低壓電器簡介(電氣鄭孝東)

低壓電器簡介合肥晶澳太陽能科技有限公司工程動力部——電氣2014-7-1

目錄一、低壓電器的概念二、低壓電器的分類三、常用低壓電器介紹一、低壓電器的概念1.1：電力安全工作規(guī)程上規(guī)定：低壓電器是指工作在交流電壓1000V，直流電壓1500V及以下電路中的電器設(shè)備。1.2：在發(fā)配電系統(tǒng)中規(guī)定：低壓電器是指380V及以下電壓等級的配電系統(tǒng)中使用的電器設(shè)備。？？上述低壓電器的概念對電壓值高低規(guī)定不同，是否茅盾呢？二者并不矛盾；因為在發(fā)配電系統(tǒng)中，低壓電器是380V及以下電壓等級的配電系統(tǒng)設(shè)備；因此，在實際工作中，低電壓電器是指380V及以下電壓等級中使用的電器設(shè)備，前者1000V是從制造角度考慮，考慮設(shè)備本身的絕緣特性耐電壓值；是從使用安全角度來考慮的二、低壓電器的分類按用途可分為兩大類：

2.1低壓配電電器

主要用于低壓配電系統(tǒng)中，要求在系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下動作準確、工作可靠，這類電器包括空氣開關(guān)、刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器等。微型斷路器三相刀開關(guān)ATS雙電源自切開關(guān)2.2低壓控制電器

主要用于電氣傳動系統(tǒng)中，要求壽命長、體積小、質(zhì)量輕、工作可靠；包括接觸器、控制繼電器、啟動器、控制器、主令電器和電磁鐵等交流接觸器中間繼電器電機軟起動器按鈕等主令電器

三、幾種常見的低壓電器3.1空開（空氣開關(guān)或小/微型斷路器）是一種只要電路中電流超過額定電流就會自動斷開的開關(guān)。工作原理（短路保護，過載保護）短路：

當線路的不同相線直接短接到一起的時候，瞬間會產(chǎn)生很大的破壞性電流，當該大電流通過線圈時（正常使用是電流較?。?，會產(chǎn)生很大的磁場，驅(qū)動脫扣機構(gòu)帶動開關(guān)跳閘，從而保護了線路。短路動作\\\不動作電流：例如C10，其瞬間短路動作電流必須大于10倍的額定電流（也就是大于100A）才能跳閘，而在小于5倍的電流之內(nèi)（50A）是不能動作的（否則為不合格，也就是過于靈敏）。同理如C63，其瞬間短路電流必須達到630A（10倍）才能確保動作，而電流小于315A（5倍）時不能動作。過載保護的數(shù)據(jù)規(guī)定：

國家規(guī)定小型短路器的過載（以10A舉例）：在30度恒溫下，額定電流1.13倍（11.3A）通電1小時，不應(yīng)跳閘，然后再通以1.45倍，應(yīng)在接下去的一個小時內(nèi)跳閘。2.55倍時應(yīng)在1秒～60秒之內(nèi)跳閘。過載：利用熱膨脹系數(shù)不同的雙金屬片（雙金屬片由2片或3片）壓接而成，當電流通過斷路器的雙金屬片時，會稍許發(fā)熱，此時雙金屬片因正反面的金屬膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生彎曲，當電流大于斷路器的額定電流一定的值時，雙金屬片會彎曲到一定的程度從而驅(qū)動脫扣機構(gòu)帶動開關(guān)跳閘，以達到保護線路的作用。工作原理（過載保護）型號說明常見空氣開關(guān)型號如：DZ47-60C6，DZ47-63C20，DZ47LE-63C60，C65N-C32等。型號所代表的含義：例：DZ47-60C20,DZ47LE-60C20其中DZ47----------------------------------斷路器系列代號(有很多系列，廠家命名）LE-------------------------------------帶漏電脫扣功能60-------------------------------------框架等級為60AC--------------------------------------開關(guān)的脫扣類型；動作類型(瞬時脫扣過流倍數(shù))動作曲線(瞬時脫扣過流倍數(shù))B型（照明型,3-5倍額定電流跳閘），C型（普通型，5-10倍），D型（動力型，10-15倍）。1.空氣開關(guān)是用來保護電線及防止火災(zāi)，所以要根據(jù)電線的線徑大小來選配，而不是根據(jù)電器的功率來選配的。2.如果空氣開關(guān)選用太大，就起不到保護線路的作用，當線路超載空氣開關(guān)仍不會跳閘，就會帶來安全隱患。3.一般常見1.5平方線配 C10的空開，2.5平方線配C16或C20的空開，4平方線配C25的空開，6平方線配C32的空開。大功率的電器應(yīng)配專用線路，不能與照明等共用線路空氣開關(guān)的選擇1.很多人認為選擇額定電流越大的斷路器越好，這種認識是極其錯誤的，如果這種想法能成立，那就沒必要生產(chǎn)從6A～63A等這么多電流規(guī)格的產(chǎn)品了，只要生產(chǎn)63A產(chǎn)品就可以滿足使用條件。2.電流規(guī)格越小的斷路器短路跳閘保護的性能越靈敏，保護性能越好，但使用大功率用電設(shè)備時，容易引起跳閘誤動作。3.一定要選擇合適電流的斷路器，并非越大越好，或越靈敏越好，否則在遇有短路的情況，極容易引起因線路故障而斷路器沒有及時跳閘保護的用電事故。3.2交流接觸器是一種利用主接點來開閉主回路，用輔助接點來導(dǎo)通控制回路的控制電器結(jié)構(gòu)和工作原理（失壓保護，欠壓保護）滅弧系統(tǒng)觸點系統(tǒng)電磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)及其它部分組成。

