低压配电柜设计.doc

. 精选范本 =学校 毕业设计论文 论文题目：论文题目：低压配电柜设计 系 部： 电气工程系 专 业： 电机与电器 班 级： 2008 级 03 班 学生姓名： = 学 号： = 指导教师： = 2011 年 5 月 1 日 . 精选范本 摘 要 随着工业技术的发展，在低压供电系统中启用配电柜越来越多，特别是 机加工车间线路里面采用集中控制线路的原则更加需要配电柜。低压配电柜 的设计是否合理关系到整个生产线设备安全可靠的运行。配电柜在机加工车 间里起到分配电能，及控制设备电源的作用，配电柜的设计与制作首先考虑 的是控制对象的负荷功率的大小，根据负荷的大小才能正确地选用低压电器。 考虑到车间负荷较大采用两种配电柜，一种是电源柜，另一种是动力柜，电 源柜起到分配电源的作用，动力柜起到控制设备电源作用，根据实际需要， 这次毕业设计要设计一个电源柜和一个动力柜，我们的设计思路是安全，可 靠、经济、美观、维修方便。 目录 摘 要 .I 绪论 .1 0.1 本课题的意义目的及应达到的目的.1 0.2 国内外概况及水平.1 0.3 本课题研究目标、内容、方法和手段.2 0.3.1 研究目标.2 0.3.2 设计内容.2 第一章 低压配电柜功能的实现 .3 1.1 低压配电柜概述 .4 1.2 电气控制线路.4 1.4 电缆与电线的选择与计算.10 1.4.1 铜导线载流量导线的安全载流量计算方法介绍.11 1.4.2 估算口诀.11 1.5.3 设备电线与电缆的规格.14 第二章 电器的规格选择及其原理 .16 2.1 低压电器的规格选择原理.16 . 精选范本 2.2 低压电器的选择.16 2.2.1 隔离开关.16 2.2.2 塑壳断路器.16 2.2.3 交流接触器 .18 2.2.4 热继电器.21 2.3 基本参数的选择.22 2.4 保护措施.23 2.4.1 短路保护.23 2.4.2 负载保护 .24 2.4.3 接地故障保护.24 第三章 低压开关柜常见故障判断及处理 .26 3.1 元件故障及其查找.26 第四章 低压配电柜的发展及其对电压电器元件的要求 .31 4.1 低压配电柜的发展.31 4.1.1 大容量.31 4.1.2 高分断.31 4.1.3 智能化.31 4.1.4 小型化.31 4.1.5 防护等级的提高.31 4.1.6 耐热性.32 4.1.7 安全性.32 4.1.8 可靠性.32 4.2 对低压电器主要元件的要求.32 4.2.1 基本要求.32 4.2.2.对断路器的要求.32 4.2.3.对交流接触器的要求.33 4.2.4.对热继电器的要求.33 4.2.5.对小型断路器要求.33 4.2.6.交流接触器的要求.33 4.2.7.对热继电器的要求.34 致谢 .35 . 精选范本 参考文献及资料 .36 附录 .37 . 精选范本 绪论 0.2 国内外概况及水平 低压配电柜有各种不同的型号主要有以下几种：GGD 交流低压配电柜：G-低 压配电柜；G-固定接线；D-电力用柜，GCK 交流低压配配电柜：G-柜式结构； C-抽出式；K-控制中心，GCS 交流低压配电柜：G-封闭式开关柜；C-抽出式；S- 森源电气系统。低压配电柜是个总称包括有低压开关柜，低压启动柜等几类。低 压开关柜对低压电网具有隔离作用，尤其是对于企业及车间的大型设备的运作， 可实现迅速送电或断电，具有隔离电网的作用，可有效减少电机的线损，实现电 机的充分利用及运作，还可有效实现低压控制开关的作用。变频启动柜是目前国 内最先进的低压启动技术它有三方面的优点：一、可有效控制电机转速提高电机 有用功率。第二、实现了有限节电避免“大马拉小车”的传统问题。软启动低压启 动柜是目前最为常用的控制柜之一可广泛用于各大设备的电压控制启动电流控制 在额定电流的二倍以下，提高了电机的。星三角低压启动柜是最为传统的电柜控 制技术费用最低、功能最多、性价比较高。降压启动柜是上世纪六十年代的控制 技术可实现 70-300KW 电机的启动控制。 高低压配电柜在世界各国中的应用非常的广泛，随着电子电器技术的发展配 电柜朝着更小更安全更节能的方向发展，配电柜在生产生活中的重要性越来越重 要种类也越来越多。 到目前为止我国在高低压配电柜方面的技术工艺及可靠性等各种方面与国外 相比差别已经很小甚至在某些方面超过了发达国家，我国的配电柜不仅完全可以 满足国内需求还可以出口到国外很多国家。 0.3 本课题研究目标、内容、方法和手段 0.3.1 研究目标 一、机台系统的线路及低压电器控制电机的运转。 二、低压配电柜内硬件配置。 三、各电器的安装规范和电线、电缆的规格计算方法。 四、掌握各电器的原理及作用。 . 