1、 低 壓 保 護 電 器 低壓保護電器 【教學(xué)目標】1、了解常見低壓保護電器的類型和結(jié)構(gòu)；2、掌握常見低壓保護電器工作原理和在電路中的保護作用?！窘虒W(xué)重點】 常見低壓保護電器在電路中的保護作用【教學(xué)難點】常見低壓保護電器工作原理 低壓保護電器 低壓保護電器主要用于對控制線路和電氣設(shè)備進行保護。例如，電路中發(fā)生過載、短路等故障，如不及時切斷電源，就會燒毀線路和電氣設(shè)備，甚至引起火災(zāi)，造成人員傷亡，因此，在電氣控制線路中，必須安裝低壓保護電器。常用的低壓保護電器主要是熔斷器、低壓斷路器（自動空氣開關(guān)）和熱繼電器等。一、熔斷器 熔斷器俗稱保險絲保險絲。 1、作用：在低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動系統(tǒng)中用來作

2、短路保護。使用時，熔斷器應(yīng)串聯(lián)在所保護的電路中。 2、工作原理：當線路或設(shè)備發(fā)生短路時，通過熔斷器的電流達到或超過某一規(guī)定值，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，使線路或電氣設(shè)備脫離電源，起到保護作用。一、熔斷器 3、特點：結(jié)構(gòu)簡單、分斷能力高、安裝體積小、動作可靠、使用維護方便，還可以起到使電路與電源隔離作用。 4、常用的熔斷器種類：熔斷器按其結(jié)構(gòu)形式分為插入式、螺旋式、有填料密封管式、無填料密封管式、自恢復(fù)式等。 5、組成：熔體、安裝熔體的熔管和熔座三部分。常見熔斷器的外形、結(jié)構(gòu)及圖形符號如圖1-1所示。一、熔斷器(a) RLl系列螺旋式熔斷器 (b) 圖形和文字符號 圖1-1 熔斷器一、熔斷器

3、 6、選擇：主要包括熔斷器類型、額定電壓、熔斷器額定電流和熔體額定電流的確定。 熔斷器類型主要由控制系統(tǒng)整體設(shè)計確定：額定電壓應(yīng)大于或等于實際電路的工作電壓：額定電流應(yīng)大于或等于所裝熔體的額定電流。 熔體電流確定的原則： （1）對于照明電路等電阻性負載，熔體的額定電流應(yīng)大于或等于電路的工作電流，Ifn=I （2）保護一臺異步電動機時，考慮到電動機沖擊電流的影響，熔體額定電流按下式計算：Ifn=(1.52.5)In.一、熔斷器（3）保護多臺異步電動機，若各臺異步電動機不同時啟動，則應(yīng)按下式計算Ifn=(1.52.5)Inmax+In Inmax:容量最大電機的額定電流 In：其他電機的額定電流

4、(4)為防止發(fā)生越級熔斷，上、下級熔斷器間應(yīng)有良好的協(xié)調(diào)配合，為此，應(yīng)使上一級熔斷器的熔體額定電流比下一級大12個級差。二、斷路器 1、作用： 低壓斷路器又稱自動空氣開關(guān)關(guān)，它的應(yīng)用廣泛，可用來接通和分斷負載電路，也可用來控制不頻繁起動的電動機。它的功能相當于閘刀開關(guān)、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護器等電氣部分或全部的功能總和，是低壓配電網(wǎng)中一種重要的保護電器。對所控制的電路有短路、過載、欠壓和漏電保護等作用，當發(fā)生嚴重的故障時能自動切斷電路，在分斷故障電流后一般不需要更換原件，因此獲得了廣泛應(yīng)用。 二 斷路器 2、低壓斷路器的類型： （1）萬能式低壓斷路器（敞開式低壓斷路器）：

