1、第 章 常用的低壓電器,. 低壓電器的分類與作用 . 低壓開關 . 接觸器 . 熔斷器 . 繼電器 . 低壓斷路器 . 主令電器,返回,. 低壓電器的分類與作用,1.1.1 低壓電器的分類 低壓電器的種類繁多,構造各異,通常有如下分類。 1. 按動作方式分類 (1)手動電器。由人工直接操作才能完成任務的電器稱為手動電器。例如,刀開關、按鈕和轉換開關等。 (2)自動電器。不需要人工直接操作,按照電的或非電的信號自動完成接通、分斷電路任務的電器稱為自動電器。例如,低壓斷路器、接觸器和繼電器等。 2. 按用途或控制對象分類 (1)低壓配電電器:主要用于低壓配電系統(tǒng),要求系統(tǒng)發(fā)生故障時準確動作、可靠工

2、作,在規(guī)定條件下具有相應的動穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性,使電器不會被損壞。例如,刀開關、低壓斷路器、轉換開關和熔斷器等。,下一頁,返回,. 低壓電器的分類與作用,(2)低壓控制電器:主要用于電力拖動控制系統(tǒng),要求壽命長、體積小、重量輕、動作迅速與準確、性能可靠。例如,接觸器、繼電器、啟動器、主令控制器和萬能轉換開關等。 3. 按工作原理分類 (1)電磁式電器:根據電磁感應原理來工作的電器。例如,交直流接觸器、各種電磁式繼電器、電磁鐵等。 (2)非電量控制電器:依靠外力或其他非電的信號(如速度、壓力、溫度等)的變化而動作的電器。例如,刀開關、行程開關、按鈕、速度繼電器、壓力繼電器和溫度繼電器等。,上一頁,

3、下一頁,返回,. 低壓電器的分類與作用,4. 按執(zhí)行功能分類 (1)有觸點電器:有可分離的動觸點、靜觸點,并利用觸點的接通和分斷來切換電路。例如,接觸器、刀開關、按鈕等。 (2)無觸點電器:沒有可分離的觸點,主要利用電子元件的開關效應,即導通和截止來實現電路的通、斷控制。例如,接近開關、電子式時間繼電器等。表1.1列出了常用低壓電器的詳細分類和用途。 1.1.2 低壓電器的作用 低壓電器能夠依據操作信號或外界現場信號的要求,自動或手動地改變電路的狀態(tài)、參數,實現對電路或被控對象的控制、保護、測量、指示、調節(jié)。低壓電器的作用有: (1)控制作用:如電梯的上下移動、快慢自動切換與自動停層等。,上一

4、頁,下一頁,返回,. 低壓電器的分類與作用,(2)保護作用:能根據設備的特點,對設備、環(huán)境以及人身實行自動保護,如電動機的過熱保護,電網的短路保護、漏電保護等。 (3)測量作用:利用儀表及與之相適應的電器,對設備、電網或其他非電參數進行測量,如電流、電壓、功率、轉速、溫度、濕度等。 (4)調節(jié)作用:低壓電器可對一些電量和非電量進行調整,以滿足用戶的需求,如柴油機門的調整、房間溫濕度的調節(jié)、照度的自動調節(jié)等。 (5)指示作用:利用低壓電器的控制、保護等功能,檢測出設備運行狀況與電氣電路工作情況,如絕緣監(jiān)測、掉牌指示等。 (6)轉換作用:在用電設備之間或對低壓電器、控制電路分時投入運行,以實現功能

5、切換,如勵磁裝置手動與自動的轉換、供電的市電與自備電的切換等。,上一頁,返回,1.2 低壓開關,1.2.1 刀開關 刀開關是低壓配電電器中結構最簡單、應用最廣泛的電器,主要用在低壓成套配電裝置中,用于不頻繁地手動接通和分斷交直流電路或作為隔離開關使用。也可以用于不頻繁地接通與分斷額定電流以下的負載,如小型電動機等。 1. 刀開關的結構和用途 刀開關由手柄、觸刀、靜插座和底板組成。刀開關的觸刀應垂直安裝,手柄要向上為合閘狀態(tài),向下為分閘狀態(tài),不得倒裝或平裝,避免由于重力自動下落,引起誤動合閘。接線時,應將電源線接在上端,負載線接在下端。這樣在分斷后刀開關的刀片與電源隔離,既便于更換熔絲,又可防止

6、可能發(fā)生的意外事故。,下一頁,返回,1.2 低壓開關,為了使用方便和減小體積,往往在刀開關上安裝熔絲或熔斷器,組成兼有通斷電路和保護作用的開關電器,如開啟式負荷開關、封閉式負荷開關、熔斷器式刀開關等。 1)開啟式負荷開關 開啟式負荷開關俗稱膠蓋瓷底刀開關,由于其結構簡單,價格便宜,使用維修方便,故應用廣泛。開啟式負荷開關主要適用于交流頻率50Hz交流電,額定電壓單相220V、三相380V,額定電流在100A 以下的電路中,作為不頻繁地接通和分斷有負載電路以及小容量線路短路保護的開關,也可作為分支電路的配電開關使用。 膠蓋瓷底刀開關由操作手柄、熔絲、觸刀、觸刀座和底座等組成,其外形和結構如圖1.