精选范本 0.3.2 设计内容 一、配电柜的控制方案的设计。 二、配电柜电路的设计及绘图及电路的工作原理。 三、低压电器的选择 四、材料清单 五、根据电路的原理图设计布置线路，并掌握安装工艺要求。 . 精选范本 第一章 低压配电柜功能的实现 1.1 低压配电柜概述 利用隔离开关、接触器、继电器电机的运作进行控制，达到简便快捷的效果。 方案适应工厂机台操作需求，方便工人进行手动与自动操作。 配电柜主电路：隔离开关一次侧与进线端，二次侧下接铜排，塑壳空气开关 一次侧与铜排相连，二次侧通过电缆与三相交流接触器一次侧相连，接触器主触 头接线端子与电机相连。在正常情况下主电路受控制电路控制使接触器线圈通电 或断电，达到控制负载的目的。 控制电路主要是控制接触器的通断。常见的几种启动方式： 一、变频启动柜是目前国内最为先进的低压启动技术。 A、可有效控制电机 转速，提高电机有用功率。 B、实现了有限节电，避免了“大马拉小车”的传统问 题弊端，C、可随时延长启动时间，有效控制电流。 二、软启动低压启动柜 是目前最为常用的控制柜之一。 A、可广泛用于各 大设备的电压控制，启动电流可控制在额定电流的 2 倍以下， B、提高电机的有 效利用率。 三、星三角低压启动柜 是最为传统的电柜控制技术，费用低，功能多。性 价比较高 。 四、降压启动柜是上个世纪六十年代的控制技术，可实现 70-300KW 电机的 启动控制。 . 精选范本 1.2 电气控制线路 一、气泵电动机 M2 的电动电路图 图 1-1 . 精选范本 二、单个电机的起/停电路图 图 1-2 . 精选范本 三、主电动机 M1 的正反转电路 图 1-3 . 精选范本 四、气泵电动机 M2 的正反转电路 图 1-4 . 精选范本 1.3.低压配电柜结构图 图 1-5 . 精选范本 配电柜的面板控制图 图 1-5 1、隔离开关 2、塑壳空气开关 3、交流接触器 4、铜排 5、中间继电器 6、热继电器 7、接线 端子 设计说明： 配电柜共一台采用 GGD 型。 外壳油漆采用喷塑，颜色为白色。 配电柜前门为单开门，后门为为双开门。面板采用：2mm 冷轧板，侧面采用 1.5mm 冷轧板箱盖为 2mm 冷轧板。 电源配电箱须配置宽度为 80mm 安装 3 根，60mm 安装条 4 根，顶部开孔。 动力配电箱各需配置 80mm 安装条 3 根，50mm 安装条 4 根，30mm 安装条 2 根，顶部不开孔。 . 精选范本 配电柜各需配置接地铜排一条。 前后门带锁操作把手安装高度离地面 950mm。 带灯按钮 LA-11D 型号尺寸开孔，指示灯按 AD11-25/11 型号尺寸开孔。 其它要求均接国家标准。 箱体与门之间加装固定控制线的线卡。 电源柜电路图 图 1-5 1.4 电缆与电线的选择与计算 一、一般使用铜线。铁或镍铬合金线仅在某些实验中作为被研究的样品，或 者是接入部分线路中作为电阻，决不能作为连接线路用的导线； 二、如果导线的电阻无关紧要，可以使用纱包铜线-例如规格为 24(直径 为 0.5588mm)的纱包线，实际上用作裸铜线的安全电流比参数表中的导线安全电 流大好多倍。因此 24铜线的负载能力，实际上完全适合于本书所述的全部实验 工作；在保证正常工作的前提下，如果希望导线的电阻尽可能小-例如在惠斯 登电桥线路中接入标准电阻-最好用铜片或多股纱包铜线，接线应尽可能短，若 . 精选范本 使用 粗铜线要注意不能碰动他们，因为它们好像是套在接线柱上的扳手，碰动它们会 松动接线点。 三、记住 24铜线的电阻率约为 0.07/m； 四、为了消除通电导线的磁效应，应当使用多股花线，或者多股绝缘导线绞 在一起。 1.4.1 铜导线载流量导线的安全载流量计算方法介绍 一般铜导线载流量导线的安全载流量是根据所允许的线芯最高温度、冷却条 件、敷设条件来确定的。一般铜导线的安全载流量为 5-8A/mm2，铝导线的安全 载流量为 3-5A/mm2。如：2.5mm2BVV 铜导线安全载流量的推荐值 2.58A/mm2=20A 4mm2BVV 铜导线安全载流量的推荐值 48A/mm2=32A. 计算铜导线截面积利用铜导线的安全载流量的推荐值 5-8A/mm2，计算出所 选取铜导线截面积 S 的上下范围：S=0.125I-0.2I（mm2）S-铜导 线截面积（mm2）I-负载电流（A） 。 功率计算一般负载（也可以成为用电器，如点灯、冰箱等等）分为两种，一 种式电阻性负载，一种是电感性负载。对于电阻性负载的计算公式：P=UI 对于日 光灯负载的计算公式：P=UIcos，其中日光灯负载的功率因数 cos=0.5。 不同电感性负载功率因数不同，统一计算家庭用电器时可以将功率因数 cos 取 0.8。