①電磁系統(tǒng)：電磁系統(tǒng)包括電磁線圈和鐵心，是接觸器的重要組成部分，依靠它帶動觸點的閉合與斷開。②觸點系統(tǒng)：觸點是接觸器的執(zhí)行部分，包括主觸點和輔助觸點。主觸點的作用是接通和分斷主回路，控制較大的電流，而輔助觸點是在控制回路中，以滿足各種控制方式的要求。

③滅弧系統(tǒng)：滅弧裝置用來保證觸點斷開電路時，產(chǎn)生的電弧可靠的熄滅，減少電弧對觸點的損傷。為了迅速熄滅斷開時的電弧，通常接觸器都裝有滅弧裝置，一般采用半封式縱縫陶土滅弧罩，并配有強磁吹弧回路。

④其它部分：有絕緣外殼、彈簧、短路環(huán)、傳動機構(gòu)等。

1、控制電熱設(shè)備用交流接觸器的選用

這類設(shè)備主要有電阻爐、調(diào)溫加熱器等，此類負載的電流波動范圍很小，按使用類別分屬于AC－1，接觸器控制此類負載是很輕松的，而且操作也不頻繁。因此，選用接觸器時，只要按接觸器的約定發(fā)熱電流Ith等于或大于電熱設(shè)備的工作電流的1.2倍選擇的依據(jù)

接觸器的選用應(yīng)滿足被控制設(shè)備的要求，除額定工作電壓應(yīng)與被控設(shè)備的額定電壓相同外，被控設(shè)備的負載功率、使用類別、操作頻率、工作壽命、安裝方式及尺寸以及經(jīng)濟性等選擇的依據(jù)交流接觸器的選擇例：試選用一接觸器來控制380V、15KW三相Y形接法的電阻爐。解：先算出各相額定工作電流Ie。

Ith＝1.2Ie=1.2×22.7（P/U√3/3）=27.2A因而可選用約定發(fā)熱電流Ith≥27.2A的任何型號接觸器。如：CJ20－25、CJX2－18、CJX1－22、CJX5－22等型號。AC－1無感或微感負載、電阻爐

AC－2繞線式感應(yīng)電動機的起動、分斷

AC－3籠型感應(yīng)電動機的起動、運轉(zhuǎn)、分斷

AC－4籠型感應(yīng)電動機的起動、反接制動或反向運轉(zhuǎn)、點動

AC－5a放電燈的通斷

AC－5b白熾燈的通斷

AC－6a變壓器的通斷

AC－6b電容器組的通斷

AC－7a家用電器和類似用途的低感負載

AC－7b家用的電動機負載

AC－8a具有手動復(fù)位過載脫扣器的密封制冷壓縮機中的電動機AC－8b具有自動復(fù)位過載脫扣器的密封制冷壓縮機中的電動機

使用類別例如：CJ20-25C-表示接觸器J-表示交流20-表示設(shè)計序號25-表示主觸頭額定工作電流

注：線圈的控制電壓，輔助觸點的額定電流，使用時要特別注意控制電壓的等級

照明設(shè)備名稱起動電源COSΦ

起動時間min接觸器選用原則1白熾燈15Ie1

Ith≥1.1Ie2混合照明燈1.3Ie≈13Ith≥1.1×1.3Ie3熒光燈≈2.1Ie0.4～0.6

Ith≥1.1Ie4高壓水銀燈≈1.4Ie0.4～0.63～5Ith≥1.1×1.4Ie5高壓碘燈1.4Ie0.4～0.55～10Ith≥1.1×1.4Ie6金屬鹵素燈(1.4～2)Ie0.5～0.65～10Ith≥1.1×2Ie

2、控制照明裝置

當接通照明裝置中的白熾燈負載時，有較大的沖擊電流產(chǎn)生，約為額定電流的15倍，若考慮到容許電壓升高10％，電流也將相應(yīng)增加，其使用類別被劃分在AC－5b中。