7、1所示。這種刀開關裝有熔絲,可起短路保護作用。,上一頁,下一頁,返回,1.2 低壓開關,2)封閉式負荷開關 封閉式負荷開關又稱鐵殼開關。一般用于電力排灌、電熱器、電氣照明線路的配電設備中,用于不頻繁地接通與分斷電路,也可以直接用于異步電動機的非頻繁全電壓啟動控制。 封閉式負荷開關主要由鋼板外殼、觸刀、操作機構、熔絲等組成,其外形和結構如圖1.2所示。 3)熔斷器式刀開關 熔斷器式刀開關又稱刀熔開關,是刀開關與熔斷器組合而成的開關電器。采用這種刀開關,可以簡化配電裝置的結構,目前廣泛用于低壓動力配電瓶中。,上一頁,下一頁,返回,1.2 低壓開關,2. 刀開關的型號和符號 刀開關按極數分為單極、雙

8、極和三極;按操作方式分為直接手柄操作式、杠桿操作機構式和電動操作機構式;按刀開關轉換方向分為單投和雙投等;按滅弧結構分為帶滅弧罩式和不帶滅弧罩式。常用的產品有:HD11HD14和HS11HS13系列刀開關,HK1、HK2系列膠蓋瓷底開關,HH3、HH4系列鐵殼開關。 1)型號 刀開關的型號標志組成及其含義如圖1.3所示。 2)電氣符號 刀開關的圖形符號及文字符號如圖1.4所示。,上一頁,下一頁,返回,1.2 低壓開關,3. 刀開關的主要技術參數 刀開關的主要技術參數有額定電壓、額定電流、通斷能力、動穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流等。 (1)刀開關的額定電壓應大于或等于控制回路的工作電壓。 (2)刀開關的

9、額定電流可根據負載的額定電流來選擇。使用刀開關控制電動機時,考慮其起動電流可達47倍的額定電流,選擇刀開關的額定電流,宜選為電動機額定電流的3倍左右。 (3)通斷能力是指在規(guī)定條件下,能在額定電壓下接通和分斷的電流值。,上一頁,下一頁,返回,1.2 低壓開關,(4)動穩(wěn)定電流是指當電路發(fā)生短路故障時,刀開關并不因短路電流產生的電動力作用而發(fā)生變形、損壞或觸刀自動彈出之類的現象。這一短路電流峰值即為刀開關的動穩(wěn)定電流,可高達額定電流的數十倍。 (5)熱穩(wěn)定電流是指當電路發(fā)生短路故障時,刀開關在一定時間(通常為1s)內通過某一短路電流,并不會因溫度急劇升高而發(fā)出熔焊現象,這一最大短路電流稱為刀開關

10、的熱穩(wěn)定電流。刀開關的熱穩(wěn)定電流亦可高達額定電流的數十倍。 表1.2列出了HK2系列負荷開關的技術數據,表1.3列出了HH10、HH11系列負荷開關的技術數據。,上一頁,下一頁,返回,1.2 低壓開關,4. 刀開關的選用原則 (1)根據使用場合,選擇刀開關的類型、極數及操作方式。 (2)刀開關的額定電壓應大于或等于線路電壓。 (3)刀開關的額定電流應稍大于或等于電路工作電流。對于電動機負載,開啟式刀開關的額定電流可按電動機額定電流的3倍選取;封閉式刀開關的額定電流可按電動機額定電流的1.5倍選取。,上一頁,下一頁,返回,1.2 低壓開關,1.2.2 組合開關 組合開關又稱為轉換開關。它實際上也

11、是一種特殊的刀開關,只不過一般刀開關的操作手柄是在垂直安裝面的平面內向上或向下轉動,而組合開關的操作手柄則是平行于安裝面的平面內向左或向右轉動而已。它是一種多觸點、多位置式開關,可控制多個回路的電器。一般用于電氣設備中非頻繁地通斷電路、換接電源和負載、測量三相電壓,以及控制小容量感應電動機。 1. 組合開關的結構 組合開關由動觸點(動觸片)、靜觸點(靜觸片)、轉軸、手柄、定位機構及外殼等部分組成。其動觸點、靜觸點分別疊裝于數層絕緣墊板之間,各自附有連接線路的接線柱。組合開關的外形及結構示意圖如圖1.5所示。當轉動手柄時,每層的動觸點隨方形轉軸一起轉動,從而實現對電路的接通、斷開控制。,上一頁,

12、下一頁,返回,1.2 低壓開關,2. 組合開關的型號和符號 1)型號 組合開關的型號及含義如圖1.6所示。 2)電氣符號 組合開關在電路中的表示方法有兩種:一種是觸點狀態(tài)圖結合通斷表;另一種與手動刀開關圖形符號相似,但文字符號不同。具體如圖1.7所示。 3. 組合開關的主要技術參數 組合開關的主要技術參數有額定電壓、額定電流、極數等。其中額定電流有10A、25A、60A 等級別。常用組合開關型號有HZ5、HZ10、HZ15等系列,其中HZ15為新型的全國統(tǒng)一設計的更新?lián)Q代產品。表1.4為HZ15系列組合開關的技術數據。,上一頁,返回,1.3 接 觸 器,1.3.1 交流接觸器的結構和工作原理

13、電磁式交流接觸器的外形如圖1.8所示。 圖1.9為電磁式交流接觸器的結構示意圖,它主要由觸點系統(tǒng)、電磁機構、滅弧裝置和其他部件等組成。 1. 電磁機構 電磁機構的作用是將電磁能轉換成機械能,控制觸點的閉合或斷開。交流接觸器一般采用銜鐵繞軸轉動的拍合式電磁機構和銜鐵作為直線運動的電磁機構。由于交流接觸器的線圈通交流電,在鐵芯中存在磁滯和渦流損耗,會引起鐵芯發(fā)熱。為了減少渦流損耗和磁滯損耗,以免鐵芯過度發(fā)熱,鐵芯由硅鋼片疊合而成。同時,為了減小機械振動和噪聲,在靜鐵芯極面上要裝有短路環(huán)。,下一頁,返回,1.3 接 觸 器,2. 觸點系統(tǒng) 觸點是接觸器的執(zhí)行元件,用來接通和斷開電路。電磁式交流接觸器

14、一般采用雙斷點橋式觸點,兩個觸點串聯(lián)于同一電路中,同時接通或斷開。接觸器的觸點有主觸點和輔助觸點之分,主觸點用以通斷主電路,輔助觸點用以通斷控制回路。主觸點容量大,有三對或四對動合(常開)觸點;輔助觸點容量小,通常有兩對動合(常開)、動斷(常閉)觸點,且分布在主觸點兩側。 3. 滅弧裝置 容量在10A 以上的接觸器都有滅弧裝置,對于小容量的接觸器,常采用雙斷點橋式觸點以利于滅弧,其上有陶土滅弧罩。對于大容量的交流接觸器常采用柵片滅弧。,上一頁,下一頁,返回,1.3 接 觸 器,4. 其他部分 交流接觸器的其他部分有底座、反力彈簧、緩沖彈簧、觸點壓力彈簧、傳動機構和接線柱等。反力彈簧的作用是當吸