也就是说如果一个家庭所有用电器加上总功率为 6000 瓦，则最大电流是 I=P/Ucos=6000/2200.8=34(A)。 但是，一般情况下，家里的电器不可能同时使用，所以加上一个公用系数， 公用系数一般 0.5。所以，上面的计算应该改写成： I=P公用系数/Ucos=60000.5/2200.8=17(A) 也就是说，这个家庭总的电流值为 17A。则总闸空气开关不能使用 16A，应该用 大于 17A 的。 1.4.2 估算口诀 二点五下乘以九，往上减一顺号走。三十五乘三点五，双双成组减点五。条 件有变加折算，高温九折铜升级。穿管根数二三四，八七六折满载流。说明： 本口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出， . 精选范本 而是“截面乘上一定的倍数”来表示，通过心算而得。倍数随截面的减小。 “二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是 25mm2及以下的各种截面铝芯 绝缘线，其载流量约为截面数的 9 倍。如 25mm2导线，载流量为 259225(A)。 从 4mm2及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次 减 l，即 48、67、106、165、254。 “三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是 35mm2的导线载流量为截面数 的 3.5 倍，即 353.51225(A)。从 50mm2及以上的导线，其载流量与截面数 之间的倍数关系变为两个线号成一组，倍数依次减 0.5。即 50、70mm2导线的载 流量为截面数的 3 倍；95、120mm2导线载流量是其截面积数的 2.5 倍，依次类 推。 “条件有变加折算，高温九折铜升级”。上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境 温度 25的条件下而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于 25的地区， 导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可；当使用的不是铝线 而是铜芯绝缘线，它的载流量要比同规格铝线略大一些，可按上述口诀方法算出 比铝线加大一个线号的载流量。如 16mm铜线的载流量，可按 25mm2 铝线计算。 各规格铜线的负载电流量： 十下五,百上二,二五三五四三界,柒拾玖五两倍半,铜线升级算. 就是 10 平方一下的铝线,平方毫米数乘以 5 就可以了,要是铜线呢,就升一个档,比 如 2.5 平方的铜线,就按 4 平方计算.一百以上的都是截面积乘以 2,二十五平方以下 的乘以 4,三十五平方以上的乘以 3,柒拾和 95 平方都 2.5,这么几句口诀应该很好记,说 明:只能作为估算,不是很准确。 另外如果按室内记住电线 6 平方毫米以下的铜线，每平方电流不超过 10A 就 是安全的，从这个角度讲，你可以选择 1.5 平方的铜线或 2.5 平方的铝线。10 米 内，导线电流密度 6A/平方毫米比较合适，10-50 米，3A/平方毫米,50-200 米， 2A/平方毫米，500 米以上要小于 1A/平方毫米。从这个角度，如果不是很远的情 况下，你可以选择 4 平方铜线或者 6 平方铝线。如果真是距离 150 米供电（不说 是不是高楼） ，一定采用 4 平方的铜线。 请问：6 平方毫米的铜线能负载的最大功率是多少?4 平方毫米和 2.5 平方毫 米呢?一般按 6A/mm2 计算 6mm26=36A 36A220V=7920W 46=24 24220=5280W 2.56=15 15220=3300W . 精选范本 在这样的情况下是可以保证连续使用并安全的。 空调最大功率 4.8KW，最大输入电流 11A，大约需要几平方的铜线或铝线？ 口诀(电流和截面)是: 10 下五，100 上二；25，35,四三界；70,95,两倍半；穿管，温度八.九折；裸 线加一倍；铜线升级算。 导线规格： 1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240 平 方毫米。 不常用的有：0.5、0.75、300、400、500 平方毫米等。 2.5 平的铜线=4 平的铝线 54=20A 再加上穿管 200.8=16A 也就是说选 2.5 平的铜线或 4 平的铝线，它们再穿管的境况下可带的 16A 的 电流。