可選用其它類型電動機，如直流電動機、同步電動機等。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機2．結(jié)構(gòu)形式的選擇對空氣干燥、灰塵少、無水土飛濺和無腐蝕性氣體的場合，選用防護(hù)式；對塵土飛揚、潮濕或有腐蝕性氣體的場合，如脫谷場、飼料加工車間等，應(yīng)用封閉式；對有爆炸性氣體的場合，如石化工業(yè)和煤礦等，應(yīng)選用防爆式。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機3．轉(zhuǎn)速的選擇

額定轉(zhuǎn)速越低，則結(jié)構(gòu)尺寸越大（極數(shù)P越大），價格也高。對于低轉(zhuǎn)速工作的生產(chǎn)機械，選用高轉(zhuǎn)速電動機(通常是1500r／min)，再另配減速器。電動機轉(zhuǎn)速的選擇，要根據(jù)具體情況全面綜合考慮。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機4．容量的選擇連續(xù)工作方式電動機容量的選擇：長期恒載的水泵、長期變載的脫谷機和粉碎機等。恒定負(fù)載的電動機容量應(yīng)滿足：式中PN——電動機的額定功率(kw)；P2——生產(chǎn)機械的負(fù)載功率(kw)；ηl——生產(chǎn)機械的效率；η2——傳動效率，聯(lián)軸器傳動1，帶傳動0.95對選定的電動機還要進(jìn)行過載能力的校驗。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機短時運行電動機容量的選擇：有些生產(chǎn)機械，如小型水電站和渠道的閘門，工作時間短，停歇時間較長，屬于短時運行負(fù)載。短時運行時間有10、30、60、90min四個級別，額定功率與標(biāo)堆運行時間相對應(yīng)。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第2節(jié)異步電動機重復(fù)短時運行電動機容量的選擇：特點：運行與停歇是交替進(jìn)行的，運行和停歇的時間均較短。選擇這類電動機時，應(yīng)考慮負(fù)載工作和停歇的時間長短。國產(chǎn)重復(fù)短時運行電動機的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率有：15％、25％、40％和60％四種，重復(fù)運行周期不大于10min。同一型號的電動機，負(fù)載持續(xù)率愈小，額定功率愈大，允許輸出的功率也愈大。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備概念:“一次電路（或稱主電路）“---變配電所中，承擔(dān)傳輸和分配電能到備用電場所的配電線路?！耙淮卧O(shè)備“---一次電路中所有電氣設(shè)備。（高壓：>DC1200V，>AC1500V）“二次電路“---用來測量、控制、信號顯示和保護(hù)一次設(shè)備運轉(zhuǎn)的電路?！倍卧O(shè)備“---二次電路中的所有電氣設(shè)備(如測量儀表、繼電器等)。（低壓：<DC1200V，<AC1500V）

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備3.1高壓斷路器作用:是配電裝置中最重要的控制和保護(hù)設(shè)備。正常時,用以接通和切斷負(fù)荷電流；短路故障或嚴(yán)重過負(fù)荷時,借助繼電保護(hù)裝置的作用，自動、迅速地切斷故障電流。斷路器應(yīng)在盡可能短的時間內(nèi)熄滅電弧，有可靠的滅弧裝置。斷路器一般與隔離開關(guān)配合使用，“倒閘操作”原則是指：斷開電路時，先斷斷路器，后拉隔離開關(guān)；接通電路時、先合隔離開關(guān),后合斷路器。斷路器分類：（按其所采用的滅弧介質(zhì)不同分）mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備1.多油斷路器(DW)用絕緣油作為滅弧介質(zhì)。斷路器油有三個作用：作為滅弧介質(zhì)；斷路器切斷電路時作為動、靜觸頭間的絕緣介質(zhì)；作為帶電導(dǎo)體對地(外殼)的絕緣介質(zhì)。依據(jù)其額定電流和斷路容量的大小不向，分為三相共用一個油箱和三相有單獨的油箱兩種。適用：主要安裝在35kv以上的電壓等級的用戶中。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備2.少油斷路器(SN)用油量很少，一般約為多油斷路器的1／10。有戶內(nèi)型和戶外型。均為每相有單獨的油箱。其中油只做滅弧介質(zhì)，不做絕緣介質(zhì)。特點：體積小、機構(gòu)簡單、防爆防火、使用安全等。適用：通常35kv以上多為戶外型，10kv及6kv多為戶內(nèi)型。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備3.空氣斷路器(KN)

