负荷开关、熔断器及低压开关.ppt

2019/8/9,1,复习回顾,隔离开关的分类：按装设地点、极数、绝缘支柱数目、动作方式、无接地刀闸、操动机构 典型隔离开关： GN19系列隔离开关 GW5型户外式隔离开关（V型） GW6系列户外式隔离开关（剪刀式） GW4系列户外式（双柱式水平回转式） GW7系列户外式（单极三柱水平转动式结构） GW16系列户外式（机械手式单臂折叠型）,隔离刀闸与接地刀闸不能同时合闸， 所以二者之间设有机械联锁,补充 负荷开关,电气教研室,2019/8/9,3,一、负荷开关的作用,1开断和关合作用 负荷开关有一定的灭弧能力，可用来开断和关合负荷电流和小于一定倍数（通常为34倍）的过载电流；有明显断口，可以起到隔离开关作用。 2替代作用 负荷开关与限流熔断器串联组合可以代替断路器使用，即由负荷开关承担开断和关合小于一定倍数的过载电流，而由限流熔断器承担开断较大的过载电流和短路电流。,2019/8/9,4,二 负荷开关的分类,2019/8/9,5,三 两种典型的负荷开关,1 FN3-10型压气式转动结构负荷开关,利用活塞和气缸在开断过程中 相对运动将空气压缩，再利用 被压缩的空气而熄弧。,动画,分闸时主轴转动而带动活塞， 压缩气缸内空气而从喷嘴喷 出，对电弧形成纵吹，使之 迅速熄灭,2019/8/9,6,三 两种典型的负荷开关,2 FZN2112D联动式结构的负荷开关,动画,2019/8/9,7,2.5 高压熔断器,一、熔断器的作用 主要用于线路及电力变压器等电气设备的短路及过载保护。当电气设备或线路过载或短路引起电流超过某一数值，熔断器应能在规定的时间内迅速动作，切断电源以起到保护设备、保证正常部分免遭短路事故的破坏。 熔断器具有结构简单、体积小、重量轻、价格低廉、维护方便、使用灵活等特点，广泛使用在60kV及以下电压等级的小容量电气装置中。,2019/8/9,8,二、熔断器的工作原理 当电路发生过负荷或短路故障时，通过熔体电流增大，过负荷电流或短路电流对熔体加热，熔体由于自身温度超过熔点，在被保护设备的温度未达到破坏其绝缘之前熔化，将电路切断。,熔断器工作包括以下四个物理过程： （1）流过过载或短路电流时，熔体发热以至熔化； （2）熔断体气化，电路开断； （3）电路开后的间隙又被击穿，产生电弧； （4）电弧熄灭。熔断器的切断能力决定于最后一个过程。 熔断器的动作时间为上述四个过程的时间总和。,2019/8/9,9,三 熔断器的分类,2019/8/9,10,四 高压熔断器的型号,第一位：表示设备名称，R代表熔断器； 第二位：使用环境，N代表户内型； 第三位：设计序号，以数字表示； 第四位：额定电压，单位KV. 第五位：熔断器的额定电流。单位A； 第六位：熔体的额定电流，单位以A表示。 例如：RN110 20/10代表：熔断器户内型；设计序号为1，额定电压10KV，熔断器额定电流20A，熔体额定电流10A。,1,2,3,4,5,6,熔断器的可以更换的更大额定电流熔体。,2019/8/9,11,（1） 安秒特性(反时限特性) 熔体熔化时间与通过电流值的关系称为安秒特性。按照安秒特性进行熔断的选择，就可以获得熔断器的动作选择。,五 熔体特性,熔体额定电流,熔断器通过的电流,熔断时间,(2) 过电压。 熔断器工作的物理过程是：间隙气化后，线路开断，断点间电压升高，使间隙击穿，产生电弧。因此在熔断器切断过程中，有过电压问题。这种过电压决定于线路电流被切断的情况以及被击穿间隙的长度。,2019/8/9,12,2019/8/9,13,（1） 常用的高压户内管形限流熔断器,六 常用高压熔断器介绍,2019/8/9,14,国产高压管形熔断器有RN1和RN2两种，都是户内式充有石英砂填料的密封管熔断器，两者结构基本相同。 RN1型用于335kV的电力线路和电气设备的过载和短路保护；以RN2型专门用于保护335kV的电压互感器。,2019/8/9,15,使熔断器能在较小的故障或过负荷电流时动作。同时熔丝采用几根熔丝并联，使它们在熔断时产生几条并行电弧，使电弧与填料的接触面增大，去游离加强，加速电弧的熄灭。工作熔体熔断后，指示熔体接着熔断，红色指示器弹出。,管形熔断器熔管剖面图,工作熔体采用焊有小锡球的铜熔丝。利用“冶金效应”（锡是低熔点金属，过电流时，锡受热首先熔化，熔液包围铜，铜锡互相渗透，形成熔点比较低的铜锡合金，使铜丝能在较低的温度下熔化）,2019/8/9,16,又称为跌开式熔断器，俗称跌落保险。,（2）户外型高压熔断器的结构及工作原理,正常情况下，熔管上部的动触头借助熔丝张力拉紧后，推上静触头内锁紧闭合保持闭合状态。 熔断管由钢纸管、虫胶桑皮纸等产气材料制成。当熔丝熔断，熔管内产生电弧后，熔管的内壁在电弧的作用下将产生大量气体使管内压力增高。气体在高压力作用下高速向外喷出，产生强烈去游离作用使电弧在过零时熄灭。