用 5000w 的电器该用几平方电线国标 gb4706.1-1992/1998 规定的电线负载 电流值（部分） 铜芯电线:铜芯线截面积允许长期电流 2.5 平方毫米(16A25A) 4 平方毫米(25A32A) 6 平方毫米(32A40A) 铝芯电线:铝芯线截面积允许长期电流 2.5 平方毫米(13A20A) 4 平方毫米(20A25A) 6 平方毫米(25A32A) 举例说明： 1、每台计算机耗电约为 200300w(约 11.5a)，那么 10 台计算机就需要一 条 2.5 平方毫米的铜芯电线供电，否则可能发生火灾。 2、大 3 匹空调耗电约为 3000w(约 14a)，那么 1 台空调就需要单独的一条 2.5 平方毫米的铜芯电线供电。 3、现在的住房进线一般是 4 平方毫米的铜线，因此，同时开启的家用电器 不得超过 25a(即 5500 瓦)，有人将房屋内的电线更换成 6 平方毫米的铜线是没有 处的，因为进入电表的电线是 4 平方毫米的。 4、早期的住房(15 年前)进线一般是 2.5 平方毫米的铝线，因此，同时开启的 家用电器不得超过 13a(即 2800 瓦)。 5、耗电量比较大的家用电器是：空调 5a(1.2 匹)，电热水器 10a，微波炉 4a，电饭煲 4a，洗碗机 8a，带烘干功能的洗衣机 10a，电开水器 4a 在电源引起 . 精选范本 的火灾中，有 90是由于接头发热造成的，因此所有的接头均要焊接，不能焊接 的接触器件 510 年必须更换 (比如插座、空气开关等)。 国标允许的长期电流：4 平方是 25-32A，6 平方是 32-40A。 其实这些都是理论安全数值,极限数值还要大于这些的,2.5 平方的铜线允许使 用的最大功率是 5500w，4 平方的 8000w，6 平方 9000w 没问题的. 请问：知道家电的用电功率怎么求用多宽的电线？ 家庭电线规格的选用，应根据家用电器的总功率来计算，然后根据不同规格 电线的最大载流能力来选取合适的电线电缆。所需载流能力计算应根据下列公式： 其中: Imaxw/uk Imax为线路需要的最大电流容量，单位 A W家用电能总功率，单位 W U家用额定电压，单位 V k过电压的安全系数，数值一般取 1.21.3 其实很简单，以前学过的功率等于电压乘以电流，算出电流来，为了保证安 全再给个余量而已，算出来后，再算需要电线截面积了。 对于铜线来说，现在装修都用铜线了，铝线淘汰了就不说了，电流等于 8(S 的 0.625 次方) S 为电线的截面积，单位为平方毫米，就可以求出来截面积了，国 家标准也有规定，多大的截面过电流多少，下面列举一点常用 BV、BVV、BVVB 型电线在空气中的最大载流量： 导体标称截面允许截流量（A） （mm2） 单芯电缆 二芯电缆 三芯电 缆 1.5 23 20 18 2.5 30 25 21 4 39 33 28 6 50 43 36 10 69 59 51 根据上面载流能力公式计算出家庭用电的最大需求电流量，然后根据表里截 面的电线所能承受的最大载流能力来选取恰当的电线。 如家用总功率为 5000W，额定电压为 220V，根据上式计算得电流为 27.24- 29.51A，经与上表核对，选用 2.5mm2 的铜线较为合适。 1.5.3 设备电线与电缆的规格 . 精选范本 在实际设计中一般工程师们都喜欢用估算口诀，口诀：“十下五,百上二,二五 三五四三界,柒拾玖五两倍半,铜线升级算.二点五下乘以九，往上减一顺号走。三 十五乘三点五，双双成组减点五。条件有变加折算，高温九折铜升级。穿管根数 二 三四，八七六折满载流。条件有变加折算，高温九折铜升级。 ”上述口诀是铝芯绝 缘线、明敷在环境温度 25的条件下而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期 高于 25的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可； 当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线，它的载流量要比同规格铝线略大一些，可按 上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。如 16mm2铜线的载流量，可 按 25mm2铝线计算。 “三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是 35mm2的导线载流量为截面数 的 35 倍，即 35351225(A)。从 50mm2及以上的导线，其载流量与截面 数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减 05。