低压配金电装置

低压电器可分为控制电器和保护电器，控制电器主要用来接通和断开线路，以及用来控制用电设备。保护电器主要用来获取、转换和传递信号，并通过其他电器对电路实现控制。熔断器、热继电器属于低压保护电器。第一节保护电器保护电器主要包括各种熔断器、磁力起动器的热断电器、电磁式过电流继电器和失压（欠压）脱扣器、低压断路器的热脱扣器、电磁式过电流脱扣器和失压（欠压）脱扣器等。继电器和脱扣器的区别在于：前者带有触头，通过触头进行控制；后者没有触头，直接由机械运动进行控制。一、保护类型保护电器分别起短路、过载和失压（欠压）等保护的作用。短路保护是指线路或设备发生短路时，迅速切断电源；过载保护是当线路或设备的载荷超过允许范围时，能延时切断电源的一种保护；失压（欠压）保护是当电源电压消失或低于某一限度时，能自动断开线路的一种保护。其作用是当电压恢复时，设备不致突然起动，造成事故；同时，能避免设备在过低的电压下勉强运行而损坏。二、熔断器熔断器有RM系列的和RT系列的管式熔断器、RL系列的螺塞式熔断器、RC1A系列的插式熔断器，还有盒式熔断器及其他形式的熔断器。几种典型熔断器的结构如下图所示。常见熔断器类型（a）纤维管式（b）填料管式（c）插式（d）螺塞式（e）盒式（f）羊角式插入式熔断器螺旋式熔断器无填料密封式式熔断器有填料式密封式熔断器熔断器的熔体做成丝或片的形状。低熔点熔体由锑铅合金、锡铅合金、锌等材料制成。选用熔断器时，应注意其防护形式满足生产环境的要求；其额定电压符合线路电压；其额定电流满足安全条件和工作条件的要求；其极限分断电流大于线路上可能出现的最大故障电流；其保护特性应与保护对象的过载特性相适应；在多级保护的场合，为了满足选择性的要求，上一级熔断器的熔断时间一般应大于下一级的3倍。对于笼型电动机，熔体额定电流按下式选取：IF＝（1．5～2．5）IM式中IF—熔体额定电流，A；IM—电动机额定电流，A。对于多台笼型电动机，熔体额定电流按下式选取：IF＝（1．5～2．5）IMM＋niI1式中IMM一最大一台电动机的额定电流，A；n一电动机台数，以上两式中，如系轻载启动或减压启动，应取用较小的计算系数；如系重载启动或全压启动，应取用较大的计算系数。同一熔断器可以配用几种不同规格的熔体，但熔体的额定电流不得超过熔断器的额定电流。应当在停电以后更换熔体；不能轻易改变熔体的规格；不得使用不明规格的熔体，更不准随意使用铜丝或铁丝代替熔丝。三、热继电器作用：电动机的过载保护型式：双金属片式热敏电阻式易熔合金式双金属片式热继电器结构：由发热元件、双金属片和触头及动作机构等部分组成。双金属片式热继电器热继电器利用电流的热效应做成的。热继电器的基本结构及原理如上图所示。它主要由热元件、双金属片、1—接线端子2—主双金属片3—热元件4—推动导板5—补偿双金属片6—常闭触头7—常开触头8—复位调节螺钉9—动触头10—复位按钮11—偏心轮12—支撑件13—弹簧双金属片式热继电器原理示意图a）外形b）结构图1-电流整定装置2-主电路接线柱3-复位按钮4-常闭触头5-动作机构6-热元件31-常闭触头接线柱32-公共动触头接线柱33-常开触头接线柱拉力弹簧、推动导板、触头等元件组成。负荷电流通过热元件，并使其发热。在它近旁的双金属片也受热而变形，向左弯曲，推动导板动作，从而引起常闭触点打开。同一热继电器可以根据需要配用几种规格的热元件，每种额定电流的热元件，动作电流均可在小范围内调整。为适应电动机过载特性的需要，热元件通过整定电流时，继电器或脱扣器不动作；通过1．2倍整定电流时，动作时间将近20min；通过1．5倍整定电流时，动作时间将近2min；为适应电动机启动要求，热元件通过6倍整定电流时，动作时间应超过5s，可见其热容量较大，动作不可能太快，只宜作过载保护，而不宜作短路保护。四、电磁式继电器1.底座2.反力弹簧3、4.调节螺钉5.非磁性垫片6.衔铁7.铁芯8.极靴9.电磁线圈10.触点系统电磁式继电器结构图1.底座2.反力弹簧3、4.调节螺钉5.非磁性垫片6.衔铁7.铁芯8.