其它不同的照明燈，其接通時的沖擊電流值和起動時間不同，負載功率因數(shù)也不等于1。它們被劃分在AC-5a。

3、低壓變壓器負載

當接通低壓變壓器時，會出現(xiàn)一個持續(xù)時間甚短的峰值電流，可達變壓器額定電流的15－20倍，它與變壓器的繞組布置及鐵心特性有關(guān)。例如，用于電焊機上的變壓器，操作是在變壓器的次級側(cè)通過電焊條將電路短路來接能電源的，電焊機使用時頻繁地產(chǎn)生突發(fā)性的強電流，從而使變壓器初級側(cè)的開關(guān)裝置承受很大的應(yīng)力。在此情況下，必須知道變壓器輸出額定工作電流、電焊條短接時的短路電流以及焊接頻率等參數(shù)和操作條件，其使用類別劃分在AC－6a5、電動機負載

低壓電動機是最常用的負載之一。交流電動機常用的有繞線式電動機和鼠籠式感應(yīng)電動機繞線式電動機起動時，在轉(zhuǎn)子電路中接入電阻以限制起動電流。但不同的負載起動時間不同，負載越重起動時間越長。用于繞線式電動機切換的接觸器屬于AC－2使用類別。4、電容器負載

接通電容器時產(chǎn)生瞬態(tài)充電過程，充電電流可達很高的數(shù)值，同時伴隨著頻率可從幾百到幾千赫的振蕩，因此，它對開關(guān)電器提出了嚴峻的要求。接通電容器對電流的振幅和頻率，由電路的電網(wǎng)電壓、電容器的容量及電路中的電抗值所決定，并與此饋電變壓器和連接導(dǎo)線的截面、長度有關(guān)。

為了較經(jīng)濟地切換電容器，并防止在不利的工作條件下使開關(guān)電器的觸頭發(fā)生接通熔焊，一般可在電容器及支路中串入附加電感或電阻以限制電流，并減小接通電路時對電網(wǎng)的影響。此類使用類別劃分在AC－6b中。

因接觸器接通電容器組時會出現(xiàn)很大的合閘涌流，觸頭閉合過程中燒損嚴重，因此一般都要求接觸器降容使用。TIK1系列切換電容器接觸器專為切換電容器而設(shè)計，并采用了串聯(lián)電阻抑制涌流的措施5.1、籠型感應(yīng)電動機接觸器的選用(AC－3使用類別)

當電動機處于點動或需反向運轉(zhuǎn)、反接制動時，負載與AC－3不同，其接通電流為6Ie。為AC－4使用類別。給出了額定電壓380V、AC－4條件下接觸器的額定工作電流值，據(jù)此，可計算出AC－4使用類別下可控電動機功率Pe。例如，CJX1－9型交流接觸器在380V、AC－4條件下其額定工作電流為3.3A。我們知道電動機的額定輸出功率P=√3UeIeCOSΦη將上述接觸器AC－4條件下的額定電流值3.3A代入上式，假定電機的COSΦ＝0.85，η＝0.9，則＝√3×380×3.3×0.85×0.9=1.66KW5.2、繞線式感應(yīng)電動機接觸器的選用(AC－2使用類別)

此類負載下接觸器的接通電流與分斷電流均為2.5倍電動機的額定電流Ie。即AC－2使用類別，一般選用轉(zhuǎn)動式交流接觸器較合適。因為其電壽命比直動式的高，而且便于維修。選用時可按電動機額定電流查表即可。（注意：每小時操作循環(huán)次數(shù)較高的場合，不宜選用CJ12B）。也可選用直動式交流接觸器，但其電壽命不如轉(zhuǎn)動式。AC－3電壽命為120萬的直動式接觸器，在AC－2使用，其電壽命約為十萬次左右。繼電器是一種根據(jù)電量或非電量的變化，接通或斷開控制電路，實現(xiàn)自動控制和保護電力拖動裝置的電器。繼電器一般不用來控制較強的電流的主電路，主要用于反映控制信號。因此，同接觸器比較，繼電器觸頭的分斷能力很小3.3繼電器JZ7系列中間繼電器JR0系列熱繼電器JS7－A系列空氣阻尼式繼電器的種類很多：有熱繼電器、電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器等熱元件

傳動機構(gòu)

常閉觸頭

常開觸頭

過載前

過載后

熱繼電器的型號及含義

JRD繼電器設(shè)計序號熱

帶斷相保護極數(shù)額定電流主雙金屬片：溫度變化會彎曲，推動連桿機構(gòu)發(fā)熱元件：由康銅、鑷鉻合金材料制成，使用時串聯(lián)在主回路中。其作用是通電發(fā)熱，感覺線路是否過載。一般整定范圍為熱元件額定電流的60%—100%，通過旋鈕調(diào)整。對于控制電機用，一般放在電機的額定電流值上。電流整定裝置：通過調(diào)整推桿間隙，改變推桿移動距離，達到電流整定值的調(diào)節(jié)。溫度補償元件：也是一個雙金屬片，它能使熱繼電器的動作性能能在-30～40℃的范圍內(nèi)，基本不受環(huán)境溫度的影響。保護原理：發(fā)熱元件串聯(lián)在主回路中，常閉接點串聯(lián)在控制回路中，當電路發(fā)生過載時，電流增大，熱量增多，使雙金屬片彎曲推動動作機構(gòu)使常閉接點斷開，切斷控制線路。因此，起到過載保護作用