即 50、70mm2 导线的载流量为截面数的 3 倍；95、120mm2导线载流量是其截面积数的 25 倍， 依次类推。 依据上面口诀所说通过心算得出 35mm2可以，它的载流量为截面积的 3.5 倍。 所以有 35mm 铜线电缆载流量为：35*3*0.9=110.25A17.7*5.5=97.35A.由计算得 比主电机的启动电流大是可以的。控制电路选 1mm 的铜线即可。 气泵电机选 2.5mm 的铜线 2.5 平的铜线=4 平的铝线 54=20A 再加上穿管 200.8=16A1.8*6.5=11.7A . 精选范本 第二章 电器的规格选择及其原理 2.1 低压电器的规格选择原理 一、电器的额定电压应与所在回路标称电压相适应； 二、电器的额定电流不应小于所在回路的计算电流； 三、电器的额定频率应与所在回路的频率相适应； 四、电器应适应所在场所的环境条件； 五、电器应满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求，用于断开短路电流的 电器，应满足短路条件下的通断能力。 2.2 低压电器的选择 2.2.1 隔离开关 一、隔离开关的原理与作用 隔离电源:将需要检修的电气设备用隔离开关与电网的带电部分可靠的隔离， 使被检修的电气设备与电源有明显的断开点，以保证检修工作的安全。作用就是 开断电路，断开两点的电气连接，但它不能开断短路电流，只能开断额定电流， 一般都和断路器配合使用，在断路器开断以后，为了让电路有明显的电气分界点， 或者是检修断路器，都必须要装隔离开关。原理：一般里面都会有灭弧室，还有 动触头，其它的就是动作机构了，当受到外力就会通过动作机构把和在一起的触 头断开，达到断电的作用。 二、规格的选择 在电路中隔离开关起着断开电源与负载的作用，其规格选择主要是能承电路 中的短路电流，在设计中配电柜的最大短路电流之和为 P总/U=(15KW+7.5KW)/380V =59.2A . 精选范本 所以有隔离开关的规格选择为 HR3-100/31 熔断式隔离开关“-100”-为约定发 热电流(A)；“/3”中的 3 为 3 极，1 为带灭弧室。 2.2.2 塑壳断路器 一、一、塑壳断路器的原理与作用 空气断路器、塑壳断路器，俗称空气开关，指具有保护自动分断功能并在空 气介质中完成分断灭弧作用的自动断路器，一般常用的多具有过负荷热脱扣和短 路瞬间电磁脱扣作用，脱扣后可以重新合闸。 断路器与隔离开关最大的区别，除自动脱扣功能外就是灭弧功能，它利用附 加的灭弧装置（灭弧罩、磁吹原理）能快速分断因空气电离产生的电弧。 热、磁脱扣作用，利用双金属片热变形做过热保护驱动，利用电磁线圈（电磁铁） 做短路瞬间保护驱动。 自动空气开关也称为低压断路器，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。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、 热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要 的保护电器。 自动空气开关具有多种保护功能(过载、短路、欠电压保护等)、动作值可调、 分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。 短路时，静触头周围的芳香族绝缘物气化，起冷却灭弧作用，飞弧距离为零。 断路器的灭弧室采用金属栅片结构，触头系统具有斥力限流机构，因此，断路器 具有很高的分断能力和限流能力。具有复式脱扣器。反时限动作是双金属片受热 弯曲使脱扣器动作，瞬时动作是铁芯街铁机构带动脱扣器动作。脱扣方式有热动、 电磁和复式脱扣 3 种。 当线路发生短路或严重过载电流时，短路电流超过瞬时脱扣整定电流值，电 磁脱扣器产生足够大的吸力，将衔铁吸合并撞击杠杆，使搭钩绕转轴座向上转动 与锁扣脱开，锁扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断，切断电源。 当线路发生一般性过载时，过载电流虽不能使电磁脱扣器动作，但能使热元 件产生一定热量，促使双金属片受热向上弯曲，推动杠杆使搭钩与锁扣脱开，将 主触头分断，切断电源 主触点通过操作机构(手动或电动)使之闭合的，其触点系统由于装有灭弧装 置因而不仅能接通或切断正常的工作电流，还能在发生故障时迅速切断比正常工 作电流大好几倍的故障电流，从而能有效地保护电路中的电气设备 . 精选范本 开关的脱扣机构是一套连杆装置。当主触点通过操作机构闭合后，就被锁钩 锁在合闸的位置。如果电路中发生故障，则有关的脱扣器将产生作用使脱扣机构 中的锁钩脱开，于是主触点在释放弹簧的作用下迅速分断。