5、容量較大，具有較高的短路分斷能力和較高的動穩(wěn)定性。適用于配電網(wǎng)絡(luò)的保護。目前我國常用的有DW15、ME、AE、AH等系列。DW15系列斷路器是我國自行研究的。 （2）裝置是低壓斷路器（塑料外殼式低壓斷路器）：有較高的分斷能力和動穩(wěn)定性有較完善的選擇性保護功能。用于配電網(wǎng)絡(luò)的保護以及成為電動機、照明電路及電熱器等控制開關(guān)。目前常用的有DZ15、DZ20、DZX19和C45N等系列。 二、斷路器 （3）快速斷路器：它具有快速電磁鐵和強有力的滅弧裝置，最快動作時間可在0.02s內(nèi)，用于半導(dǎo)體整流元件和整流裝置的保護。主要型號DS系列。 （4）限流斷路器：利用短路電流產(chǎn)生的巨大吸力，使觸點迅速斷開，能

6、在交流短路電流尚未達到峰值前就把故障電路切斷。用于短路電流相當大（高達70ka）的電路中。主要型號有DWX15和DZX10兩種系列。二、斷路器 3、常用的低壓斷路器為塑料殼式，其外形及結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。 (a) 外形 (b)圖形和文字符號 圖1-2 幾種常見斷路器結(jié)構(gòu)示意圖二、斷路器 4、組成：操作機構(gòu)、觸點、保護裝置（各種脫扣器）和滅弧系統(tǒng)等組成。 5、結(jié)構(gòu)原理： 圖1-3結(jié)構(gòu)原理圖1：主觸點2：自由脫扣機構(gòu)3：過電流脫扣器4：分勵脫扣器5：熱脫扣器6：欠電壓脫扣器7：停止按鈕二、斷路器 低壓斷路器的主觸點是靠手動操作或電動合閘的。主觸點閉合后，自由脫扣機構(gòu)將主觸點鎖在合閘位置上。過電流脫

7、扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯(lián)，欠電壓脫扣器的線圈和電源并聯(lián)。當電路發(fā)生短路或嚴重過載時，過電流脫扣器的銜鐵吸合，使自由脫扣機構(gòu)動作，主觸點斷開電路。當電路過載時，熱脫扣器的熱元件發(fā)熱是雙金屬片上彎曲，推動自由脫扣機構(gòu)動作，當電路欠電壓時，欠電壓脫扣器的銜鐵釋放，同樣使自由脫扣機構(gòu)動作。分勵脫扣器則作為遠距離控制用，在正常工作時，其線圈是斷開的，在需要距離控制時，按下啟動按鈕，使線圈通電，銜鐵帶動自由脫扣機構(gòu)動作，是主觸點斷開。二、斷路器 5、選擇： （1）低壓斷路器的額定電流和額定電壓應(yīng)大于或等于線路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流。 （2）低壓斷路器的極限通斷能力應(yīng)大于或等于電路最

8、大短路電流。 （3）欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓。 （4）過電流脫扣器的額定電流大于或等于線路的最大負載電流。二、斷路器 使用低壓斷路器來實現(xiàn)短路保護比熔斷器優(yōu)越，因為當三相電路短路時，很可能只有一相的熔斷器熔斷，造成單向運行。對于低壓斷路器來說，只要造成短路都會使開關(guān)跳閘，將三相同時切斷。另外還有其他自動保護作用。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作頻率低、價格較高，因此適用于要求較高的場合，如電源總配電盤。 三、熱繼電器 1、作用：利用電流的熱效應(yīng)原理制成的一種自動電器，在電路中用作電動機的過載保護。 2、熱繼電器的型號：我國目前生產(chǎn)的熱繼電器主要有JR0、JR5、JR10、JR14、JR15、

9、JR16等系列。按熱元件的數(shù)量分為兩相結(jié)構(gòu)和三相結(jié)構(gòu)。三相結(jié)構(gòu)中有三相帶斷相保護和不帶斷相保護裝置兩種。JR16、JR20系列是目前廣泛使用的熱繼電器。JR16系列熱繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖如1-4所示 三、熱繼電器 （1）結(jié)構(gòu)示意 1-4 JR16熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖（2）差動式斷相保護示意圖1-電流調(diào)節(jié)凸輪 2a2b-簧片 3-手動恢復(fù)按鈕 4-弓簧 5-雙金屬片 6-外導(dǎo)板 7-內(nèi)導(dǎo)板 8-常閉靜觸頭 9-動觸頭 10-杠桿 11-復(fù)位彈簧螺釘 12-補償雙金屬片 13-推桿 14-連桿 15-壓簧三、熱繼電器1-5 帶有差動式斷相保護裝置的熱繼電器動作原理圖通電前三相通額定電流三相均勻過載電動

