低压元器件及低压电气基础知识教学

低压元器件的使用•教学重点：•1．熟悉常用低压熔断器的种类、结构特点及应用场合；•2．熟悉常用低压熔断器的选用及电气符号；•教学难点：•如何使用仪表测量低压熔断器的主要部件及判断元器件的好坏。•教法：视频教学、任务教学、一体化教学。教学过程•低压电器定义：用于交流1200V、直流1500V级以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。•按操作方式分类：手动电器：刀开关、按钮……自动电器：接触器、继电器……电气元件本节课我们主要讲解电气控制回路中常用的一些电气元件，通过了解它们在回路中的作用，元件结构，工作原理来掌握它们平时运行的情况；低压元件课程大纲中间继电器热继电器指示灯行程开关电流互感器电气常识低压元件•常用电气元件低压元件—断路器1、断路器1.1断路器图片：低压元件—断路器1.2断路器的作用：低压断路器又叫自动空气开关，既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载和短路保护的电器。可用来分配电能，不频繁地启动异步电机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或短路及欠电压等故障时能自动切断电路。低压元件—断路器1.3断路器的原理:5－过电流脱扣器6－过载脱扣器7－失压脱扣器8－分励脱扣器低压元件—断路器1.4断路器符号和型号：1)文字符号：QF2)图形符号：QFQF单极三极低压元件—断路器3）型号：主要有DZ15、DZ20、DZ47系列DZ47-60低压元件—交流接触器2、交流接触器2.1交流接触器的图片：低压元件—交流接触器交流接触器图片低压元件—交流接触器交流接触器图片低压元件—交流接触器交流接触器图片低压元件—交流接触器2.2交流接触器的结构和工作原理:1）基本结构：电磁机构：由线圈、动铁心（衔铁）和静铁心组成。触头系统：由主触头和辅助触头组成。主触头用于通断主电路，辅助触头用于控制电路中。低压元件—交流接触器2）文字符号：KM3）图形符号：线圈辅助常闭触头辅助常开触头主触头低压元件—交流接触器4）交流接触器主要型号是CJ**，具体型号意义如下：型号频率辅助触头额定电流线圈电压主触头额定电流额定电压可控制电动机功率CJ20-1050Hz5A～36～127～220～38010380/2204/2.2KWCJ20-1616380/2207.5/4.5KWCJ20-100100380/22050/58KW低压元件—热继电器3、热继电器3.1热继电器图片：功能：过载保护工作原理：发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。符号：发热元件FR（串联在主电路中）常闭触头FR（串联在控制电路中）JR36JR28热继电器低压元件—热继电器低压元件—热继电器低压元件—热继电器2）文字符号：FR3）图形符号：热元件常闭触头常开触头低压元件—热继电器4）主要型号及技术参数常用的热继电器有：JR0、JR2、JR9、JR10、JR15、JR16、JR20、JR36等几个系列。型号额定电流热元件规格额定电流电流调节范围JR36-20/3200.350.25~0.350.50.32~0.51.61.0~1.65.03.2~5.011.06.8~112214~22低压元件—中间继电器4、中间继电器4.1中间继电器图片低压元件—中间继电器4.2中间继电器的结构和工作原理中间继电器的原理是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大（即增大触头容量）的继电器。其实质是电压继电器，但它的触头数量较多（可达8对），触头容量较大（5～10A），动作灵敏。1）文字符号：KA2）图形符号：吸引线圈常闭触头常开触头低压元件—中间继电器3）用途当其它电器的触头对数不够用时，可借助中间电器来扩展它们的触头数量。也可以实现触点通电容量的扩展。