按照保护作用的不同， 脱扣器可以分为过电流脱扣器及失压脱扣器等类型。 在正常情况下，过电流脱扣器的衔铁是释放着的；一旦发生严重过载或路故 障时，与主电路串联的线圈就将产生较强的电磁吸力把街铁往下吸引而顶开锁钩， 使主触点断开。欠压脱扣器的工作恰恰相反，在电压正常时，电磁吸力吸住衔铁， 主触点才得以闭合。一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触点断开。 当电源电压恢复正常时，必须重新合闸后才能工作，实现了失压。 二、塑壳断路器规格选择 电动机在起动瞬间有一个 1020s 的启动尖峰电流是额定电流的 47 倍。避 开电动机起动时所引起的这个尖峰电流，保护单台电动机的断路器，要有个 7 倍 额定电流下的可返回时间电动机实际起动时间的考核指标。对于接有几台电动机 的配电线路上的断路器，要考虑 3 倍额定电流下的可返回时间线路中最大起动电 流的电动机的起动时间。可返回时间一般有 l15s 数档，在设计时可按电动机实 际起动时间选用其中的一档。 因为断路器瞬时动作时间为全分断时间，约 20ms 左右，而电动机启动电流 有周期分量和非周期分量，其峰值约为电动机启动电流的 1.82.0 倍，持续时间 约为 30ms 左右，所以选用 A 类 MCCB 瞬时脱扣器动作电流时，要注意为 A、B 类断路器的瞬时脱扣器，因为上级的动作电流已大于下级断路器保护范围的最大 短路电流的 1.1 倍，故也不需要配合，当上、下级均为 A 类 MCCB 的瞬时脱扣器 时，由于脱扣器均按躲过本线路上的尖峰电流原则整定动作电流，而上下两段线 路的尖峰电流一般相差较小，若上一级不大于下一级瞬时动作电流 1.2 倍以上， 有可能在发生短路时，上下级同时动作，破坏了选择性，因此在这种情况下必须 配合。 作为支线上使用的断路器，可以仅满足额定极限短路分断能力即可。现在出 现的较普遍的偏颇是宁取大，不取正合适，认为取大保险。但取得过大，会造成 不必要的浪费（同类型断路器，其高分断型，比普通型的价格要贵出许多)。因此 支线上的断路器没有必要一味追求它的运行短路分断能力指标。 2.2.3 交流接触器 . 精选范本 一、交流接触器的原理与作用 交流接触器主要有四部分组成 :1.电磁系统,包括吸引线圈、动铁芯和静铁 芯；2.触头系统,包括三组主触头和一至两组常闭、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。 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 当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁芯的自重使主触点 保持断开位置。当电磁线圈通过控制回路接通控制电压(一般为额定电压 )时， 电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁心，带动主触点闭合，接通电路， 辅助接点随之动作。 永磁交流接触器是利用磁极的同性相斥、异性相吸的原 理，用永磁驱动机构取代传统的电磁铁驱动机构而形成的一种微功耗接触器。 安装在接触器联动机构上极性固定不变的永磁铁，与固化在接触器底座上的可 变极性软磁铁相互作用，从而达到吸合、保持与释放的目的。软磁铁的可变极 性是通过与其固化在一起的电子模块产生十几到二十几毫秒的正反向脉冲电流， 而使其产生不同的极 性。根据现场需要，用控制电子模块来控制设定的释放电 压值，也可延迟一段时间再发出反向脉冲电流，以达到低电压延时释放或断电 延时释放的目的，使其控制的电机免受电网晃电而跳停，从而保持生产系统的 稳定。 二、交流接触器的规格选择应注意事项 1.按接触器的控制对象、操作次数及使用类别选择相应类别的接触器。 2.按使用位置处线路的额定电压选择。 3.按负载容量选择接触器主触头的额定电流。 4. 对于吸引线圈的电压等级和电流种类，应考虑控制电源的要求。 5.对于辅助接点的容量选择，要按联锁回路的需求数量及所连接触头的遮断 电流大小考虑。 6.对于接触器的接通与断开能力问题，选用时应注意一些使用类别中的负载， 如电容器、钨丝灯等照明器，其接通时电流数值大，通断时间也较长，选用时应 留有余量。 . 精选范本 7.对于接触器的电寿命及机械寿命问题，由已知每小时平均操作次数和机器 的使用寿命年限，计算需要的电寿命，若不能满足要求则应降容使用。 8.选用时应考虑环境温度、湿度，使用场所的振动、尘埃、化学腐蚀等，应 按相应环境选用不同类型接触器。 9.对于照明装置适用接触器，还应考虑照明器的类型、起动电流大小、起动 时间长短及长期工作电流。 