,图2.20,2019/8/9,17,RW10型高压跌落式熔断器 RW10-35型限流式熔断器,同时由于熔丝管拉力消失，使锁紧机构释放，在静触头的弹力和自重的作用下，使熔管跌落下来，电弧被迅速拉长，即有利于灭弧，又形成明显的断开距离。,动作视频,2019/8/9,18,2.5 低压开关电器(补充),一、概述 低压电器定义：交流50Hz、额定电压在1200V及以下或直流额定电压在1500V及以下电力线路中起保护、控制、转换和调节等作用的电气元件的总称。 灭弧方法：一般是在空气中拉长电弧或利用灭弧栅将长电弧分为短电弧 低压配电电器主要有自动开关、刀开关、接触器、熔断器、热继电器等,2019/8/9,19,1. 刀开关是最简单的低压开关，额定电流在1500A以下 2. 刀开关只能手动操作，主要用于隔离电源检修设备，也可用于不经常起动的小容量(10kW以下)三相异步电动机的直接起动控制。 3. 分类： 按极数分：单极、双极、三极 按灭弧结构分：带灭弧罩和不带灭弧罩 按操作方式分：直接手柄操作和杠杆操作 按用途分：单投和双投,二、刀开关（刀闸）,2019/8/9,20,4. 选用刀开关时，必须遵循以下原则： 只适于不频繁的操作 开关内熔体的额定电流，应小于开关本身的额定电流。 用于控制异步电动机时，开关的额定电流应三倍于电动机的额定电流值。,动画演示,2019/8/9,21,常用的有HD系列、HS系列单投和双投刀开关。 适用范围：交流50Hz、额定电压至380V、直流至440V，额定电流至1500A，可用于各种成套配电装置中，作为不频繁地手动接通和分断交、直流电路或作隔离开关用。,动画演示,2019/8/9,22,2019/8/9,23,1.电设备和供电线路作短路和严重超载的保护之用 2. 常用的有RM(封闭管式)、RC(插入式)，RL(螺旋式)、RT(填充式)和RS(快速型)等几大系列。 3. 低压熔断器的选择 (1)保护异步电动机：IR=(1.53)Ied (A) (2)保护小型变压器：IR=1.5IeB (3)照明及电热类的保护：IR=IeH,三低压熔断器,2019/8/9,24,1. 概述 适用于电压为500伏以下交、直流电机或其它操作频繁的电路中，作为远距离操作或自动控制。 不能切断短路电流和过负荷电流，因此不能用它来保护电气设备。 接触器的主触头从10-6000A等级分类较多。辅助触头额定电流均为5A。 接触器分为交、直流两大类,四、接触器,2019/8/9,25,2. 基本结构和工作原理,动画演示,2019/8/9,26,（a）CJ10-40交流接触器 （b）CJ12-40交流接触器,2019/8/9,27,1. 概述 1 热继电器主要用于电动机的过载与断相保护 2 反时限特性 3 热继电器一般是双金属片热过载继电器 4 动作后，可手动复位，也可自动复位 5 热继电器整定值可调节,热继电器的保护特性,五、热继电器,2019/8/9,28,双金属片、加热元件、动作机构、接点、整定调节装置和温度补偿元件等,3.工作原理 双金属片由线膨胀系数不同的金属碾压而成，利用电流加热，使其膨胀弯曲，触动触点动作。,2. 热继电器的结构,2019/8/9,29,型号：3UA55 整定电流范围： 16-25（A） 厂家：西门子（中 国）有限公司,热继电器,2019/8/9,30,5. 使用特点 热元件接于主回路，触点接在控制回路 由于热惯性，热继电器不能作短路保护，也正因为此，可躲过起动电流 动作时间随电流大小而变。,2019/8/9,31,1. 概述 能接通、承载及分断正常电路工作电流。 能在规定的非正常电路条件（过载、短路）下接通、承载一定时间和分断电流。 可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机， 既有手动开关作用又能自动进行欠电压、失电压、过载和短路保护。,六、低压断路器（自动空气开关）,2019/8/9,32,2. 自动空气开关的结构,低压断路器的结构示意图 1主触点；2自由脱扣机构的锁扣；3过电流脱扣器； 4分励脱扣器；5热脱扣器；6欠电压脱扣器；7按钮,1,2,3,4,5,6,7,2019/8/9,33,1）触头系统包括主触头和辅助触头 主触头通常是由工作触头和灭弧触头组成，用于分、合主电路 。 工作触头主要是通过工作电流，灭弧触头是在接通和断开电路时，保护工作触头不被电弧烧伤。 辅助触头用于控制电路，用来反映断路器的位置或构成电路的联锁。,2019/8/9,34,2）灭弧装置 灭弧措施：大电流用灭弧栅，小电流用拉长电弧，灭弧罩冷却。 将电弧分成若干段，成为短弧，每段短弧有一定压降，这样电弧上总的压降增加。电源电压不足以维持电弧燃烧，电弧自然就熄灭了；有足够的冷却表面，使电弧与整个冷却表面接触，使电弧冷却迅速；限制电弧火花飞溅距离，以免造成相间飞弧