采用壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)。斷路器中的空氣有三個作用：強烈的滅弧，使電弧冷卻而熄滅；作為動、靜觸頭間的絕緣介質(zhì)；接通、切斷操作時的動力。特點：動作快，斷流容量大，但構(gòu)造復(fù)雜，價格高。適用：使用在電壓等級為10kv～35kv的電力系統(tǒng)中。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備4.六氟化硫斷路器(LN)

六氟化硫(SF6)氣體特性：有優(yōu)異的絕緣能力和滅弧能力，與普通空氣相比，它的絕緣能力約高2.5～3倍，滅弧能力則高5～10倍，而且，電弧在SF6中燃燒時，電孤電壓特別低，燃燒時間也短。適用：頻繁操作，同時也延長了檢修周期。它的發(fā)展速度很快，電壓等級也在不斷地提高。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備5.磁吹式斷路器(CN)

利用電弧電流通過專門的磁吹線圈時產(chǎn)生吹弧磁場，將電弧熄滅。特點：不用油，沒有火災(zāi)危險；滅弧性能良好，多次切斷故障電流后，觸頭及滅弧室燒損輕微；滅弧室具有半永久性；結(jié)構(gòu)較簡單，體積較小，重量輕；維護(hù)簡單等。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備6．真空斷路器(ZN)

采用的絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)是高度真空空氣。在高度真空滅弧室中切斷電路。特點：觸頭開距小，動作快；燃弧時間短，滅弧快；體積小，重量輕，防火防爆；操作噪聲小，適于頻繁操作優(yōu)點。真空斷路器的結(jié)構(gòu)圖：

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備3.2高壓負(fù)荷開關(guān)功能:用于接通和切斷負(fù)荷電路的開關(guān)設(shè)備，具有簡單的滅弧裝置，不能切斷短路電路，能通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流。通常負(fù)荷開關(guān)與熔絲(管形熔斷器)串聯(lián)，借助(管形熔斷器的)熔絲切斷短路電流。FN3有三種形式:無熔斷器/有熔斷器(2種)型號FN3—10R/400：F——負(fù)荷開關(guān)；N——戶內(nèi)，W——戶外；3——設(shè)計序號；10——額定電壓(kV)；400——額定電流(A)；R——帶熔斷器。操動機構(gòu)一般選用CS系列的手動操動機構(gòu)。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備3.3高壓隔離開關(guān)一般配電用隔離開關(guān)大多采用閘刀垂直轉(zhuǎn)動式，其典型結(jié)構(gòu):功能：主要用來隔離電源，將需要檢修的設(shè)備與電源可靠地斷開。特點：斷開后有明顯的可見的斷開間隙。沒有專門的滅弧裝置，不許帶負(fù)荷操作，可以用來通斷一定的小電流。分類(按安裝地點)：戶內(nèi)型和戶外型。型號GN22-10/2000-40：G——隔離開關(guān)；N——戶內(nèi)型；W——戶外型；22——設(shè)計序號；10——額定電壓(kV)；2000——額定電流(A)；40——2s熱穩(wěn)定電流有效值(kA)操動機構(gòu)一般選用cs系列的手動操動機構(gòu)。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備3.4高壓熔斷器1.戶內(nèi)高壓管式熔斷器