AC220VAC220VAC220VDC24VAC220VDC24VDC24V小型中间继电器低压元件—电流互感器5、电流互感器电流互感器是将一次侧的大电流，按比例变为适合通过仪表或继电器使用的，额定电流为5A的变换设备。5.1电流互感器的工作原理电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器（以下简称电流互感器）。它的工作原理和变压器相似。电流互感器一、二次电流之比称为电流互感器的额定互感比。式中一次线圈的额定电流二次线圈的额定电流，5A。21/NNiIIK＝1NI2NI低压元件—电流互感器5.2电流互感器的特点：1）一次绕组串联在电路中，并且匝数很少。一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关。2）电流互感器二次绕组所接仪表的电流线圈的阻抗很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路的状态下运行。低压元件—电流互感器5.3电流互感器注意事项：1）电流互感器的二次侧在使用时绝对不可开路。使用过程中拆卸仪表或继电器时，应事先将二次侧短路。安装时接线应可靠，不允许二次侧安装熔丝。2）二次侧必须有一端接地。防止一、二次侧绝缘损坏后高压窜入二次侧，危及人身和设备安全。3）接线时要注意极性。电流互感器一、二次侧的极性端子，都用字母标明极性。4）一次侧串接在线路中，二次侧与继电器或测量仪表串接。低压元件—按钮6、按钮6.1按钮的图片低压元件—按钮按钮的图片低压元件—按钮按钮的图片按钮产品外形图作用：按钮是一种简单的手动电器，用来接通和断开控制电路。按钮注意：红色是急停按钮，绿色是起动按钮。“点动”按钮必须是黑色。低压元件—按钮常开按钮电路符号SB常闭按钮电路符号SB复合按钮电路符号SB低压元件—按钮低压元件—按钮6.2按钮的结构及工作原理：1）基本结构及工作原理：2）文字符号：SB3）图形符号：1324576常开按钮常闭按钮复合按钮SBSBSB低压元件—按钮4）按钮的使用：（1）选择时应根据所需的触头数、使用的场所及颜色来确定。常用的LA18,LA19,LA20系列按钮开关，适用AC500V,DC440V,额定电流5A，控制功率为AC300W,DC70W的控制回路中。（2）按钮颜色要求：①“停止”和“急停”按钮必须是红色。当按下红色按钮时，必须使设备停止工作或断电。②“起动”按钮的颜色是绿色。③“起动”与“停止”交替动作的按钮必须是黑色、白色或灰色，不得用红色和绿色。低压元件—指示灯7、指示灯7.1指示灯的图片：低压元件—指示灯7.2指示灯的作用：红绿指示灯的作用有三：一是指示电气设备的运行与停止状态；二是监视控制电路的电源是否正常；三是利用红灯监视跳闸回路是否正常，用绿灯监视合闸回路是否正常。低压元件—转换开关8、转换开关8.1转换开关图片低压元件—转换开关转换开关图片低压元件—转换开关8.2转换开关的结构和工作原理1）基本结构及工作原理万能转换开关由操作机构、面板、手柄及数个触头座等主要部件组成。低压元件—转换开关2）文字符号：SA3）图形符号：各触头在手柄转到不同档位时的通断状态用黑点“·”表示，有黑点者表示触头闭合，无黑点者表示触头断开。低压元件—行程开关9、行程开关9.1行程开关图片低压元件—行程开关行程开关图片低压元件—行程开关2）文字符号：SQ3）图形符号：常开触头常闭触头低压元件—行程开关4）基本结构及工作原理电器符号标注电器名称文字标号图形符号闸刀开关QS熔断器FU按钮SB常开：常闭：组合开关：接触器KM主触头：辅助常开触头：辅助常闭触头：线圈：热继电器FR发热元件：常闭触头：行程开关SQ常开：常闭：电力拖动系统组成•主电路：由电动机、接触器主触点等电器元件组成。（电流大）•控制电路：由接触器线圈、按钮、继电器等电器元件组成。（电流小）说明：◇同一电器各工作部件画在各处，但它们的动作相互关联。◇同一电器上的各部件，必须标以相同文字符号。电动机起、停控制方式的演示电动机接触器起、停控制方式的演示电气常识10、电气常识•用电负荷分类按受到突然中断供电所引起的影响，用电负荷可以分为一类负荷、二类负荷和三类负荷。