常用电器元件选型

常用电气元件选用设备动力部韩启航常用电器元件的选型一、开关的选型二、熔断器的选型三、接触器的选型四、热继电器的选型五、中间继电器的选型六、电缆的选型断路器的作用在电网中，断路器主要的作用有两个方面（1）控制作用。即根据运行需要，投入或切除部分电力设备或线路。（2）保护作用。即在电力设备或线路发生故障时，通过继电保护及自动装置作用于断路器，将故障部分从电网中迅速切除，以保证电网非故障部分的正常运行。断路器的选用原则•断路器的选用原则•1.）根据线路对保护的要求确定断路器的类型和保护形式--确定选用框架式、装置式或限流式等。•2）断路器的额定电压UN应等于或大于被保护线路的额定电压。•3）断路器欠压脱扣器额定电压应等于被保护线路的额定电压。断路器的选用原则•4）断路器的额定电流及过流脱扣器的额定电流应大于或等于被保护线路的计算电流。•5）断路器的极限分断能力应大于线路的最大短路电流的有效值。•6）配电线路中的上、下级断路器的保护特性应协调配合，下级的保护特性应位于上级保护特性的下方且不相交。•7）断路器的长延时脱扣电流应小于导线允许的持续电流。断路器的选用原则•一般选用原则(1)根据用途选择断路器的型式及极数；根据最大工作电流选择断路器的额定电流；根据需要选择脱扣器的类型、附件的种类和规格。具体要求是：①断路器的额定工作电压≥线路额定电压；②断路器的额定短路通断能力≥线路计算负载电流；断路器的选用原则③断路器的额定短路通断能力≥线路中可能出现的最大短路电流（一般按有效值计算）④线路末端单相对地短路电流≥1.25倍断路器瞬时（或短延时）脱扣整定电流⑤断路器欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压；断路器的选用⑥断路器的分励脱扣器额定电压等于控制电源电压；⑦电动传动机构的额定工作电压等于控制电源电压；⑧断路器用于照明电路时，电磁脱扣器的瞬时整定电流一般取负载电流的6倍。断路器的选用(2)采取断路器作为单台电动机的短路保护时，瞬时脱扣器的整定电流为电动机启动电流的1.35倍（DW系列断路器）或1.7倍（DZ系列断路器）。(3)采用断路器作为多台电动机的短路保护时，瞬时脱扣器的整定电流为1.3倍最大一台电动机的启动电流再加上其余电动机的工作电流。(4)采用断路器作为配电变压器低压侧总开关时，其分断能力应大于变压器低压侧的短路电流值，脱扣器的额定电流不应小于变压器的额定电流，短路保护的整定电流一般为变压器额定电流的6-10倍；过载保护的的整定电流等于变压器的额定电流。低压断路器的基本特性常用低压断路器的基本特点常用低压断路器的基本特点隔离开关•隔离开关即在分位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件（例如短路）下的电流的开关设备。•主要作用：断开无负荷的电流电路.使所检修的设备与电源有明显的断开点，以保证检修人员的安全,隔离开关没有专门的灭弧装置不能切断负荷电流和短路电流，所以必须在电路在断路器断开电路的情况下才可以操作隔离开关。•隔离开关选型：（1）额定电压：额定电压=回路标称电压*1.2/1.1倍（2）额定电流：额定电流标准值应大于最大负荷电流的150%。（3）额定热稳定电流：大于系统短路电流的额定热稳定电流值低压隔离开关型号：HD、HS系列隔离开关，HR系列熔断时式隔离开关。隔离开关、熔断器熔断器•作用：当电路发生过载或短路时，电流大于溶体允许的正常发热电流，使溶体温度急剧上升，超过其熔点而熔断，从而分断电路，保护了电路和设备。•特点：1.选择性好，上级熔断体额定电流不小于下级熔断体额定电流的1.6倍，就视为上下级能有选择性的断开故障电流；2.限流特性好，分段能力高。3.相对尺寸小，价格便宜。•缺点：1.故障熔断后必须更换熔断体；2.保护功能单一，只有一段反时限保护特性。3.发生一相熔断时，对三相电机将导致两相运行的后果，可用带发报警信号的熔断器弥补。4.不能远程操作，需要与电动刀开关，负荷开关组合才可能。