额定电压：铭牌额定电压是指主触点上的额定电压 交流接触器： 380V 额定电流：铭牌额定电流是指主触点的额定电流 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。 当接触器安装在箱柜内，由于冷却条件差，电流要降低 1020%使用 主电机的交交流接触器额定电流：I=P/U*70%*(1-15%) =15KV/380V*70%*(1-15%) =23A 气泵电机的交交流接触器额定电流：I=P/U*70%*(1-15%) =7.5KV/380V*70%*(1-15%) =12A 上述电流是指接触器安装在敞开式控制屏上，触点工作不超过额定温升，负 载为间断长期工作制时的电流值若超过 8 小时，必须空载开闭三次以上，以 消除表面氧化膜如果上述条件改变，就要做相应修正起电流值，具体如下： 当接触器工作于长期工作制，而且通电持续率不超过 40%；敞开安装，电流允许 提高 1025%；箱柜安装，允许提高 510%。 三、线圈的额定电压： 交流线圈： 220V （选择时一般交流对交流，直流对直流，但交流负载频繁动作时可采用直流 吸引线圈的接触器；直流接触器断开时产生的过电压高达 1020 倍，故不宜采用 高电压等级，电压太低，接通线圈用的继电器或接触器的联锁触点不可靠） 四、操作频率 指每小时接通的次数，交流接触器最高为 600 次/h，直流接触器可达 1200 次/h 在设计中交流接触器最高操作频率符合电机的要求。 . 精选范本 五、辅助触头的工作电流：辅助触头(或称辅助开关)的微动开关，它有两个电流 参数，一是约定发热电流，一是工作电流工作电流有多种，而约定发热电源只 有一个。 几点补充经验与参考 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。 综合以上所述得，三相交流接触器的选择如下： 额定电压：380V 额定电流：主电机，150A；气泵电机：20A 线圈的额定电压:220V 操作频率：最大 600 次/h 辅助触头的工作电流 ：0.5mA 型号：CJ12A-150/3 2.2.4 热继电器 一、热继电器原理与作用 热继电器是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发 生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接 触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。继电器作为电动机的过载保护 元件，以其体积小，结构简单、成本低等优点在生产中得到了广泛应用。额定电 压：热继电器能够正常工作的最高的电压值，一般为交流 220V，380V，600V。 额定电流：热继电器的额定电流主要是指通过热继电器的电流 额定频率：一般 而言，其额定频率按照 4562HZ 设计定电流范围：整定电流的范围有本身的特性 来决定。它描述的是在一定的电流条件下热继电器的动作时间和电流的平方成正 比。 . 精选范本 热继电器的作用是：主要用来对异步电动机进行过载保护，他的工作原理是 过载电流通过热元件后，使双金属片加热弯曲去推动动作机构来带动触点动作， 从而将电动机控制电路断开实现电动机断电停车，起到过载保护的作用。鉴于双 金属片受热弯曲过程中，热量的传递需要较长的时间，因此，热继电器不能用作 短路保护，而只能用作过载保护。热继电器是用于电动机或其它电气设备、电气 线路的过载保护的保护电器。 电动机在实际运行中，如拖动生产机械进行工作过程中，若机械出现不正 常的情况或电路异常使电动机遇到过载，则电动机转速下降、绕组中的电流将 增大，使电动机的绕组温度升高。若过载电流不大且过载的时间较短，电动机 绕组不超过允许温升，这种过载是允许的。但若过载时间长，过载电流大，电 动机绕组的温升就会超过允 许值，使电动机绕组老化，缩短电动机的使用寿 命，严重时甚至会使电动机绕组烧毁。所以，这种过载是电动机不能承受的。 热继电器就是利用电流热效应的原理，在出现电动机不能承受的过载时切 断电动机电路，为电动机提供过载保护的保护电器。使用热继电器对电动机进 行过载保护时，将热元件与电动机的定子绕组串联，将热继电器的常闭触头串 联在交流接触器的电磁线圈的控制电路中，并调节整定电流调节旋钮，使人 字形拨杆与推杆相距一适当距离。当电动机正常工作时，通过热元件的电流即 为电动机的额定电流，热元件发热，双金属片受热后弯曲，使推杆刚好与人字 形拨杆接触，而又不能推动人字形拨杆。常闭触头处于闭合状态，交流接触器 保持吸合，电动机正常运行。