15、引線圈斷電時,迅速使主觸點和動合輔助觸點斷開;緩沖彈簧的作用是緩沖銜鐵在吸合時對靜鐵芯和外殼的沖擊力;觸點壓力彈簧的作用是增加動、靜觸點之間的壓力,增大接觸面積以降低接觸電阻,避免觸點由于接觸不良而產生過熱灼傷,并有減振作用。 5. 工作原理 在圖1.9中,接觸器上標有標號,線圈為A1、A2,主觸點1、3、5接電源側,2、4、6接負載側。輔助觸點用兩位數表示,前一位為輔助觸點順序號,后一位的3、4表示動合觸點,1、2表示動斷觸點。,上一頁,下一頁,返回,1.3 接 觸 器,交流接觸器的工作原理如下:當交流接觸器電磁系統(tǒng)中的線圈A1、A2間通入交流電流以后,鐵芯被磁化,產生大于反力彈簧彈力的電磁

16、力,將銜鐵吸合。一方面,帶動了動合主觸點的閉合,接通主電路;另一方面,動斷輔助觸點首先斷開,接著動合輔助觸點閉合。當線圈斷電或外加電壓太低時,在反力彈簧的作用下銜鐵釋放,動合主觸點斷開,切斷主電路;動合輔助觸點先斷開,動斷輔助觸點后恢復閉合。 6. 短路環(huán) 為了消除交流接觸器工作時振動和噪聲,通常在交流接觸器的鐵芯和銜鐵的端面上開一個槽,在槽內安置一個銅制的短路環(huán)(也叫分磁環(huán)),如圖1.10所示。這是因為在電磁機構的磁場中,磁感應強度按正弦規(guī)律變化,即B=Bmsint,由電磁鐵的吸力公式:,上一頁,下一頁,返回,1.3 接 觸 器,可知,電磁鐵的吸力F 將在最大值與零之間變化,而電磁機構在工作

17、過程中,銜鐵始終受到反作用力的作用,當反作用力大于吸力F 時,銜鐵被拉開;而當吸力F 大于反作用力時,銜鐵又吸合,在如此反復循環(huán)的過程中,銜鐵將會產生強烈的振動和噪聲。因此,必須采取措施,消除振動和噪聲。 在鐵芯端面裝設短路環(huán)后,氣隙磁通F 分為兩部分,即不穿過短路環(huán)的F1 和穿過短路環(huán)的F2,且F2 滯后于F1。它們不僅相位不同而且幅值也不一樣,如圖1.11所示。由這兩個磁通產生的電磁力F1與F2 在不同時刻過零點,如果短路環(huán)設計得比較合理,使F1、F2的相位 相差90,并且F1、F2的大小近似相等,則合成的磁力曲線就會相當平坦。只要最小吸力大于反作用力,那么銜鐵將會牢牢地被吸住,不會產生振

18、動和噪聲。,上一頁,下一頁,返回,1.3 接 觸 器,1.3.2 接觸器的型號含義及電氣符號 1. 接觸器的常用型號 目前常用的交流接觸器有:CJ20、CJ24、CJ26、CJ28、CJ29、CJT1、CJ40 和CJX1、CJX2、CJX3、CJX4、CJX5、CJX8 系列, 以及NC2、NC6、B、CDC、CK1、CK2、EB、HC1、HUC1、CKJ5、CKJ9等系列。表1.5 為CJ24 系列交流接觸器主要技術數據。 常用的直流接觸器有:CZ0、CZ18、CZ21、CZ22等系列。表1.6為CZ18系列直流接觸器主要技術數據。,上一頁,下一頁,返回,1.3 接 觸 器,2. 接觸器的

19、型號含義 接觸器的標志組成及其含義如下:,上一頁,下一頁,返回,1.3 接 觸 器,3. 電氣符號 接觸器的圖形符號和文字符號如圖1.12所示。 1.3.3 接觸器的主要技術參數 接觸器的主要技術參數有額定電壓、額定電流、壽命、操作頻率等。 1. 額定電壓 接觸器的額定電壓是指接觸器主觸點的額定工作電壓。(直流線圈常用的電壓等級為24V、48V、110V、220V、440V 等,交流線圈常用的電壓等級為36V、127V、220V及380V 等。) 2. 額定電流 接觸器的額定電流是指接觸器主觸點的額定工作電流,它是在規(guī)定條件下(額定工作電壓、使用類別、額定工作制和操作頻率等),保證電器正常工作

20、的電流值。若改變使用條件,額定電流也要隨之改變。,上一頁,下一頁,返回,1.3 接 觸 器,3. 吸合線圈的額定電壓 直流線圈常用的電壓等級為24V、48V、220V、440V 等,交流線圈常用的電壓等級為36V、127V、220V 及380V 等。 4. 機械壽命與電壽命 接觸器是需要頻繁操作的電器,應有較長的機械壽命和電壽命,接觸器的機械壽命一般為數百萬次至一千萬次;電壽命一般是機械壽命的5%20%。 5. 額定操作頻率 接觸器的額定操作頻率是指每小時允許的操作次數,目前一般為300次/h、600次/h、1200次/h等。操作頻率直接影響接觸器的電壽命及滅弧室的工作條件,對于交流接觸器還影

