《工厂常用低压电器》PPT课件.ppt

第二章常用低压电器 2 1低压断路器2 2低压熔断器2 3接触器2 4继电器2 5主令电器 2 1低压断路器 2 1 1低压断路器的用途 特点 种类1 断路器的用途低压断路器俗称自动空气开关 是低压配电网中主要开关电器之一 它不仅可以接通和分断正常负载电流 电动机工作电流和过载电流 而且能接通和分断短路电流 主要在不频繁操作的低压电路中作为电源开关使用 并对线路和电气设备及电动机等起保护作用 当它们发生过载 严重过流 短路 断相 漏电等故障时 能自动切除故障线路及故障设备 下一页 返回 2 1低压断路器 2 断路器的特点在各种低压电器中 低压断路器是唯一能开断 1 具有完善的灭弧装置 2 有完善的配套设备 能与附加或自身的保保护作用 3 具有复杂的分 合闸操动机构 3 断路器的种类低压断路器种类繁多 可按结构形式 灭弧介质 用途 极数等来分类 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 1 按结构形式分 有万能式 又称框架式 塑料外壳式 小型数模式 2 按灭弧介质分 有空气断路器 真空断路器等 3 按用途分 有配电用断路器 电动机保护用断路器 照明用断路器 漏电保护用断路器等 4 按主电路极数分 有单极 两极 三极 四极断路器等 5 按合闸操作方式分 有手动操作 电动操作 气动操作 液压操作等 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 6 按是否具有限流性能分 有一般型不限流和快速限流型断路器 短路电流过渡过程持续时间约0 2s 快速型断路器的分闸时间不大于0 08s 即在短路电流出现后的第一个周波内 快速将短路电流分断 这对于保护线路和设备是有利的 但由于电流的变化率极大 会产生很高的自感电动势 可能会产生操作过电压 称为截流过电压 这种快速开断短路电流的作用称为限流作用 普通型断路器的分断时间为0 1 0 2s 7 按保护脱扣器种类分 有短路瞬时脱扣器 短路延时脱扣器 过载长延时反时限保护脱扣器 欠压瞬时脱扣器 欠压延时脱扣器等 脱扣器是断路器的一个重要组成部分 根据不同的用途可以配不同的脱扣器 还可以把多种脱扣器组合使用 8 按安装方式分 有固定式 插入式和抽屉式等 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 2 1 2低压断路器的工作原理低压断路器的品种很多 结构各异 但基本工作原理大致相同 主要由触点系统 灭弧系统 脱扣器 自由脱扣机构和操作机构等几个部分组成 图2 1所示是低压断路器的工作原理示意图 低压断路器的主触点1是靠手动操作或电动合闸的 主触点闭合后 自由脱扣机构将主触点1由锁键2保持在合闸位置上 自由脱扣机构3可以绕转轴自由转动 如果自由脱扣机构3被杠杆5顶起 那么主触点就在复位弹簧的作用下被拉开 电路断开 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 过电流脱扣器10的线圈和热脱扣器电热元件11与主电路串联 当电路发生短路或严重过载时 过电流脱扣器线圈的吸力增大 将衔铁8吸合 并撞击杠杆5 使自由脱扣器机构动作 主触点断开主电路 当电路过载时 热脱扣器的电热元件11发热使热脱扣器双金属片6向上弯曲 推动杠杆5使自由脱扣机构动作 过电流脱扣器的动作具有反时限特性 当低压断路器因为过载断开后 一般应等待2 3min后才能重新合闸 以使热脱扣器恢复原位 由此可见 过电流脱扣器主要担负短路和严重过载时的保护 热脱扣器则是对主电路的一般过载的保护 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 欠压脱扣器9的线圈和电源并联 当电路欠电压时 欠压脱扣器的衔铁释放 同样撞击杠杆 