•主要技术参数：额定电压（V）额定电流（A）额定分段能力（KA）熔断体额定耗散功率（W）•熔断器的选择：熔断器的额定电流与熔体的额定电流是不同的，某一额定电流等级的熔断器可以装入几个不同额定电流等级的熔体，所以选择熔断器作线路和设备的保护时，首先要明确选用熔体的规格，然后再根据熔体去选定熔断器。熔断器的选择•（1）良好的配合，使其在整个曲线范围内获得可靠的保护。（2）熔断器的极限分断电流应大于或等于所保护电路可能出现的短路冲击电流的有效值，否则就不能获得可靠的短路保护。（3）由于熔断器的保护特性是不稳定的，因此在配电系统中，各级熔断器必须相互配合以实现选择性，一般要求前一级熔体比后一级熔体的额定电流大1.6倍以上，或者上一级熔断器根据标准特性曲线查出的熔断时间至少应为后一级熔断器根据标准特性曲线查出的熔断时间的3倍以上，这样才能避免因发生越级动作而扩大停电范围。•熔体电流的选择：（1）照明电路熔体额定电流≥被保护电路上所有照明电器工作电流之和。(2)电动机：①单台直接起动电动机熔体额定电流=(1.5～2.5)×电动机额定电流。②多台直接起动电动机总保护熔体额定电流=(1.5～2.5)×各台电动机电流之和。③降压起动电动机熔体额定电流=(1.5～2)×电动机额定电流。④绕线式电动机熔体额定电流=(1.2～1.5)×电动机额定电流。(3)配电变压器低压侧熔体额定电流=(1.0～1.5)×变压器低压侧额定电流。(4)并联电容器组熔体额定电流=(1.43～1.55)×电容器组额定电流。熔断器的种类交流接触器的组成:(1)电磁系统：包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯等；(2)触头系统：包括三副主触头和两个常开、两个常闭辅助触头，它和动铁芯是连在一起互相联动的；(3)灭弧装置：一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置，以便迅速切断电弧，免于烧坏主触头；(4)绝缘外壳及附件：各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。接触器的选用接触器的结构接触器分类接触主要参数接触器的工作原理交流接触器的工作原理:当线圈通电时，静铁芯产生电磁吸力，将动铁芯吸合，由于触头系统是与动铁芯联动的，因此动铁芯带动三条动触片同时运行，触点闭合，从而接通电源。当线圈断电时，吸力消失，动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离，使主触头断开，切断电源。交流接触器的选用（1）持续运行的设备：接触器按67-75%算，即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是67-75A以下的设备。（2）间断运行的设备：接触器按80%算，即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是80A以下的设备。（3）反复短时工作的设备：接触器按116-120%算，即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是116-120A以下的设备。（4）接触器的电磁线圈额定电压有110V、220V、380V等，电磁线圈允许在额定电压的80%～105%范围内使用。交流接触器的选用原则接触器作为通断负载电源的设备，接触器的选用应按满足被控制设备的要求进行，除额定工作电压与被控设备的额定工作电压相同外，被控设备的负载功率、使用类别、控制方式、操作频率、工作寿命、安装方式、安装尺寸以及经济性是选择的依据。（1）交流接触器的电压等级要和负载相同，选用的接触器类型要和负载相适应。（2）负载的计算电流要符合接触器的容量等级，即计算电流小于等于接触器的额定工作电流。接触器的接通电流大于负载的启动电流，分断电流大于负载运行时分断需要电流，负载的计算电流要考虑实际工作环境和工况.（3）接触器吸引线圈的额定电压、电流及辅助触头的数量、电流容量应满足控制回路接线要求。要考虑接在接触器控制回路的线路长度，一般推荐的操作电压值，接触器要能够在85～110％的额定电压值下工作。如果线路过长，由于电压降太大，接触器线圈对合闸指令有可能不起反映；由于线路电容太大，可能对跳闸指令不起作用。