21、響線圈溫升,它是一個重要的技術指標。,上一頁,下一頁,返回,1.3 接 觸 器,6. 接通與分斷能力 接觸器的接通與分斷能力是指接觸器的主觸點在規(guī)定的條件下,能可靠地接通和分斷的電流值。在此電流值下,接通時主觸點不應發(fā)生熔焊;分斷時主觸點不應發(fā)生長時間燃弧。 7. 線圈消耗功率 線圈消耗功率可分為啟動功率和吸持功率。對于直流接觸器,兩者相等;對于交流接觸器,一般啟動功率約為吸持功率的58倍。 8. 動作值 接觸器的動作值是指接觸器的吸合電壓和釋放電壓。規(guī)定接觸器的吸合電壓大于線圈額定電壓的85%時應可靠吸合,釋放電壓不高于線圈額定電壓的70%。,上一頁,下一頁,返回,1.3 接 觸 器,1.3

22、.4 接觸器的選用 為了保證系統(tǒng)正常工作,必須根據以下原則正確選擇接觸器,使接觸器的技術參數滿足控制線路的要求。 1. 接觸器類型的選擇 接觸器的類型應根據電路中負載電流的種類來選擇。即交流負載應選用交流接觸器,直流負載應選用直流接觸器。 2. 接觸器主觸點的額定電壓選擇 被選用的接觸器主觸點的額定電壓應大于或等于負載的額定電壓。,上一頁,下一頁,返回,1.3 接 觸 器,3. 接觸器主觸點額定電流的選擇 對于電動機負載,接觸器主觸點額定電流按下式計算: 在選用接觸器時,其額定電流應大于計算值。也可以根據相關的電氣設備手冊中給出的被控制電動機的容量和接觸器額定電流對應的數據選擇。 在確定接觸器

23、主觸點電流等級時,如果接觸器的使用類別與所控制負載的工作任務相對應時,一般應使主觸點的電流等級與所控制的負載相當,或者稍大一些。,上一頁,下一頁,返回,1.3 接 觸 器,4. 接觸器吸合線圈電壓的選擇 如果控制線路比較簡單,所用接觸器的數量較少,則交流接觸器線圈的額定電壓一般直接選用380V 或220V。如果控制線路比較復雜,使用的電器又比較多,為了安全起見,線圈的額定電壓可選低一些。例如,交流接觸器線圈電壓可選擇36V、127V 等,這時需要附加一個控制變壓器。 直流接觸器吸合線圈電壓的選擇應視控制回路的具體情況而定,所選擇吸合線圈的額定電壓與直流控制電路的電壓應一致。 直流接觸器的線圈加

24、的是直流電壓,交流接觸器的線圈一般加的是交流電壓。有時為了提高接觸器的最大操作頻率,交流接觸器也有采用直流線圈的。,上一頁,返回,1.4 熔 斷 器,1.4.1 熔斷器的結構及保護特性 1. 熔斷器的結構 熔斷器由熔體和安裝熔體的絕緣底座(或稱熔管)等組成。熔體為絲狀或片狀,熔體材料通常有兩種:一種是由鉛錫合金和鋅等熔點低、導電性能差的金屬制成,因而不易滅弧,多用于小電流的電路;另一種由銀、銅等熔點高、導電性能好的金屬絲制成,易于滅弧,多用于大電流電路。熔斷器主要包括插入式、螺旋式、管式等幾種形式,常見的熔斷器的結構如圖1.13、圖1.14所示。,下一頁,返回,1.4 熔 斷 器,2. 保護特

25、性 熔斷器串聯(lián)在被保護的電路中,電流通過熔體時產生的熱量與電流的平方和電流通過的時間成正比,電流越大,則熔體的熔斷時間越短,這種特性稱為熔斷器的保護特性或安秒特性,如圖1.15所示?？梢娙蹟鄷r間與電流成反比。圖中IN為熔斷器額定電流,熔體允許長期通過額定電流而不熔斷,通過熔體電流與熔斷時間的數值關系如表1.7所示。 1.4.2 熔斷器的型號含義及電氣符號 1. 熔斷器型號的含義 熔斷器的型號含義如下:,上一頁,下一頁,返回,1.4 熔 斷 器,2. 熔斷器的圖形符號及文字符號 熔斷器的圖形符號及文字符號如圖1.16所示。 1.4.3 熔斷器的主要技術參數 熔斷器的主要技術參數包括額定電壓、熔體

26、的額定電流、熔斷器的額定電流、極限分斷能力等。 1. 額定電壓 熔斷器的額定電壓是指熔斷器長期工作時和分斷后能夠承受的電壓,它取決于線路的額定電壓,其值一般等于或大于連接電路的額定電壓。 2. 熔體的額定電流 熔體的額定電流是指熔體長期通過而不會使其熔斷的電流。,上一頁,下一頁,返回,1.4 熔 斷 器,3. 熔斷器的額定電流 熔斷器的額定電流是保證熔斷器(指絕緣底座)能長期正常工作的電流。熔斷器的額定電流等級比較少,而熔體的額定電流等級比較多,即在一個額定電流等級的熔斷器內可以分裝不同額定電流等級的熔體,但熔體的額定電流最大不能超過熔斷器的額定電流。 4. 極限分斷能力 極限分斷能力是指熔斷

27、器在規(guī)定的額定電壓和功率因數(或時間常數)的條件下,能分斷的最大短路電流值。在電路中出現的最大電流值一般是指短路電流值。所以,極限分斷能力也反映了熔斷器分斷短路電流的能力。它取決于熔斷器的滅弧能力,與熔體的額定電流無關。 熔 斷器的主要技術數據如表1.8所示。,上一頁,下一頁,返回,1.4 熔 斷 器,1.4.4 熔斷器的選擇與維護 1. 熔斷器的選擇 熔斷器的選擇主要考慮熔斷器類型、額定電壓、熔斷器額定電流及熔體額定電流等方面。 工 業(yè)上選擇熔斷器一般應從以下幾個方面考慮。 1)熔斷器的類型 根據線路的要求、使用場合、安裝條件和各類熔斷器的使用范圍來選擇。 2)熔斷器的額定電壓 熔斷器額定電