也使自由脱扣器机构动作 断开主电路 分励脱扣器4则作为远距离控制用 在正常工作时 其线圈是断电的 在需远距离控制时 按下启动按钮7 使线圈得电 衔铁带动自由脱扣器机构动作 使主触点断开 低压断路器配置了某些脱扣器后可以扩展其功能 对主电路进行全面的保护 一般低压断路器都有短路自锁功能 用来防止因短路故障而动作了的断路器在故障未排除前 又重新合闸 在短路时 脱扣器动作分断主电路的同时锁定机构也动作 使断路器的操作机构保持在分闸状态 在未将断路器的手柄扳到分断位置使操作机构复位前 断路器拒绝合闸 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 2 1 3低压断路器的触点系统 灭弧系统和操作机构触点系统是断路器的执行元件 用以接通和分断正常工作电流 在电路出现故障时 能快速分断故障电流 保护电路和电器 常见的触点形式有对接式触点 桥式触点 插入式触点 前两种多为面接触 而后者则是作为板后接线的插入式连接 有电动力补偿作用 如DW95系列的低压断路器就是采用这种触点 断路器的触点有单挡 双挡 三挡之分 单挡只有主触点 适用于小容量的断路器中 如DW10系列中小于200A的就是单挡触点 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 双挡具有主触点和弧触点 并联使用 主触点起接通和分断主电路作用 弧触点主要起分断电弧 保护主触点的作用 如DW10系列中200 600A就是双挡触点 三挡触点是在主触点 弧触点之间增加一组副触点 其结构如图2 2所示 一般用在1500A及以上的断路器中 作为主触点的双重保护 如ME系列1600A及以上就是三挡触点 触点的闭合顺序为先弧触点 再副触点 最后主触点 触点的开断顺序刚好与之相反 这样有利于保护主触点不受电弧烧蚀 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 所示 一般用在1500A及以上的断路器中 作为主触点的双重保护 如ME系列1600A及以上就是三挡触点 触点的闭合顺序为先弧触点 再副触点 最后主触点 触点的开断顺序刚好与之相反 这样有利于保护主触点不受电弧烧蚀 低压断路器的灭弧系统因断路器的结构 型号 电压等级 额定电流等技术参数的不同而不同 一般常采用灭弧栅片和窄片相结合的复式结构灭弧 这样既提高了灭弧能力 又减小了飞弧距离 有利于提高断路器的断流容量 塑壳式断路器的工作电流较小 一般采用反白纸板加栅片灭弧 无论何种灭弧装置都要求有良好的绝缘性能和足够的机械强度 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 断路器的操作机构是指分闸操作机构 也包括自由脱扣机构 断路器的操作机构应保证在正常的状态下可靠地分断与闭合 在故障时又能够由自由脱扣切断电路 而且与操作手柄的位置无关 断路器的操作机构一般为四连杆弹簧储能机构 具有手动操作和电动操作两种或两种以上的方式 电动操作具有快速合闸与快速分闸的功能 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 2 1 4脱扣器的种类及作用低压断路器配置的脱扣器有多种形式 有的配置单一的脱扣器 更多的是配置两种或两种以上的脱扣器 当配置两种及两种以上的脱扣器的称为复式脱扣器 根据脱扣器的工作原理不同 常见的脱扣器分为以下几种 1 过流脱扣器 过流脱扣器均与被保护电路串联 在正常情况下 其感测元件的电流虽不为0 但不足以使自由脱扣机构动作 当其工作电流超过整定值时 其感测元件才会动作 使断路器延时或瞬时分断主电路 根据其原理又分为瞬时动作的电磁式过流脱扣器 过载长延时反时限动作的双金属片热脱扣器 过载长延时反时限动作短路瞬时动作的液压脱扣器 过载长延时短路短延时及特大短路瞬时动作的半导体脱扣器 