功能：是一種簡單的保護(hù)電器。當(dāng)過負(fù)荷或短路故障時，故障電流超過熔體的額定電流，熔體被迅速加熱熔斷，從而切斷電流，防止故障擴(kuò)大。管式熔斷器剖面結(jié)構(gòu)：幾根鍍銀銅絲并聯(lián)，鍍銀銅絲中間焊有小錫球，管內(nèi)填充石英砂。管帽的一端裝有紅色熔斷指示器。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備工作原理：短路電流或過負(fù)荷電流通過熔體，熔體被加熱錫熔點低，先熔化包圍銅絲，銅錫互相滲透形成熔點較低的銅錫合金，使銅絲能在較低的溫度下熔斷在熔體被熔斷時，產(chǎn)生電弧，各溝產(chǎn)生的金屬蒸氣噴向四周，滲入石英砂，電弧迅速熄滅使熔斷器本身及其保護(hù)的線路設(shè)備均未受到?jīng)_擊電流的影響紅色指示器被彈出，表示熔體己熔斷。這種熔斷器稱為限流式熔斷器。型號RN3-10/400：R——熔斷器；N——戶內(nèi)，W——廣外；3——設(shè)計序號；10——額定電壓(kv)；400——額定電流(A)。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備2.戶外跌落式熔斷器

功能:是一種最簡便、價格低廉、性能良好的戶外線路開關(guān)保護(hù)設(shè)備。既可以作配電線路和變壓器的短路保護(hù)，又可在一定條件下(用高壓絕緣鉤棒作)，可以切斷或接通小容量空載變壓器或線路。組成：固定的支持部件、活動的熔管、熔體。熔管外壁由環(huán)氧玻璃鋼構(gòu)成，內(nèi)壁襯紅鋼紙或桑皮紙用以滅弧，稱為滅弧管。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備工作原理：當(dāng)線路發(fā)生故障時，故障電流使熔體迅速熔斷并產(chǎn)生電弧。電弧的高溫使滅弧管壁分解出大量氣體，使管內(nèi)壓力劇增。高壓氣體沿管道縱向強烈噴出，形成縱向吹弧，電弧迅速熄滅。同時，熔體熔斷后、熔管下端動觸頭失去張力而下翻，緊鎖機構(gòu)釋放。在觸頭彈力和熔管自身重力作用下，繞軸跌落，造成明顯可見的斷路間隙。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備3.5互感器功能:特殊的變壓器，它向測量儀表和繼電器電壓線圈或電流線圈供電。分類(依據(jù)用途的不同)：電流互感器：將一次側(cè)的大電流，按比例變?yōu)檫m合通過儀表或繼電器使用的、額定電流為5A的低壓小電流的設(shè)備；電壓互感器：將一次側(cè)的高電壓降到線電壓為100V的低電壓，供給儀表或繼電器用電的專用設(shè)備。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備作用：隔離高壓電路。互感器一次側(cè)和二次側(cè)沒有電的聯(lián)系，只有磁的聯(lián)系，故測量儀表和保護(hù)電器與高壓電路隔開，以保證二次設(shè)備和人員的安全。使測量儀表和繼電器小型化和標(biāo)準(zhǔn)化。如電流互感器二次繞組的額定電流都是5A：電壓互感器二次繞組電壓通常都規(guī)定為100V?？梢员苊舛搪冯娏髦苯恿鬟^測量儀表和繼電器的線圈，使其不受大電流的損壞。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備互感器的準(zhǔn)確度等級一般分為0.2、0.5、1、3等級。0.2級---作精密測量用；0.5級---作計算電費測量用；1級---供配電盤上的儀表使用；3級---一般指示儀表和繼電保護(hù)用。