28、壓必須等于或高于熔斷器工作點的電壓。,上一頁,下一頁,返回,1.4 熔 斷 器,3)熔體的額定電流 (1)對于照明線路等沒有沖擊電流的負載,應使熔體的額定電流等于或稍大于電路的工作電流,即:IFUI (2)對于電動機類負載,要考慮啟動沖擊電流的影響,應按下式計算 : IFU (1.52.5)IN (3)對于多臺電動機由一個熔斷器保護時,熔體額定電流應按下式計算:IFU (1.52.5)INmax + IN (4)降壓啟動的電動機選用熔體的額定電流應等于或略大于電動機的額定電流。,上一頁,下一頁,返回,1.4 熔 斷 器,4)熔斷器的額定電流 熔斷器的額定電流根據被保護電路及設備的額定負載電流選

29、擇。熔斷器的額定電流必須等于或高于所裝熔體的額定電流。 5)熔斷器的額定分斷能力 熔斷器的額定分斷能力必須大于電路中可能出現的最大故障電流。 6)熔斷器上、下級的配合 為滿足電路保護的要求,應注意熔斷器上、下級之間的配合,為此,應使上一級(供電干線)熔斷器的熔體額定電流比下一級(供電支線)大12個級差。,上一頁,下一頁,返回,1.4 熔 斷 器,2. 熔斷器在使用維護方面的注意事項 (1)安裝前檢查熔斷器的型號、額定電流、額定電壓、額定分斷能力等參數是否符合規(guī)定要求。 (2)安裝時應注意熔斷器與底座、觸刀的接觸要良好,以避免因接觸不良造成溫升過高,引起熔斷器誤動作和周圍電器元件的損壞。 (3)

30、當熔斷器熔斷時,應更換同一型號、規(guī)格的熔斷器。 (4)工業(yè)用熔斷器的更換應由專職人員進行,更換時應先切斷電源。 (5)使用時應經常清除熔斷器表面的塵埃。在定期檢修設備時,如發(fā)現熔斷器有損壞,應及時更換。,上一頁,返回,1.5 繼 電 器,1.5.1 電磁式繼電器 電磁式繼電器是使用最多的一種繼電器,其基本結構和工作原理與電磁式接觸器相似,也是由電磁機構、觸點系統(tǒng)和釋放彈簧等部分組成。二者的主要區(qū)別是繼電器主要用于切換小電流的控制和保護電路,沒有滅弧裝置,也沒用主觸點和輔助觸點之分,可以在電量和非電量的作用下動作;而接觸器是用來控制大電流電路,有滅弧裝置,一般只能在電壓作用下動作。幾種常見的電磁

31、式繼電器的外形圖如圖1.17所示。 1. 電磁式繼電器的結構與工作原理 1)電磁式電流繼電器 觸點的動作與否,與通過線圈的電流大小有關的繼電器叫作電磁式電流繼電器,它主要用于電動機、發(fā)電機或其他負載的過載及短路保護,直流電動機磁場控制或失磁保護等。,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,電流繼電器的線圈串在被測量電路中,其線圈匝數少、導線粗、阻抗小。電流繼電器除用于電流型保護的場合外,還經常用于按電流原則控制的場合。電流繼電器有過電流繼電器和欠電流繼電器兩種。 過電流繼電器在電路正常工作時,銜鐵是釋放的,電路發(fā)生過載或短路故障時,銜鐵才吸合,帶動相應的觸點動作,即常開觸點閉合,常閉觸點斷開。 欠電

32、流繼電器在電路正常工作時,銜鐵是吸合的,其常開觸點閉合,常閉觸點斷開,當線圈中的電流降至額定電流的10%以下時,銜鐵釋放,發(fā)出信號,從而改變電路的狀態(tài)。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,2)電磁式電壓繼電器 觸點的動作與加在線圈上的電壓大小有關的繼電器稱為電磁式電壓繼電器,它用于電力拖動系統(tǒng)的電壓保護和控制。電磁式電壓繼電器反映的是電壓信號,它的線圈并聯(lián)在被測電路的兩端,所以匝數多、導線細、阻抗大。電磁式電壓繼電器按動作電壓值的不同,分為過電壓繼電器、欠電壓繼電器和零壓繼電器三種。 一般來說,過電壓繼電器在電壓為額定電壓的110%以上時動作,對電路進行過壓保護,其工作原理與過電流繼電

33、器相似;欠電壓繼電器在電壓為額定電壓的40%70%時動作,對電路進行欠電壓保護,其工作原理與欠電流繼電器相似;零壓繼電器在電壓減小至額定電壓的5%25%時動作,對電路進行零電壓保護。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,3)電磁式中間繼電器 中間繼電器在結構上是一個電壓繼電器,但它的觸點數量多、觸點容量大(額定電流為510A),是用來轉換控制信號的中間元件。其輸入是線圈的通電或斷電信號,輸出信號為觸點的動作。其主要用途是當其他繼電器的觸點數或觸點容量不夠時,可借助中間繼電器來擴大它們的觸點數或觸點容量,起中間轉換的作用。 2. 電磁式繼電器的型號含義及電氣符號 1)型號含義 電磁式繼電器

34、的常用型號有:JL18、JT18、JZ15、3TH80、3TH82及JZC2等系列。 其中JL18系列為電流繼電器,JT18系列為直流通用繼電器,JZ15 系列為中間繼電器,3TH82與JZC2系列類似,為接觸器式繼電器。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,表1.9、表1.10、表1.11分別列出了JL18、JT18、JZ15系列繼電器的技術數據。 2)中間繼電器的電氣符號 中間繼電器的電氣符號如圖1.18所示,文字符號為KA。 3. 電磁式繼電器的技術參數 (1)靈敏度。使繼電器動作的最小功率稱為繼電器的靈敏度。 (2)額定電壓和額定電流。對于電壓繼電器,它的線圈額定電壓稱為該繼電器