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 2 欠电压 失压 脱扣器 欠电压脱扣器并联在电源电路中 当网压降低到一定的数值时 一般根据设备的不同 设定值在网压的75 35 之间 断路器能延时或瞬时分闸 当低于网压的35 时 要能保证断路器处于分闸状态 3 分励脱扣器 分励脱扣器一般由控制电源供电 主要用于远距离操作断路器 可以根据操作人员的指令或继电保护装置发出的信号 使其线圈得电 使断路器动作 分励脱扣与欠电压脱扣不同就在于 分励脱扣是短时间工作 欠电压脱扣是长期工作 4 油阻尼脱扣器 它是一种液压 电磁式脱扣器 是反时限与瞬时过流脱扣器 电流越大 延时越短 当线圈流过短路电流时 断路器瞬时动作 分断主电路 如DZ15系列断路器就是采用这种脱扣器 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 5 半导体脱扣器 又称为电子脱扣器 它可以设计成多种形式的脱扣器 整定电流在一定范围内可调 相应的延时也可调 是一种具有三段保护特性的产品 主要应用在ME系列和AH系列的断路器中 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 2 1 5低压断路器的主要技术参数及型号说明1 低压断路器的技术参数 1 额定电压 指与安装处电源电压相符合的工作电压 一般不小于电网的额定电压等级 即交流220V 380V 660V 1140V等 2 额定电流 分为断路器正常工作的额定电流和断路器壳架等级额定电流 而壳架等级额定电流指同规格的框架或外壳中能装的最大脱扣器额定电流 3 额定短路分断能力 指断路器在规定的使用条件下 能分断的预期短路电流 又分为额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力 前者是指在规定的试验电压及规定的其他条件下 能分断的短路电流的极限值 后者则是指在规定的条件下比前者略小的短路电流值 要求试验完后仍能正常使用 而前者无此要求 见表2 1 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 4 额定短路接通能力 指断路器在额定频率和给定功率因数的条件下 额定工作电压提高5 时能接通的短路电流 2 国产低压断路器的型号编制方法低压断路器的电器型号含义如图2 3所示 低压断路器的文字符号为QF 图形符号如图2 4所示 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 2 1 6常用典型低压断路器万能式低压断路器又称为框架式断路器 国产主要有DW15 DW16和DWX15及DW45等系列 还有引进国外技术生产的ME AH 3WE等系列产品 DW15系列适用于交流50Hz 额定工作电压至1140V 额定电流至4000A的低压电路中 用来配电 保护低压电网及电源设备的过载 欠电压和短路 还可以用来保护电动机 还可在正常条件下做不频繁的启动控制 DW15系列的结构示意图如图2 5所示 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 DWX15系列具有限流及快速分断的特点 特别适用于可能出现特大短路电流的电路中 在交流50Hz 额定工作电压至660V 额定电流至630A的电路中作配电和电动机保护用 DW16是DW10系列的换代产品 适用于交流50Hz 额定工作电压至660V 额定电流至630A的电路中 2 塑料外壳式断路器塑料外壳式断路器的主要特征是有一个封闭的塑料外壳 所有部件都封装在这个封闭的塑料外壳中 常用于低压配电开关柜中 作配电线路 电动机 照明电路及电热器具的电源开关和保护用 在正常情况下可以作不频繁操作的电路切换及电动机不频繁启动用 