一类负荷：也称一级负荷，指突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起对周围环境严重污染，造成经济上的巨大损失，如重要的大型设备损坏，重要产品或用重要原料生产的产品大量报废，连续生产过程被打乱，且需很长时间才能恢复生产；以及突然中断供电将会造成社会秩序严重混乱或产生政治上的严重影响的，如重要的交通与通讯枢纽、国际社交场所等用电负荷。电气常识二类负荷：也称二级负荷，是指突然中断供电会造成经济较大的损失，如生产的主要设备损坏，产品大量报废或减产，连续生产过程需较长时间才能恢复；突然中断供电将会造成社会秩序混乱或在政治上产生较大影响，如交通与通讯枢纽、城市主要水源、广播电视、商贸中心等用电负荷。三类负荷：也称三级负荷，是指不属于上述一类和二类负荷的其他负荷，对这类负荷，突然中断供电所造成的损失不大或不会造成直接损失。电气常识•相电压：三相电源中星型负载两端的电压称相电压。用UA、UB、UC表示。•相电流：三相电源中流过每相负载的电流为相电流，用IAB、IBC、ICA表示。•线电压：三相电源中，任意两根导线之间的电压为线电压，用UAB、UBC、UCA表示。•线电流：从电源引出的三根导线中的电流为线电流，用IA、IB、IC表示。电气常识•三相对称负载接成星型时：（1）线电压等于相电压的√3倍，线电压超前相电压30°。（2）相电流等于线电流。•三相负载接成三角形时：（1）线电压等于相电压。（2）线电流等于相电流的√3倍，相位滞后对应相电流30°。电气常识•相序：是指相位的顺序。即三相交流量在某一确定的时间t内达到最大值（或零值）的先后顺序。例如，对称的三相电压，频率相同，而且在相位上彼此相差120°，即A相超前B相120°，B相超前C相120°，C相超前A相120°，这种三相电压由A到B再到C的顺序称为三相电压的相序。•相位：一般根据系统电站或发电厂的相位来命名的，单对于两个供电系统的电站，单纯按照变电站或发电厂的相位来确定还不够，还必须通过核相的方法来确定，以避免发生错误并列的事故。电气常识•变压器并列运行的目的：1.提高供电可靠性；2.提高变压器运行经济性；3.可以减少总备用容量并随着用电量的增加分批增加新的变压器。•理想并列运行的条件1.变压器的联结组标号相同；2.变压器的电压比相等；3.变压器的阻抗电压相等。电气常识•击穿：在电介质中，若电场强度过大，使介质中的束缚电荷变为自由电荷而发生导电、放电现象。如电容器两极板间的电压过高，极板间的介质就会击穿。•绝缘电阻：是衡量介质绝缘性能好坏的物理量，它在数值上等于介质所具有的电阻值，单位是兆欧。•一次设备：直接生产和输配电能的设备，如变压器、断路器、隔离开关、电抗器、避雷器、母线、电力电缆、电流及电压互感器等。•二次设备：对一次设备的工作进行监察、测量和操纵控制及保护的设备，如仪表、继电器、控制电缆、自动控制及信号设备等。电气常识•电能的质量标准：1）电压正常，其偏移不超过额定值的±5％；2）频率正常，偏移不超过±0.2～0.5HZ；3）波形正常。•电压偏差的允许值：1）35kV及以上电压供电的，电压允许偏差为额定电压的±10%；2）10kV及以下三相供电的，电压允许偏差为额定电压的±7%；3）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。电气常识•短路：指电力系统正常运行情况以外的一切相与相之间的短接。三相系统中短路的基本类型有两相短路，单相接地短路，两相接地短路。•发生短路的主要原因：由于各种因数（如过电压、雷击、绝缘老化、机械损伤等）所至的电气设备和载流导体的绝缘损伤。此外，电力系统的其他一些故障也可能直接导致短路，如由风、雪、冰等所引起的输电线断线倒杆事故，运行人员的误操作以及飞禽或其它小动物跨接裸导体等，都可能造成短路。电气常识•过电压：电气设备出现的暂时的，超过其工作电压的不正常电压，这种电压升高的现象，叫做过电压。•过电压的类型：过电压分为外部过电压和内部过电压。雷击电气设备而产生外部过电压也叫大气过电压。它又分为直击雷过电压和感应雷过电压。前者由于流经被击物的雷电流造成的，后者由于电磁场的剧烈变化而产生的。当电网在运行中如进行切断和投