35、的額定電壓;對于電流繼電器,它的線圈額定電流稱為該繼電器的額定電流。 (3)吸合電壓或吸合電流。使繼電器銜鐵開始運動時線圈的電壓(對電壓繼電器)或電流(對電流繼電器)稱為吸合電壓或吸合電流,用UXH或IXH表示。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,(4)釋放電壓或釋放電流。繼電器銜鐵開始釋放時線圈的電壓(對電壓繼電器)或電流(對電流繼電器)稱為釋放電壓或釋放電流,用USF或ISF表示。 (5)返回系數。釋放電壓(或電流)與吸合電壓(或電流)的比值,稱為返回系數,用K 表示。電壓繼電器的返回系數為K =USF/UXH,電流繼電器的返回系數為K =ISF/IXH。 返回系數實際上是表示繼電

36、器的吸合值與釋放值的接近程度。 (6)吸合時間和釋放時間。吸合時間是從線圈接受電信號到銜鐵完全吸合所需的時間,釋放時間是從線圈斷電到銜鐵完全釋放所需的時間。它們的大小影響繼電器的操作頻率。一般繼電器的吸合時間和釋放時間為0.050.15s,快速繼電器可達0.0050.05s。 (7)整定值。根據控制電路的要求,預先使繼電器達到某一個吸合值或釋放值,這個吸合值(電壓或電流)釋放值(電壓或電流)就稱為整定值。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,1.5.2 時間繼電器 時間繼電器是一種根據電磁原理或機械動作原理來實現觸點系統(tǒng)延時接通或斷開的自動切換電器。按其動作原理與結構不同,可分為電磁式、

37、空氣阻尼式、電動式和電子式等。按延時方式分為通電延時型與斷電延時型。 1. 空氣阻尼式時間繼電器 空氣阻尼式時間繼電器利用空氣通過小孔時產生阻尼的原理獲得延時。其結構由電磁系統(tǒng)、延時機構和觸頭三部分組成。電磁機構為雙E 直動式,觸頭系統(tǒng)為微動開關,延時機構采用氣囊式阻尼器,如圖1.19所示為JS7系列空氣阻尼式時間繼電器的外形圖。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,空氣阻尼式時間繼電器既有通電延時型,也有斷電延時型。只要改變電磁機構的安裝方向,便可實現不同的延時方式:當銜鐵位于鐵芯和延時機構之間時為通電延時,如圖1.20 (a)所示;當鐵芯位于銜鐵和延時機構之間時為斷電延時,如圖1.2

38、0 (b)所示。 當線圈1斷電時,銜鐵3在復位彈簧4的作用下將活塞12推向最下端。因活塞被往下推時,橡皮膜下方氣孔內的空氣,都通過橡皮膜10、弱彈簧9和活塞12肩部所形成的單向閥,經上氣室縫隙順利排掉,因此延時與不延時的微動開關15與16都迅速復位。 將圖1.20 (a)的電磁機構翻轉180安裝后,可得到圖1.20 (b)所示的斷電延時型時間繼電器。它的工作原理與通電延時型相似,微動開關15是在吸合線圈1斷電后延時動作的。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,空氣阻尼式時間繼電器的優(yōu)點:結構簡單、壽命長、價格低廉。缺點是準確度低、延時誤差大,在延時精度要求高的場合不宜采用。 空氣阻尼式時

39、間繼電器型號為JS7系列和JS7-A 系列,A 表示為改型產品,體積小。JS7-A 系列空氣阻尼式時間繼電器的主要技術參數如表1.12所示。 2. 電子式時間繼電器 電子式時間繼電器按延時原理分為晶體管式時間繼電器和數字式時間繼電器,多用于電力傳動、自動順序控制及各種過程控制系統(tǒng)中,具有延時范圍寬、精度高、體積小、工作可靠等優(yōu)點,并隨電子技術的飛速發(fā)展,應用必將日益廣泛。其結構如圖1.21所示。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,3. 時間繼電器的電氣符號 時間繼電器的圖形符號及文字符號如圖1.22所示。 對于通電延時時間繼電器,當線圈得電時,其延時動合觸點要延時一段時間才閉合,延時動

40、斷觸點要延時一段時間才斷開;當線圈失電時,其延時常開觸點迅速斷開,延時常閉觸點迅速閉合。 對于斷電延時時間繼電器,當線圈得電時,其延時動合觸點迅速閉合,延時動斷觸點迅速斷開;當線圈失電時,其延時常開觸點要延時一段時間再斷開,延時常閉觸點要延時一段時間再閉合。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,1.5.3 熱繼電器 熱繼電器是利用電流的熱效應原理來工作的保護電器。電動機在運行過程中常會遇到過載情況,但只要過載不嚴重,繞組不超過允許溫升,這種過載是允許的。如果過載情況嚴重,時間較長,則會引起電動機過熱,損壞繞組的絕緣,縮短電動機的使用壽命,甚至燒毀電動機。 熱繼電器就是專門用來對連續(xù)運行的

41、電動機實現過載及斷相保護,以防止電動機因過熱而燒毀的一種保護電器。 1. 熱繼電器的結構及工作原理 熱繼電器的外形結構如圖1.23所示。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,熱繼電器的形式有多種,其中以雙金屬片最多。雙金屬片式熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片和觸頭三部分組成。熱元件由發(fā)熱電阻絲制成;雙金屬片是熱繼電器的感測機構,由兩種膨脹系數不同的金屬片碾壓而成。熱繼電器的工作原理示意圖如圖1.24所示。 在實際應用中,熱元件串聯(lián)在電動機定子繞組中,電動機定子繞組電流即為流過熱元件的電流。熱繼電器的常閉觸點串接于電動機的控制電路中,當電動機正常運行時,熱元件產生的熱量使雙金屬片彎曲,但不足

42、以使熱繼電器動作;當電動機過載時,流過熱元件的電流增大,熱元件產生的熱量增加,加上時間效應,從而使雙金屬片的彎曲程度加大,最終使雙金屬片推動導板使熱繼電器的常閉觸點斷開,切斷電動機的控制電路,使電動機停轉,達到過載保護的目的。待雙金屬片冷卻后,才能使觸電復位。復位有手動復位和自動復位兩種方式。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,2. 帶斷相保護的熱繼電器 帶斷相保護的熱繼電器的結構示意圖如圖1.25所示,其虛線表示動作位置,圖1.25 (a)為斷電時的位置。 當電流為額定值時電動機正常運行,三個熱元件均正常發(fā)熱,其端部均向左彎曲推動上、下導板同時左移,但達不到動作位置,繼電器不會動作,