塑料外壳式断路器的种类很多 国产的主要有DZ20 DZ5 DZ10 DZ47 DZL等系列 还有企业自己命名的产品及引进国外技术生产的产品 如企业命名的CM1 TM30系列及美国西屋公司技术的H系列等 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 2 1 6常用典型低压断路器万能式低压断路器又称为框架式断路器 国产主要有DW15 DW16和DWX15及DW45等系列 还有引进国外技术生产的ME AH 3WE等系列产品 DW15系列适用于交流50Hz 额定工作电压至1140V 额定电流至4000A的低压电路中 用来配电 保护低压电网及电源设备的过载 欠电压和短路 还可以用来保护电动机 还可在正常条件下做不频繁的启动控制 DW15系列的结构示意图如图2 5所示 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 DZ20系列断路器按额定极限短路分断能力分为Y型 一般型 G型 最高型 S型 四极型 J型 较高型 和C型 经济型 5种 适用于AC50Hz 额定工作电压为380V 400Y型的可以达660V 直流额定电压220V 额定电流为1250A 做配电保护用 200A及以下和400AY型产品也可以做电动机保护用 该系列产品包括100A 200A 400A 630A 1250A5个壳架等级电流 主要技术参数见附录一中表1 2所示 DZX10系列产品适用于AC50Hz 额定工作电压为660V 额定电流为630A的配电电路中做线路保护用 这也是应用十分广泛的一种断器 其结构形式如图2 6所示 其特点为利用短路电流所产生的电动力使触点迅速分断 达到限流的目的 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 DZ15L DZL25系列断路器是一种漏电断路器 DZ15L适用于AC50Hz 额定工作电压380V 额定电流为63A DZL25的额定电流达200A 的电路中 做触电和漏电保护用 而且具有普通断路器的所有功能 它是在DZ15断路器的基础上增加了零序电流互感器 漏电脱扣器和试验按钮 基本结构与DZ15相同 工作原理是 在正常情况下 三相电路中电流的矢量和为0 所以在漏电保护的检测机构即零序电流互感器的铁芯中的磁通量也为0 互感器的二次绕组中没有感应电动势 脱扣机构不动作 一旦电网中出现漏电或触电事故 电流的矢量和就不再为0 互感器的二次侧就会产生感应电流 当电流达到额定漏电动作电流时 漏电脱扣器的衔铁就被吸合 使断路器动作 切断电路 起到漏电和触电保护作用 不同的漏电断路器有不同的额定漏电动作电流值 一般在10 500mA之间 具体的参数参见附录一中表1 3所示 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 3 智能化断路器在万能式断路器或塑料外壳式断路器上加装CPU或单片机等计算机硬件和软件后 使断路器具有了记忆 判断 自诊断等逻辑功能 可以对线路或设备进行在线监测 自行调节 测量 试验 通信等功能 能够对保护功能的动作参数进行显示 设定和修改 保护电路动作时 可以把故障参数保存在存储器中 以便查询和事后分析 并且使断路器分断速度更快 分断容量更大 功能更全面 进入了智能化控制领域 智能化断路器分为框架式和塑料外壳式两种 智能型万能式断路器国内主要的产品有DW45 DW15HH DW48 青岛施耐德公司的DSW1系列 正泰NA1系列等 智能型塑料外壳式断路器主要的产品有CM1Z CM1E TM30等 这些断路器都具有先进的结构 体积小 短路分断能力强 飞弧小等优点 是断路器的一个发展方向 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 