常用互感器的分類表(P24~P25)mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備1.電壓互感器

(1)分類：按絕緣及冷卻方式分：干式和油浸式；按相數(shù)分：單相和三相。應(yīng)用最廣泛的是：以環(huán)氧樹脂澆注絕緣的單相干式電壓互感器。(2)型號與結(jié)構(gòu)mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備(3)聯(lián)結(jié)Yy聯(lián)結(jié)----由三個單相互感器一次、二次側(cè)均接成Y形，可供給要求的線電壓的儀表和繼電器以及要求相電壓的絕緣監(jiān)視電壓表。V-V接線----由兩個單相互感器接線成V-V形，供測量線電壓和測量電能。Dd聯(lián)結(jié)----該聯(lián)結(jié)僅適用于測量三相三線式的線電壓。Yyn聯(lián)結(jié)----mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備(4)使用注意事項電壓互感器的二次側(cè)在工作時不能短路。短路時，其電流很大(二次阻抗很小)，將燒毀設(shè)備。電壓互感器的二次側(cè)必須有一端接地。防止一、二次側(cè)擊穿時，高壓竄入二次側(cè)，危及入身和設(shè)備安全。電壓互感器接線時，應(yīng)注意一、二次側(cè)接線端子的極性，以保證測量的準(zhǔn)確性。電壓互感器的一、二次側(cè)通常都應(yīng)裝設(shè)熔絲作為短路保護(hù)，同時一次側(cè)應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)作為安全檢修用。一次側(cè)并接在線路中。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備2.電流互感器

均為單相，以便使用。(1)分類：按一次繞組的匝數(shù)分：單匝(母線式、芯柱式、套管式)和多匝(線圈式、線環(huán)式、串級式)；按絕緣分：干式、澆注式和油浸式；按一次電壓分：高壓和低壓。(2)型號與結(jié)構(gòu)：mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第3節(jié)高壓電氣設(shè)備(3)聯(lián)結(jié)單相式接線----用于三相平衡負(fù)載的電路，僅測量一相電流，或在保護(hù)中作過載保護(hù)，一般裝在第二相上。三相完全星形接線(Y聯(lián)結(jié))----用于三相平衡負(fù)載或不平衡負(fù)載電路及三相四線制電路，可分別測量三相電流。兩相不完全星形(V聯(lián)結(jié))----廣泛應(yīng)用于中性點不接地的三相三線制中，三角形聯(lián)結(jié)(△聯(lián)結(jié))----在供電系統(tǒng)中無特殊用途，一般電流互感器不作△聯(lián)結(jié)。零相序聯(lián)結(jié)----使三個電流互感器并聯(lián)，測量的是二次側(cè)中性線中的電流，等于三相電流之相量和，反映的是零相序電流。用于架空線路單相接地的零序保護(hù)。兩相差聯(lián)結(jié)----使兩個電流互感器作差接，流入繼電器中的電流為線電流，一般用于電動機保護(hù)中。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備常見低壓電氣:見書P27~P28mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備續(xù)mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備續(xù)mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt2006年7月13日星期四編輯ppt2006年7月13日星期四編輯ppt2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備4.1低壓斷路器(又自動空氣開關(guān)，配電網(wǎng)的主、支回路上)作用：用作交、直流線路的過載、短路或欠電壓保護(hù)，被廣泛應(yīng)用于建筑照明、動力配電線路、用電設(shè)備作為控制開關(guān)和保護(hù)設(shè)備，也可用于不頻繁起動電動機以及操作或轉(zhuǎn)換電路。1.工作原理當(dāng)出現(xiàn)過載時：電流增大，發(fā)熱元件6發(fā)熱，使雙金屬片8彎曲．通過頂桿頂開鎖扣3，拉力彈簧1使之跳閘；（動作較慢）出現(xiàn)短路時：電磁鐵5產(chǎn)生強大吸力，使頂桿頂開鎖扣3而跳閘；（動作快）失電壓或欠電壓時：電磁鐵7吸力降低，拉力彈簧9的彈力使頂桿頂開鎖扣3，使開關(guān)跳閘。（動作慢）

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備2．萬能式斷路器

結(jié)構(gòu)特點：所有部件都裝在一個絕緣的金屬框架內(nèi)，常為開啟式。適用：作配電用和電動機保護(hù)用。選擇型斷路器的短延時一般在0.1～0.6s之間。DWl0—600／3S表示萬能式斷路器，系列10，額定電流600A，3極瞬時脫扣。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備3．塑料外殼式斷路器