43、如圖1.25 (b)所示。 當電流過載達到整定值時,雙金屬片彎曲較大,把導板和杠桿推到動作位置,繼電器動作,使動斷觸點立即打開,如圖1.25 (c)所示。 當一相(設L1相)斷路時,L1相(右側)的雙金屬片逐漸冷卻降溫,其端部向右移動,推動上導板向右移動;而另外兩相雙金屬片溫度上升,使端部向左移動,推動下導板繼續(xù)向左移動,產生差動作用,使杠桿扭轉,繼電器動作,從而實現斷相保護,如圖1.25 (d)所示。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,3. 常用的熱繼電器型號及含義 1)常用的熱繼電器型號 常用的熱繼電器有JRS1、JR20、JR16、JR15、JR14 等系列,引進產品有T 系列,

44、3UP、LR1-D等系列。 JR20、JRS1系列具有斷相保護、溫度補償、整定電流值可調、手動脫扣、手動復位、動作后的信號指示等功能。安裝方式上除采用分立結構外,還增設了組合式結構,可通過導電桿與掛鉤直接插接,可直接連接在CJ20型接觸器上。 根據德國ABB公司技術標準生產的新型T 系列熱繼電器的規(guī)格齊全,其整定電流可達500A,常用來與B系列交流接觸器組合成電磁啟動器。另外,作為T系列的派生產品T-DV系列,其整定電流可達850A,也是與新型接觸器EB系列、EA 系列配套的產品。T 系列熱繼電器符合IEC、VDE等國標標準,可取代同類進口產品。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,JR

45、20系列產品共有8個額定電流等級,46個熱元件規(guī)格,可適用于0.1630A 保護范圍。其主要技術參數見表1.13。 2)熱繼電器的電氣符號 熱繼電器的圖形符號及文字符號如圖1.26所示。 4. 熱繼電器的選用與維護 熱繼電器主要用于電動機的過載保護,在使用過程中要考慮電動機的工作環(huán)境、啟動情況、負載性質等因素,具體應按以下幾個方面來選擇。 (1)熱繼電器結構形式的選擇:星形接法的電動機可選用兩相或三相結構熱繼電器;三角形接法的電動機應選擇帶斷電保護的三相結構熱繼電器。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,(2)根據被保護電動機的實際啟動時間選取6倍額定電流下具有相應可返回時間的熱繼電器。

46、一般熱繼電器的可返回時間大約為6倍額定電流下動作時間的50%70%。 (3)熱元件額定電流一般可按下式確定:IN=(0.951.05)IMN 對于工作環(huán)境惡劣、啟動頻繁的電動機,則按下式確定:IN=(1.051.15)IMN (4)對于重復短時工作的電動機(如起重機電動機),由于電動機不斷重復升溫,熱繼電器雙金屬片的溫升跟不上電動機繞組的溫升,電動機將得不到可靠的過載保護。因此,不宜選用雙金屬片熱繼電器,而應選用過電流繼電器或能反映繞組實際溫度的溫度繼電器來進行保護。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,1.5.4 速度繼電器 速度繼電器是利用轉軸的一定轉速來切換電路的自動電器。它主要用

47、在鼠籠式異步電動機的反接制動控制中,故稱為反接制動繼電器。速度繼電器的實物圖如圖1.27所示。 1. 速度繼電器的結構和工作原理 從結構上看,速度繼電器主要由轉子、定子和觸點三部分組成。轉子是一個圓柱形永久磁鐵,定子是一個籠型空心圓環(huán),由硅鋼片疊成,并裝有籠型繞組。其結構原理示意圖如圖1.28所示。 速度繼電器有兩組觸點(每組各有一對動合觸點和動斷觸點),可分別控制電動機正、反轉的反接制動。通常當速度繼電器轉軸的轉速達到120r/min時,觸點即動作;當轉速低于100r/min時,觸點即復位。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,2. 速度繼電器的型號和符號 (1)型號。速度繼電器的標志

48、組成及其含義如下: (2)電氣符號。速度繼電器的圖形符號及文字符號如圖1.29所示。,上一頁,下一頁,返回,1.5 繼 電 器,3. 速度繼電器的技術參數 常用的速度繼電器有JY1型和JFZ0型。JY1型能在轉速3000r/min以下可靠工作;JFZ0-1型適用于轉速3001000r/min,JFZ0-2型適用于轉速10003600r/min;JFZ0型有兩對動合、動斷觸點。JY1型和JFZ0型速度繼電器的主要技術參數如表1.14所示。,上一頁,返回,1.6 低壓斷路器,1.6.1 低壓斷路器的結構和工作原理 1. 低壓斷路器的分類 低壓斷路器按其用途和結構特點可分為框架式低壓斷路器、塑料外殼

49、式低壓斷路器、直流快速低壓斷路器和限流式低壓斷路器等。圖1.30為低壓斷路器的外形圖。 1)塑料外殼式低壓斷路器(DZ型) 塑料外殼式低壓斷路器是利用模壓絕緣材料制成的封閉型外殼將所有構件組裝在一起,僅在殼蓋中央露出操作手柄,供手動操作之用。一般用作配電線路的保護開關以及電動機和照明線路的控制開關等。常見的型號有D5Z系列和DZ10系列等。,下一頁,返回,1.6 低壓斷路器,2)框架式低壓斷路器(DW 型) 框架式低壓斷路器又稱萬能式低壓斷路器,它一般都有一個鋼制的框架,所有的構件組裝在一起安裝在這個框架內。這種斷路器電流容量大,分斷能力強,熱穩(wěn)定性好。它主要在380V 的低壓配電系統(tǒng)中用作過