10、機發(fā)生一相斷線故障三、熱繼電器 （b）三相均通過額定電流時的情況，三個金屬片受熱相同，同時向左彎曲，內(nèi)外導(dǎo)板一起向左平移一段距離，但移動距離較小，未能使觸頭斷開，電路繼續(xù)保持通電狀態(tài)。（c）三相均勻過載時，此時金屬片都受向左彎曲，推動內(nèi)外導(dǎo)板向左移動一段較大距離，經(jīng)補償雙金屬片和推桿，借助片簧和弓簧使觸頭斷開，達到切斷控制回路保護電動機的目的。（d）電動機發(fā)生一相短線故障，此時該相雙金屬片冷卻，向右移動，帶動內(nèi)導(dǎo)板右移，其余兩項雙金屬片緊繼續(xù)通電向左移動，使外導(dǎo)板向左移動，這樣內(nèi)外導(dǎo)板產(chǎn)生差動，通過杠桿放大的作用，使觸點斷開，從而切斷控制回路。三、熱繼電器 3、組成：熱元件、雙金屬片、觸頭三部

11、分組成熱元件 常閉觸頭圖形文字符號JR16圖1-6 熱繼電器三、熱繼電器 3、工作原理 1-5 工作原理圖1：熱元件2：雙金屬片（感測元件）3：導(dǎo)板4：觸頭三、熱繼電器 雙金屬片是熱繼電器的感測元件，由兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬片用機械碾壓而成。膨脹系數(shù)大的為主動層，小的為被動層。在加熱前，兩金屬片長度基本一致。當船在電動機定子電路中的熱元件有電流通過時，熱元件產(chǎn)生的熱量使亮金屬片延伸。由于線膨脹系數(shù)不同，且因它們緊密結(jié)合在一起，所以，雙金屬片會發(fā)生彎曲。 電動機正常運行時，雙金屬片彎曲程度不足以使熱繼電器動作，當電動機過載時，熱元件中電流增大，加上時間效應(yīng)，所以雙金屬片接受的熱量就會大大增加，

12、從而是彎曲程度加大，最終能夠使雙金屬片推動導(dǎo)板式熱繼電器觸頭動作，切斷電動機的控制電路。熱繼電器動作后一般不能自動復(fù)位，要等雙金屬片冷卻后按下復(fù)位按鈕復(fù)位。三、熱繼電器 4、選擇原則 選擇熱繼電器時，應(yīng)根據(jù)電動機的額定電流來確定熱繼電器的型號及熱元件的電流等。對于星形接法的電動機及電源對稱性較好的場合，可選用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器；對于三角形接法的電動機或電源對稱性不好的場合，應(yīng)選用三相結(jié)構(gòu)或三相結(jié)構(gòu)帶斷相保護的熱繼電器。熱繼電器元件的額定電流原則上按照電動機的額定電流選取，即熱元件額定電流應(yīng)接近或略大于電動機的額定電流。 三、熱繼電器 雙金屬片式熱繼電器一般用于輕載、不頻繁起動電動機的過載保護；對于重載、頻繁啟動的電動機，可采用過電流繼電器作過載和短路保護；熱元件的額定電流等級，一般略大于電動機的額定電流，待熱元件選定后，可根據(jù)電動機的額定電流調(diào)整熱繼電器的額定電流。第一節(jié) 低壓保護電器【課堂小結(jié)】 在電路中的作用 工作原理 1、熔斷器： 組成 選擇原則 在電路中的作用 工作原理 2、斷路器： 組成 選擇