結(jié)構(gòu)特點：除接線端子外，觸頭、滅弧室、脫扣器和操動機構(gòu)都裝于一個塑料外殼中。適用：配電支路負(fù)載端開關(guān)或電動機保護(hù)用開關(guān)。大多數(shù)為手動操動，額定電流較大的(200A以上)也可附帶電動機構(gòu)操動，多用于照明電路和民用建筑內(nèi)電氣設(shè)備的配電和保護(hù)。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備型號：脫扣器代號：0-無脫扣器；1-熱脫扣器；2-電磁脫扣器；3-復(fù)式脫扣器；4-分勵輔助觸頭；5-分勵失壓；6-兩組輔助觸頭；7-失壓輔助觸頭；90-電磁有液壓延時自動脫扣器。DZ10-600/334表示：塑料外殼式斷路器，系列10，額定電流600A，3極，復(fù)式脫扣器保護(hù)并有分勵脫扣器和輔助觸頭。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備4．電動斥力式限流斷路器

原理：觸頭系統(tǒng)經(jīng)特殊設(shè)計。利用短路電流通過觸頭回路所產(chǎn)生的巨大電動斥力，使斷路器在預(yù)期短路電流尚未達(dá)到峰值前斷開電路。全分?jǐn)鄷r間約為10ms，短路分?jǐn)嗄芰蛇_(dá)100kA。結(jié)構(gòu)上可以是萬能式或塑料外殼式。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備5．漏電保護(hù)斷路器

分類：電磁式電流動作型、電壓動作型和晶體管式電流動作型。結(jié)構(gòu)特點：在塑料外殼斷路器中增加一個能檢測漏電電流的零序電流互感器和漏電脫扣器。原理：當(dāng)出現(xiàn)漏電或人身觸及相線(火線)時，零序電流互感器的二次側(cè)就感應(yīng)出電流信號，使漏電脫扣器動作，斷路器快速斷開。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備6．直流快速斷路器

分類：電磁保持式---在快速電磁鐵的去磁線圈中的電流達(dá)到一定值時，銜鐵所受的吸力驟減。機構(gòu)在彈簧作用下迅速向斷開位置運動而使觸頭斷開。電磁感應(yīng)斥力式---利用儲能的電容器，向斥力線圈放電，同時在斥力線圈上面的鋁盤中感應(yīng)出渦流，利用這兩種電流的相互作用，產(chǎn)生巨大的電動力，使鉗盤快速斥開，斷路器斷開。直流快速斷路都是單極的。動作方向有正極性、負(fù)極性和無極性三類。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備7．滅磁斷路器

分類：電阻放電式和旋轉(zhuǎn)電弧式。原理：（電阻放電式）兩極串聯(lián)于勵磁回路中，另一極改制成常閉觸頭。當(dāng)發(fā)電機故障時，斷路器斷開而常閉觸頭接通一個放電電阻，使勵磁線圈對該電阻放電，達(dá)到消滅磁場的目的。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備8．低壓斷路器的選用要點

低壓斷路器的主要性能指標(biāo)有：分?jǐn)嗄芰?--指開關(guān)在指定的使用和工作條件及在規(guī)定的電壓下接通和分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦?kA)。試驗測定極限分?jǐn)嗄芰?，作為產(chǎn)品的技術(shù)數(shù)據(jù)寫入產(chǎn)品說明書中。保護(hù)特性---主要分為過電流保護(hù)、過載保護(hù)和欠電壓保護(hù)三種。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備選用要點:(1)斷路器的額定電壓（UN）≥線路額定電壓(UNL)。(2)斷路器的額定電流與過電流脫扣器的額定電流(IN)≥線路計算負(fù)荷電流(Ijs)。如果環(huán)境溫度低于+40℃，則電器產(chǎn)品溫度每低1℃，允許電流比額定電流值增加0.5％。但增加總數(shù)不得超過20％。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備(3)瞬時或短時過電流脫扣器的整定電流確定：瞬時脫扣器的動作時間為0.02s左右。瞬時或短時過電流脫扣器的整定電流應(yīng)能躲開線路的尖峰電流。具體計算整定值方法：A.負(fù)載是單臺電動機時，按下式計算整定值：