若电动机出现过载情况，绕组中电流增大，通过 热继电器元件中的电流增大使双金属片温度升得更高，弯曲程度加大，推动人 字形拨杆，人字形拨杆推动常闭触头，使触头断开而断开交流接触器线圈电路， 使接触器释放、切断电动机的电源，电机停车而得到保护。 热继电器其它 部分的作用如下：人字形拨杆的左 臂也用双金属片制成，当环境温度发生变 化时，主电路中的双金属片会产生一定的变形弯曲，这时人字形拨杆的左臂也 会发生同方向的变形弯曲，从而使人字形拨杆与推杆之间的距离基本保持不变， 保证热继电器动作的准确性。这种作用称温度补偿作用。 二、热继电器规格选择 热继电器的额定电流大于电动机额定电流。然后根据该额定电流来选择热继 电器的型号。热继电器的热元件的额定电流应略大于电动机额定电流。当电动机 启动电流为其额定电流的 6 倍及启动时间不超过 5S 时，热元件的整定电流调节 . 精选范本 到等于电动机的额定电流；当电动机的启动时间较长、拖动冲击性负载或不允许 停车时，热元件整定电流调节到电动机额定电流的 1.1-1.15 倍。 15KW 的电机启动 空开用 DZ47-60 -30A 热继电器用 JR36-63 20-30A 交流接触器用 CJX1-30A 那 7.5KW 的气泵启动 空开用 DZ47-60 -16A 热继电器用 JR36-63 40-63A 交流接触器用 CJX1-20A 2.3 基本参数的选择 额定电压：铭牌额定电压是只主触点上的额定电压，通常用的电压等级为： 直流接触器：220V，440V，660V 交流接触器：220V，380V，500V 负载是 380V 的三相感应电动机，则应选用 380V 的交流接触器。 额定电流：铭牌额定电流是指主触点的额定电流，通常用的电流等级为： 直流接触器：25，40，60，100，150，250，400，600A 交流接触器;5，10，20，40，60，100，150，250，400，600A 上述电流是指接触器安装敞开式控制屏上，触点工作不超过额定温升，负载为间 断长期工作制时的电流值、若超过 8 小时，必须空载开闭三次以上，以消除表 面氧化膜，如果上述条件改变，就要做相应修正其电流值，具体如下： 当接触器安装在箱柜内，由于冷却条件差，电流要降低 1020%使用 当接触器于长期工作制，而其通电持续率不超过 40%；敞开安装，电流允许 提高 1025%;箱柜安装，允许提高 510%。 线圈的额定电压：通常的电压等级为： 直流线圈：24，48，220，440V 交流线圈：36，127，220，380V （选择时一般交流对交流，直流对直流，但交流负载频繁动作时可采用直流 吸引线圈的接触器：直流接触器断开是产生的过电压高达 1020 倍，故不采用高 电压等级，电压太低，接通线圈用的继电器或接触器的连锁触点不可靠） 。 操作频率：指每小时接通的次数，交流接触器的最高为 600 次/h，直流接触器可 达 1200 次/h。 辅助触头的工作电流：辅助触头（或称辅助开关）的未动开关，它有两个电 流参数，一个约定发热电流，一是工作电流。工作电流有多种，而约定发热电源 只有一个。 . 精选范本 约定发热电源的定义：GB/T2900.18 对约定发热电源电流的定义是：“在规 定条件下实验时，开关电器在 8h 工作制下，各部件的温升不超过极限值时所能 承载的最大电流。 ” 工作电流：由它所控制的电磁铁在比和状态下的负载功能来决定。 2.4 保护措施 2.4.1 短路保护 配电线路的短路保护，应在短路电流对导体和连接件产生的热作用和机械作 用造成危害之前切断短路电流。 绝缘导体的热稳定校验应符合下列规定： 一、当短路持续时间不大于5s 时，绝缘导体的热稳定应按下式进行校验： tKS I 式中：S绝缘导体的线芯截面（）； I短路电流有效值（均方根值）； t在已达到允许最高持续工作温度的导体内短路电流持续作用的时间（）； K不同绝缘的计算系数。 二、短路持续时间小于0.1s 时，应计入短路电流非周期分量的影响；大于5s 时应计入散热 的影响。 2.4.2负载保护 配电线路的过负载保护，应在过负载电流引起的导体温升对导体的绝缘、接 头、端子或导体周围的物质造成损害前切断负载电流。 下列配电线路可不装设过负载保护： 由电源侧的过负载保护电器有效接地保护； 不可能过负载的线路。 负载保护电器宜采用反时限特性的保护电器，其分断能力可低于电器安装处 的短路电流值，但应能承受通过的短路能量。 . 精选范本 过负载保护电器的动作特性应同时满足下列条件： IBInIZ I21.45IZ 式中：IB线路计算负载电流（A）； In熔断器熔体额定电流或断路器额定电流或整定电流（A）； Iz导体允许持续载流量（A）； I2保证保护电器可靠动作的电流（A）。当保护电器为低压断路器时，Iz 为 约定时间内的约定动作电流；当为熔断器时，Iz