進網(wǎng)作業(yè)-6低壓電器及成套設備

1、第六章 低壓電器及成套設備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、控制、調(diào)節(jié)和保護作用的電氣設備，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備。n按作用分類（2）：1. 低壓配電電器：刀開關、熔斷器、斷路器等；2. 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）：1. 自動電器：通過電磁機構(gòu)或者壓縮空氣來完成操作；2. 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：1. 安裝類別：信號水平級信號水平級，安裝

2、在系統(tǒng)線路末端，多為特殊設備或部件，如低壓電子邏輯系統(tǒng)、小功率信號電路的電器；2. 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；3. 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；4. 安裝類別：電源水平級電源水平級，如電源進線處的電器三、低壓開關類電器的基本理論1、電?。洪_關觸頭斷開時，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、低壓電器常用滅弧方法（4）：(1)拉

3、長滅?。河脵C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)縱縫滅弧：電弧被磁場或電動力吹入裝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?。簻缁⊙b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、低壓開關類電器的基本理論3、觸頭壓力：n 初壓力：動靜觸頭剛接觸時，彈簧施加

4、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、刀開關和刀熔開關（一）刀開關是一種帶有刀刃楔形觸頭、結(jié)構(gòu)簡單的開關電器。1、用途（2

5、）：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。第二節(jié) 低壓配電電器3、安裝與運行維護(1）刀開關應垂直安裝在開關板或條架上，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)。(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

6、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。(4)與開關配合使用的操作次序： 當分斷電路時，應首先拉開帶負載的開關，然后再拉開刀開關(隔離開關)；合閘時的程序與分斷相反。（二）刀熔開關刀開關+熔斷器（或熔絲），具備一定的短路分斷能力。1、膠蓋開關l 不應倒裝、平裝；l 所配熔絲不得超過刀開關的額定電流；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：又稱鐵殼開關。l 刀開關和熔斷器裝在鑄鐵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

7、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及以下的鐵殼開關控制電動機時，其額定電流應為電動機額定電流的1.5-2倍;用來控制照明或電熱設備時，開關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。(2)鐵殼開關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的進、出線孔，并在進、出線孔加裝橡皮圈。(4)100A以上的開關，應將電源進

8、線接在開關上樁頭，電動機引出線接下樁頭;100A以下的封閉式負荷開關，則應將電源進線接在開關下樁頭，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進行操作，以免萬一發(fā)生故障傷人，應用左手操作合閘。(6)更換熔體必須在閘刀斷開的情況下進行，且應換上與原熔體規(guī)格相同的新熔體。3、刀熔開關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，相間帶有安全擋板；400A及以上的交流刀熔開關和直流1001000A刀熔開關都裝有

9、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l 供兩種及以上電源或負載轉(zhuǎn)換用的開關電器，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)換開關可簡化控制回路或測量線路，并避免操作上的失誤。l 大多數(shù)轉(zhuǎn)換開關是由多節(jié)觸頭串接組裝而成，有時也稱組合開關。三、熔斷器n 功用：短路保護，使電氣設備、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

10、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

11、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：

12、熔體的額定電流IRN應為電動機起動電流ID除以1.6-2； 實用選擇法：1)保護單臺電動機：IRn(1.52.5)IMN2)保護多臺電動機：IRn(1.52.5)ImN+IDGImN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： IRn1.57IsnIRn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)總開關熔斷器熔體的額定電流應與進戶線的總?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、熔體不應熔斷。(2)采用熔斷器保護時，熔斷器應裝在各相上;單

13、相線路的中性線也應裝熔斷器;在線路分支處應加裝熔斷器。但在三相四線制低壓網(wǎng)絡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接在底座的中心點接線柱上，其出線則應接在螺紋殼上。(4)熔斷器應垂直安裝，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)安裝時熔絲兩頭應順時針方向沿螺釘繞一圈，擰時不要過緊

14、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。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時，應戴好絕緣手套、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

15、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，過去常被叫做自動開關、自動空氣開關；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。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、母聯(lián)開關；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

16、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)斷路器應具有長延時和瞬時動作特性，其脫扣器的動作電流應按下列原則選擇: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

17、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)出線回路開關脫扣器動作電流應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： IopKrelIstIst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1.7-2l 對于多臺電動機： Iop=1.3IMst+IMWIMst：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，

18、體積小、用料省，導軌安裝方式。l 國產(chǎn)：DZ12-60、DZ47-63l 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

19、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，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符合要求。接觸器的安裝注意事項(1)一般應安裝在垂直面上，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)安裝位置及高度應便于日常檢查和維修。(3)安裝孔的螺釘應裝有彈簧墊圈及平墊圈，安裝地點應無劇烈振動。擰緊

20、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)檢查接線正確無誤后，應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

21、雖長期工作但過負荷可能性很小的電機(如排風機電動機等)，可以不設過負荷保護。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