极靴9.电磁线圈10.触点系统电磁式继电器结构图电磁式过电流继电器（或脱扣器）是依靠电磁力的作用进行工作的。原理如右图所示，当线圈中电流超过整定值时，电磁吸力克服弹簧的推力，吸下衔铁使铁芯闭合，改变触头的状态。交流过电流继电器的动作电流可在其额定电流110％～350％的范围内调节、直流的可在其额定电流70％～300％的范围内调节。不带延时的电磁式过电流继电器（或脱扣器）的动作时间不超过0．1s、短延时的仅为0．1～0．4s。这两种都适用于短路保护。从人身安全的角度看，采用这种过电流保护电器有很大的优越性，因为它能大大缩短碰壳故障持续的时间，迅速消除触电的危险。长延时的电磁式过电流继电器（或脱扣器）的动作时间都在1s以上，而且具有反时限特性，适用于过载保护。失压（欠压）脱扣器也是利用电磁力的作用来工作的，工作原理如右图所示。所不同的是正常工作时衔铁处在闭合位置，而且线圈是并联在线路上的。当线路电压消失或降低至40％～75％时，衔铁被弹簧拉开，并通过脱扣机构使减压起动器或自动空气开关动作而断开线路。失压脱扣器原理图第二节开关电器开关电器的主要作用是接通和断开线路。在车间内，开关电器主要用来起动和停止用电设备，最多的是用来起动和停止电动机。常用的开关电器有闸刀开关、自动断路器、交流接触器等。一、刀开关刀开关是手动开关。包括胶盖刀开关，石板刀开关、铁壳开关、转扳开关、组合开关等。如右图显示。刀开关是最简单的开关电器。由于没有或只有极为简单的灭弧装置，刀开关无力切断短路电流。因此，刀开关下方应装有熔体或熔断器。对于容量较大的线路，刀开关须与有切断短路电流能力的其他开关串联使用。刀开关是靠拉长电弧而使之熄灭的。为了克服手动拉闸不快，电弧强烈燃烧的缺点，容量较大的刀开关常带有快动作灭弧刀片。其基本结构如右图所示。拉闸时，主刀片先被拉开，与刀座之间不产生电弧。当主刀片被拉开至一定程度时，灭弧刀片在拉力弹簧作用下迅速断开，电弧被迅速拉长而熄灭。合闸时，由于灭弧刀片先于主刀片接触刀座，主刀片与刀座之间也不产生电弧。有灭弧刀片的刀开关刀开关断流能力有限，单独使用时不宜用于大容量线路。胶盖刀开关只能用来控制5．5kW以下的三相电动机。刀开关的额定电压必须与线路电压相适应。380V的动力线路，应采用500V的刀开关；220V的照明线路，可采用250V的刀开关。对于照明负荷，刀开关的额定电流就大于负荷电流的3倍。还应注意刀开关所配用熔断器和熔体的额定电流不得大于开关的额定电流。用刀开关控制电动机时，为了维护和操作的安全，应该在刀上方另装一组熔断器。组合开关又叫转换开关，体积小，触头对数多，接线方式灵活，操作方便，常用于交流50Hz、380V以下及直流220V以下的电气线路中，主要用于小容量电动机的正、反转等控制。转换开关的手柄按45°-0°-45°有三个位置，中间是断开电源的位置，左右两边的或者都是正转位置，或者一个是正转位置，另一个是反转位置。转换开关可用来控制7．5kW以下的电动机。转换开关的前面最好加装刀开关，以免停机时由某种偶然因素碰撞转换开关的手柄造成误操作。转换开关和插座的前面应加装熔断器。二、低压断路器低压断路器又叫自动空气开关或自动空气断路器，是低压配电网络常用的一种配电电器，集控制和多种保护功能于一体。在正常情况下，可用于不频繁地接通和断开电路以及控制电动机的运行。当电路中发生短路、过载和失压等故障时，能自动切断故障电路，起到保护线路和设备的作用。低压断路器可分为塑料外壳式、和框架式、限流式、直流快速式灭磁式和漏电保护式六类1.低压断路器结构及工作原理12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器6-失压脱扣器7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器6-失压脱扣器7-按钮1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮塑壳式低压断路器原理图断路器主要由主触头、灭弧装置、操作机构、热脱扣器、电磁脱扣器，欠压脱扣器及外壳组成。