50、電流、欠電壓和過熱保護。常見的型號有DW10系列和DW15系列等。 3)限流式斷路器 當電路出現故障時,限流式斷路器能在短路電流還未達到預期的電流峰值前,迅速將電路斷開。這種斷路器由于具有分斷速度快的特點,因此常用在分斷能力要求高的場合,常見的限流式斷路器有DWX系列和DZX系列等。,上一頁,下一頁,返回,1.6 低壓斷路器,2. 低壓斷路器的結構 圖1.31為低壓斷路器的結構示意圖,低壓斷路器主要由觸點系統(tǒng)、操作機構和保護元件三部分組成。主觸點由耐弧合金制成,采用滅弧柵片滅弧;操作機構有直接手柄操作、杠桿操作、電磁機構操作和電動機驅動等;脫扣器有電磁脫扣器、熱脫扣器、復式脫扣器、欠壓脫扣器、

51、分勵脫扣器等,故障時自動脫扣,觸點通斷瞬時動作與手柄操作速度無關。 3. 低壓斷路器的工作原理 斷路器開關是靠手動或電動操作機構合閘的,觸點閉合后,自由脫扣機構將觸點鎖扣在合閘位置上。圖1.31所示的結構示意圖中斷路器處于閉合狀態(tài),三個主觸點2通過傳動桿3與鎖扣4保持閉合,鎖扣4可繞軸轉動。,上一頁,下一頁,返回,1.6 低壓斷路器,如果電路發(fā)生故障,自動脫扣機構在有關脫扣器的推動下動作,使鎖扣4脫開,于是主觸點2在彈簧1的作用下迅速斷開。 過電流脫扣器5的線圈和過載脫扣器6的線圈與主電路串聯(lián),欠壓脫扣器7的線圈與主電路并聯(lián)。當電路發(fā)生短路或嚴重過載時,過電流脫扣器5的銜鐵被吸合,使自動脫扣機

52、構動作;當電路過載時,過載脫扣器6的熱元件產生的熱量增加,使雙金屬片向上彎曲,推動自動脫扣機構動作;當電路欠壓或失壓時,欠壓脫扣器7的銜鐵釋放,也使自動脫扣機構動作。分勵脫扣器8則作為遠距離分斷電路使用,根據操作人員的命令或其他信號使線圈通電,從而使斷路器斷開。,上一頁,下一頁,返回,1.6 低壓斷路器,1.6.2 低壓斷路器的型號含義和符號 1. 型號 低壓斷路器的標志組成及其含義如下:,上一頁,下一頁,返回,1.6 低壓斷路器,2. 電氣符號 斷路器的圖形符號和文字符號如圖1.32所示。 1.6.3 低壓斷路器的選用 1. 選用技術標準 低壓斷路器的選用應符合GB/T14048.22001

53、 低壓開關設備和控制設備低壓斷路器等國家標準要求。 2. 選用原則 (1)斷路器類型的選擇:應根據電路的額定電流及保護的要求來選用。如一般應用場合選用塑殼式;短路電流很大的選用限流型;額定電流比較大或有選擇性保護要求的選框架式;控制和保護含半導體器件的直流電路選直流快速斷路器等。,上一頁,下一頁,返回,1.6 低壓斷路器,(2)斷路器的額定工作電壓應大于或等于線路或設備的額定工作電壓。對于配電線路來說應注意區(qū)別是電源端保護還是負載保護,按照電源端電壓比負載端電壓高出約5%來選擇。 (3)斷路器主電路額定工作電流大于或等于負載工作電流。 (4)斷路器的過電流脫扣器的整定電流應大于或等于線路的最大

54、負載電流。 (5)斷路器的欠電壓脫扣器的額定電壓等于主電路額定電壓。 (6)斷路器的額定通斷能力大于或等于電路的最大短路電流。,上一頁,返回,1.7 主令電器,1.7.1 控制按鈕 控制按鈕是一種手動且一般可以自動復位的主令電器。用于對電磁啟動器、接觸器、繼電器及其他電氣線路發(fā)出指令控制信號。常用控制按鈕的外形如圖1.33所示。 1. 控制按鈕的結構及工作原理 控制按鈕由按鈕帽、復位彈簧、橋式動觸點、靜觸點和外殼等組成,通常制成具有動合(常開)觸點和動斷(常閉)觸點的復式結構。當按下按鈕時,動斷觸點先斷開,動合觸點后閉合;當按鈕釋放后,在復位彈簧的作用下使按鈕自動復原,即動合觸點先斷開,動斷觸

55、點后閉合,這種按鈕稱為自復式按鈕。另外還有帶自保持機構的按鈕,第一次按下后,由機械結構鎖定,手放開后不復原,在第二次按下后,鎖定機構脫扣,手放開后才自動復原?？刂瓢粹o的結構示意圖如圖1.34所示。,下一頁,返回,1.7 主令電器,國際GB52262002對按鈕顏色做出如下規(guī)定: (1)“停止”和“急?！卑粹o的顏色為紅色。 (2)“啟動”按鈕的顏色為綠色。 (3)“啟動”與“停止”交替動作的按鈕為黑白、白色或灰色。 (4)“點動”按鈕為黑色。 (5)“復位”按鈕是藍色(如保護繼電器的復位按鈕)。 2. 控制按鈕的種類及常用型號 按照按鈕的用途和結構的不同,控制按鈕可分為啟動按鈕、停止按鈕和復合按鈕等。按使用場合、作用的不同,通常將按鈕做成紅、綠、黑、黃、藍、白、灰等顏色。,上一頁,下一頁,返回,1.7 主令電器,目前使用比較多的有LA10、LA18、LA19、LA20、LA25、LAY3、LAY5、LAY9、HUL11、HUL2等系列產品。其中,LAY3系列是引進產品,產品符合IEC337標準及國家標準GB149785。LAY5系列是引進法國施耐德電氣公司技術的產品,LAY9系列是綜合日本和泉公司、德國西