2 1 7低压断路器选型的基本原则 1 断路器的额定工作电压不小于线路额定电压 额定工作电流不小于线路计算负荷电流 2 断路器的额定短路通断能力不小于线路中最大短路电流 一般按有效值计算 3 断路器的欠电压脱扣器的额定电压等于线路额定电压 4 断路器的脱扣器的额定电流不小于线路计算负荷电流 5 长延时脱扣器整定电流不小于线路计算负荷电流 为1 1 1倍 但同时不大于线路长期允许电流的0 8 1倍 瞬时或短延时脱扣器的整定电流应大于线路的尖峰电流 6 分励脱扣器的额定电压等于控制电源的电压 电动传动机构的额定电压也应等于控制电源电压 上一页 下一页 返回 2 1低压断路器 2 1 6常用典型低压断路器万能式低压断路器又称为框架式断路器 国产主要有DW15 DW16和DWX15及DW45等系列 还有引进国外技术生产的ME AH 3WE等系列产品 DW15系列适用于交流50Hz 额定工作电压至1140V 额定电流至4000A的低压电路中 用来配电 保护低压电网及电源设备的过载 欠电压和短路 还可以用来保护电动机 还可在正常条件下做不频繁的启动控制 DW15系列的结构示意图如图2 5所示 除一般选型原则外 还应注意断路器的用途 长延时和短延时的梯级配合等因数 上一页 返回 2 2低压熔断器 2 2 1低压熔断器的用途及分类1 低压熔断器的用途熔断器是一种结构简单 使用方便 价格低廉的保护电器 广泛应用于低压配电网和控制系统中 是电网或供 用电设备短路或严重过载的保护元件 熔断器串接于电路中 在其额定电流内可以正常导通电流 而当电流达到或超过其约定熔断电流时 熔体会延时或立即熔断 切断电路 从而到保护作用 另外 还有一些熔断器有熔断指示装置 当熔断器熔断后会对外发出信号 如发光 变色及弹出指示器等 2 熔断器的分类 1 按保护形式可分为过电流保护与过热保护熔断器 过电流保护熔断器就是平常所说的熔断器 也叫限流熔断器 用于过热保护的熔断器一般被称为 温度熔断器 下一页 返回 2 2低压熔断器 2 按分断范围可分为g类和a类 g类为全范围分断 在规定条件下 连续承载电流不低于额定电流 并能够分断最小熔化电流至额定分断电流之间的各种电流 a类为部分范围分断 在规定条件下 连续承载电流不低于额定电流 但只能分断4倍额定电流至额定分断电流之间的各种电流 3 按使用类别可分为G类和M类 G类为一般用途的熔断器 M类为电动机电路用熔断器 上述后两种分类可有不同的组合 如gG系列熔断器主要用于电路的过载和短路保护 而aM系列熔断器主要用于电动机短路保护 上一页 下一页 返回 2 2低压熔断器 2 2 2低压熔断器的结构 工作原理及主要技术参数1 熔断器的结构熔断器的基本结构主要由熔体 载熔体件和熔断器底座3部分组成 熔体是熔断器的核心部件 当电路发生严重过载或短路时 熔体熔断 起到保护作用 它既是感测元件又是执行元件 载熔体件和熔断器底座是起支撑 绝缘和保护作用 由各种耐高温的绝缘材料制成 如瓷 石英玻璃等 上一页 下一页 返回 2 2低压熔断器 2 工作原理熔断器串联在被保护电路中 当电流流过熔体时 熔体会发热 同时熔体也向周围介质散热 当电路中的电流不大于熔体额定电流时 产生热量的速度略小于散热速度 熔体温度较低 低于熔体的熔点 熔体不会熔断 当电路中的电流略大于熔体额定电流时 产生热量的速度略大于散热速度 熔体温度会缓慢上升 经过较长一段时间后达到熔体的熔点 使熔体熔断 当电路中出现严重过载或短路时 熔体在极短的时间内产生大量的热量 在几乎还来不及向周围介质散热时 温度就已经上升到熔体的熔点 熔体自行熔断 从而分断故障电流 起到保护作用 从上述原理可以看出 熔断器对于较小的过载电流反应比较迟钝 而对于严重过载或短路反应敏感 因此熔断器常用作严重过载和短路保护的器件 要作为过载保护器件使用时一定要慎重 上一页 下一页 返回 2 2低压熔断器 这也是熔体本身的结构所决定的 