由加热元件和双金属片等构成热脱扣器，作为过载保护；由线圈和铁心等组成的电磁脱扣器作为短路保护；配有灭弧装置的主触头，用以接通和分断主回路的大电流。2.低压断路器的一般选用原则（1）低压断路器的额定电压和额定电流应不小于线路的正常工作电压和计算负载电流。线路短路或严重过载保护工作原理如右图所示。远距离跳闸，对电路不起保护作用线路过载保护电动机的失压保护（2）热脱扣器的瞬时脱扣整定电流应等于所控制负载负载的额定电流。（3）电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载正常工作时可能出现的峰值电流。（4）欠压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压。（5）断路器的极限通断能力应小于电路最大短路电流。3.低压断路器的安装与使用（1）垂直于配电板安装，电源引线应接到上端，负载引线接到下端。（2）用作电源总开关或电动机的控制开关时，在电源进线侧必先加装刀开关或熔断器等，以形成明显的断开点。（3）使用前应将脱扣器工作面得防锈油脂擦干净；各脱扣器动作值一经调整好不允许随意变动。（4）若遇分断短路电流应及时检查触头系统，发现电灼烧痕应及时修理与更换。（5）断路器上的积尘应定期清除，并定期检查各脱扣器动作值，必要时给操作机构添加润滑剂。二、低压断路器1．用途在各种电力传动系统中，用来频繁接通和断开带有负载的主电路或大容量的控制电路，便于实现远距离自动控制。2．工作原理交流接触器结构图主触头常开辅助触头常闭辅助触头静铁心动铁心吸引线圈交流接触器由电磁部分、触头部分和弹簧部分组成。如右图所示。主触头接于主电路中，电磁铁的线圈接于控制电路中。当线圈通电后，产生电磁吸力，使动铁芯吸合，带动动触头与静触头闭合，接通主电路。若线圈断电后，线圈的电磁吸力消失，在复位弹簧作用下，动铁芯释放，带动动触头与静触头分离，切断主电路。参见原理图。接触器原理图1—铁芯；2—线圈；3—推力弹簧；4—衔铁；5—常闭触头；6—常开触头当线圈通电后，产生电磁吸力，使动铁芯吸合，带动动触头与静触头闭合，接通主电路。若线圈断电后，线圈的电磁吸力消失，在复位弹簧作用下，动铁芯释放，带动动触头与静触头分离，切断主电路。原理参见右图。演示如下图。3．短路环的作用当线圈中通入交流电时，由于交流电的大小随时间周期性的变化，因此，线圈铁芯的吸力也随之不断变化，造成衔铁的振动，发出噪声。为防止这种现象的发生，在铁芯极面下安装了一个短路环，这样，当磁通变化时，在短路环中将产生感应电流，而感应电流所产生的磁通将滞后原磁通变化的90°。因此，整个铁芯磁场将发生变化，其吸力也变化。衔铁振动变小，噪声减小。衔铁铁芯线圈短路环短路环的作用4．交流接触器型号的含义和技术数据现以常用的交流接触器CJ10一20为例说明：CJ10一20交流接触器主触头长期允许通过的电流为20A，辅助触点通过的电流为5A，线圈电压有交流127V、220V、380V等三种，使用时要特别注意控制电压的等级。下面再以新型常用的交流接触器CJX1为例说明：接触器为E字形铁芯，双断点触头的直动式运动结构：辅助触头可有一常开、一常闭或二常开、二常闭。接触器动作机构灵活，手动检查方便，结构设计紧凑，可防止外界杂物及灰尘落入接触器活动部位。接线端都有罩覆盖，人手不能直接接触带电部位，可确保使用安全，符合安全用电标准。5．交流接触器常见故障及处理（l）铁芯吸不上或吸力不足：电流电压过低，线圈技术参数不符合使用要求，线圈烧毁或断线，卡住，生锈，弹力过大。（2）铁芯不放开或释放过慢：触头熔焊或压力过小，卡住，生锈，磁面有油污或尘埃，剩磁过大（铁芯材料或加工问题）。（3）线圈过热或烧损：铁芯不能完全吸合，使用条件不符，操作频率过高（交流），空气潮湿或含有腐蚀性气体。（4）电磁铁噪音过大：电压过低，压力过大，磁面不平、有油污、尘埃，短路环断裂。（5）触头熔焊：操作频率过高或过负荷，触头表面有金属颗