（4）根据操作次数校验接触器所允许的操作频率。如果操作频率超过规定值，额定电流应该加大一倍。交流接触器的选用•3、不同负载下交流接触器的选用为了使接触器不会发生触头粘连烧蚀，延长接触器寿命，接触器要躲过负载启动最大电流，还要考虑到启动时间的长短等不利因数，因此要对接触器通断运行的负载进行分析，根据负载电气特点和此电力系统的实际情况，对不同的负载启停电流进行计算校合。3.1控制电热设备用交流接触器的选用这类设备有电阻炉、调温设备等，其电热元件负载中用的绕线电阻元件，接通电流可达额定电流的1.4倍，如果考虑到电源电压升高等，电流还会变大。此类负载的电流波动范围很小，按使用类别属于AC-1，操作也不频繁，选用接触器时只要按照接触器的额定工作电流等于或大于电热设备的工作电流1.2倍即可交流接触器的选用3.2控制照明设备用的接触器的选用照明设备的种类很多，不同类型的照明设备、启动电流和启动时间也不一样。此类负载使用类别为AC-5a或AC-5b。如果启动时间很短，可选择其发热电流Ith等于照明设备工作电流1.1倍。启动时间较长以及功率因数较低，可选择其发热电流Ith比照明设备工作电流大一些。表2为不同照明设备用接触器选用原则。3.3控制电焊变压器用接触器的选用当接通低压变压器负载时，变压器因为二次侧的电极短路而出现短时的陡峭大电流，在一次侧出现较大电流，可达额定电流的15～20倍，它与变压器的绕组布置及铁心特性有关。当电焊机频繁地产生突发性的强电流，从而使变压器的初级侧的开关承受巨大的应力和电流，所以必须按照变压器的额定功率下电极短路时一次侧的短路电流及焊接频率来选择接触器，即接通电流大于二次侧短路时一次侧电流。此类负载使用类别为AC-6a。交流接触器的选用3.4电动机用接触器的选用电动机用接触器根据电动机使用情况及电动机类别可分别选用AC-2～4，对于启动电流在6倍额定电流，分断电流为额定电流下可选用AC-3，如风机水泵等，可采用查表法及选用曲线法，根据样本及手册选用，不用再计算。绕线式电动机接通电流及分断电流都是2.5倍额定电流，一般启动时在转子中串入电阻以限制启动电流，增加启动转矩，使用类别AC-2，可选用转动式接触器。当电动机处于点动、需反向运转及制动时，接通电流为6Ie，使用类别为AC-4，它比AC-3严酷的多。可根据使用类别AC-4下列出电流大小计算电动机的功率。公式如下：Pe=3UeIeCOS￠η,Ue：电动机额定电流，Ie：电动机额定电压，COS￠：功率因数，η：电动机效率。交流接触器的选用•如果允许触头寿命缩短，AC-4电流可适当加大，在很低的通断频率下改为AC-3类。根据电动机保护配合的要求，堵转电流以下电流应该由控制电器接通和分断。大多数Y系列电动机的堵转电流≤7Ie，因此选择接触器时要考虑分、合堵转电流。规范规定：电动机运行在AC-3下，接触器额定电流不大于630A时，接触器应当能承受8倍额定电流至少10秒。对于一般设备用电动机，工作电流小于额定电流，启动电流虽然达到额定电流的4～7倍，但时间短，对接触器的触头损伤不大，接触器在设计时已考虑此因数，一般选用触头容量大于电动机额定容量的1.25倍即可。对于在特殊情况下工作的电动机要根据实际工况考虑。如电动葫芦属于冲击性负载，重载启停频繁，反接制动等，所以计算工作电流要乘以相应倍数，由于重载启停频繁，选用4倍电动机额定电流，通常重载下反接制动电流为启动电流2倍，所以对于此工况要选用8倍额定电流。交流接触器的选用接触器是一种自动化的控制电器。接触器主要用于频繁接通或分断交、直流电路，具有控制容量大，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制，各种定量控制和失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路，其主要控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等。接触器按被控电流的种类可分为交流接触器和直流接触器。交流接触器是广泛用作电力的开断和控制电路。它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。