Iszd≥KISM

Iszd——瞬時或短時過電流脫扣器整定電流值(A)；K——可靠系數(shù)，對動作時間大于0.02s的斷路器，K=1.35；小于0.02s，K=1.7～2.0。ISM——電動機的起動電流(A)。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備B.當(dāng)配電線路不考慮電動機的起動電流時：

Iszd>KIjfIjf——配電線路的尖峰電流(A)；K——可靠系數(shù)，一般取1.35。C.當(dāng)配電線路考慮電動機的起動電流時．按下式計算整定值：

Iszd>KISMzISMz——正常工作電流和可能出現(xiàn)的自起動電動機的起動電流的總和(A)。注意：確定本級斷路器短延時過電流脫扣器動作電流的整定，應(yīng)與下一級開關(guān)整定電流選擇性配合。本級動作整定電流應(yīng)大于或等于下一級低壓斷路器短延時或瞬時動作整定值的1.2倍。若下一級有多條分支線，則取各分支路低壓斷路器中最大整定值的1.2倍。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備(4)長延時過電流脫扣器整定電流的確定。脫扣器的保護(hù)特性分：長延時特性、短延時特性、瞬時特性。其特性曲線如圖：Igzd長延時脫扣器的電流整定值---動作時間可以不小于10s，長延時脫扣器只能作過載保護(hù)。Iszd短延時脫扣器的電流整定值---動作時間約為0.1～0.4s，短延時脫扣器可以作短路保護(hù)，也可以作過載保護(hù)；Iozd瞬時脫扣器的電流整定值---動作時間約為0.02s，瞬時脫扣器一般用作短路保護(hù)；

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備“DZ系列斷路器的復(fù)式脫扣器”----是具有長延時特性的熱脫扣器和具有瞬時特性的電磁脫扣器（具有兩段保護(hù)特性），合稱復(fù)式脫扣器。其長延時脫扣時間可達(dá)2～20min，用于過載保護(hù)。。長延時過電流脫扣器整定電流應(yīng)大于線路中計算電流：Igzd≥KIjsK——可靠系數(shù)，一般取1.1。Ijs——線路的計算電流，單臺電動機是指電動機的額定電流(A)。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備(5)斷路器的額定短路分?jǐn)嗄芰Α菥€路中最大短路電流?！胺?jǐn)嗄芰Α?--指低壓斷路器在規(guī)定的試驗（如電壓、頻率、線路其他參數(shù)等）條件下，能夠接通或切斷短路電流的數(shù)值。(6)斷路器欠電壓脫扣器額定電壓＝線路額定電壓。(7)直流快速斷路器需考慮過電流脫扣器的動作方向（極性）、短路電流上升率。(8)漏電保護(hù)斷路器需選擇合理的漏電值作電流和漏電不動作電流。(9)滅磁斷路器選擇時需考慮發(fā)電機的強勵電壓、勵磁線圈的時間常數(shù)、放電電阻及斷開強勵電流的能力。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備4.2熔斷器功能:是一種保護(hù)電器，對電路和設(shè)備起短路或過載保護(hù)。組成：熔斷管、熔體、插座。分類（按結(jié)構(gòu)形式）：有填料封閉管式、無填料封閉管式、半封閉插入式、自復(fù)熔斷器等。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備1.螺旋式熔斷器（塞頭式熔斷器-RL1、RL2）由瓷帽、瓷座、銅片螺紋、熔管（內(nèi)含熔件和指示片）組成。熔斷后，指示片被頂出，需更換熔管。適用：配電柜中，屬快速型熔斷器。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備2.管式熔斷器（無填料封閉管式-RM1、RM3、RM10）在熔斷器分?jǐn)嚯娐窌r會產(chǎn)生3～5Mpa的壓力，而壓力滅弧。組成：管殼、熔絲、刀片、管帽等。適用：用在容量較大的負(fù)載上作短路保護(hù)，大容量可達(dá)1KA。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備3.有填料封閉管式熔斷器是一種高分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟嗥?。組成：熔斷體、底座、載熔件等。熔斷體的熔管內(nèi)填充石英砂。熔斷體熔斷后，需要整個更換為新的熔斷器。

4.快速熔斷器（RS0、RS3）有保護(hù)晶閘管或硅整流電路。熔體材料為純銀，它的切斷短路電流更快，限流作用更好。mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備5．瓷插式熔斷器

型號：mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備6．自復(fù)熔斷器

工作原理:當(dāng)短路電流通過時，鈉快速汽化形成高溫等離子體這一限流元件的電阻劇增，從而把故障電流限制在較低數(shù)值這時鈉電路的活塞向外移動。防止鈉氣壓上升過高此時串聯(lián)在外電路上的低壓斷路器自動脫扣切斷電路。隨后，因為高壓氣體氬氣使活塞恢復(fù)原位，鈉電路亦快速恢復(fù)原狀，電阻也恢復(fù)，用時約為5ms。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備7．熔斷器的選擇(1)對于照明等沖擊電流很小的負(fù)載，熔體的額定電流IRN等于或稍大于電路的實際上作電流I，即

IRN≥I或IRN=(1.1～1.5)I

(2)對于起動電流較大的負(fù)載，如電動機等：

IRN≥(1.5～2.5)Imainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備(3)選擇多臺電動機的供電干線總?cè)垠w的額定電流：

IRN＝(1.5～2.5)INm+∑IN(n-1)

INm——設(shè)備中最大的一臺電動機的額定電流(A)；IN(n-1)——設(shè)備中除了最大的一臺電動機以外的其它所有電動機的額定電流(A)。熔絲的選擇還要和導(dǎo)線及低壓斷路器相配合，可參考表l-6。注意：表中I為導(dǎo)線或電纜長期允許負(fù)載電流，它與前面電路的實際工作電流I不一樣。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備4.3刀開關(guān)是一種簡單的低壓開關(guān)，只能手動接通或切斷電路。作用：通常用來作低壓線路的隔離開關(guān)，它有明顯可見的斷路點。分類：根據(jù)閘刀的構(gòu)造分：開啟式負(fù)荷開關(guān)(習(xí)稱膠蓋刀開關(guān))、半封閉式負(fù)荷開關(guān)(習(xí)稱鐵殼刀開關(guān))；按極數(shù)分：單極、雙極、三極；按投切分：單投和雙投。

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備1．開啟式負(fù)荷開關(guān)主要特點：容量小，常用的有15、30A、最大為60A，沒有滅弧能力，容易損傷刀片．只用于不頻繁操作。有熔斷絲起短路和嚴(yán)重過電流保護(hù)作用。2．半封閉式負(fù)荷開關(guān)主要特點：有滅弧能力、鐵殼保護(hù)和聯(lián)鎖裝置(即帶電時不能開門)，有短路保護(hù)能力，只用于不頻繁操作的場合。選用應(yīng)注意：其交流和直流電壓不應(yīng)超過開關(guān)的交流額定值和直流額定值(一般交流電壓不超過500V，直流電壓不超過440V)。其額定電流不應(yīng)超過開關(guān)所在線路的計算負(fù)荷電流。開關(guān)分?jǐn)嗟碾娏鞑粦?yīng)大于開關(guān)的允許分?jǐn)嚯娏鳌?/p>

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備4.4接觸器有交流接觸器和直流接觸器，其分類和用途：

mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備mainbody2006年7月13日星期四編輯ppt第4節(jié)低壓電氣設(shè)備1.交流接觸器

特點與作用：是適用于控制頻繁操作的電氣設(shè)備，可用按鈕操作，作遠(yuǎn)距離分、合電動機或電容器等負(fù)載的控制電器，還可作電動機的正、反轉(zhuǎn)控制。自身具備滅弧罩，可以帶負(fù)載分、合電路，動作迅速，安全可靠。mainbody20