熔断器的熔体一般做成变截面形式 如图2 7所示 当大电流通过小截面时 因电阻大 散热差 就会先行熔断 使熔体断成几节而脱落 同时把分断电路后产生的电弧变成几段短弧 有利于电弧熄灭 3 低压熔断器的主要技术参数 1 额定电压 指熔断器长期工作时和分断后能够承受的电压 应不小于线路额定电压或设备的额定电压 熔断器的额定电压等级有交流220V 380V 600V 1140V等 直流110V 220V 440V 800V 1000V 1500V等 2 额定电流 熔断器额定电流分为熔体额定电流和载熔体额定电流即熔断器额定电流两部分 熔体的额定电流是指在规定的工作条件下 长时间通过熔体而熔体不熔断时最大电流值 通常一个额定电流等级的熔断器可以配用若干个额定电流等级的熔体 但熔体的额定电流不能大于熔断器的额定电流值 上一页 下一页 返回 2 2低压熔断器 2 2 3低压熔断器的型号 图形符号及文字符号熔断器的型号含义如图2 8所示 熔断器的图形符号及文字符号如图2 9所示 上一页 下一页 返回 2 2低压熔断器 2 2 4常用低压熔断器熔断器种类很多 常用的有以下几种 1 插入式熔断器 无填料式 常用的有RC1 RC1A系列熔断器 1A系列是RC1系列的改进产品 主要用于额定电流至200A的低压分支线路末端及中 小容量的控制系统的短路保护 也可用于民用照明电路的短路保护 RC1A系列低压熔断器的结构非常简单 它由瓷盖 底座 触点 熔丝等组成 结构如图2 10所示 它具有价格低 熔体更换方便等优点 但无特殊的灭弧措施 其分断能力低 熔化特性不稳定 抗振性能差 2 螺旋式熔断器螺旋式熔断器实质上是有填料封闭式熔断器的一种 常用的有RL1 RL2 RL5 RL6 RL7等系列 其中RL6 RL7系列熔断器分别取代RL1 RL2系列 常用于配电线路及机床控制线路中作短路保护用 上一页 下一页 返回 2 2低压熔断器 螺旋式熔断器由瓷底座 熔管 瓷套等组成 外形结构如图2 11所示 瓷管内装有熔体 并装满石英砂 将熔管置入底座内 旋紧瓷帽 电路就可以接通 具有良好的抗振动能力 瓷帽顶部有玻璃圆孔 其内部有熔断指示器 当熔体熔断时 指示器跳出 螺旋式熔断器具有较高的分断力 极限分断能力可达50kA 有明显的熔断指示 可不用工具就能安全更换熔体 主要用于低压配电线路中作为过载及短路保护 也用在机床控制线路中保护电动机 上一页 下一页 返回 2 2低压熔断器 3 无填料封闭管式熔断器无填料封闭管式熔断器是一种可拆卸的熔断器 特点为熔体熔断后 封闭管内产生30 80个大气压的高气压 能迅速灭弧 常用无填料封闭管式熔断器有RM10 RM7等系列 其结构如图2 12所示 主要用于作低压配电线路的过载和短路保护 尤其是电网容量不是很大且频繁发生过载和短路故障的低压系统 其最大优点是熔体可拆卸 装上新熔体后可快速恢复供电 但无填料封闭管式断器分断能力较低 限流特性一般 4 有填料封闭管式熔断器有填料封闭管式熔断器在熔断管内填充了石英砂 含SiO2达99 以上 加强了其灭弧能力 常用有填料封闭管式熔断器有RT0 RT12 RT14 RT15等系列 引进产品有德国AEG公司的NT系列 其外形结构如图2 13所示 有填料封闭管式熔断器主要作为工业电气装置 配电设备的过载和短路保护 也可配套使用在熔断器组合电器中 上一页 下一页 返回 2 2低压熔断器 有填料封闭管式熔断器具有较高的分断能力 保护特性稳定 限流特性好 使用安全 可用于要求较高 短路电流较大的电力网或配电装置中 作为电缆 电机 变压器及其他电气设备的过载和短路保护用 快速熔断器具有动作速度快 分断能力大 极限分断能力强的特点 一般用在不允许过电流的过载保护 常用的填料快速熔断器有RS0 RS3系列 螺旋式快速熔断器有RLS1 RLS2等系列 其中RS0 RLS1系列常用作硅整流元件及其所组成的成套装置的过载和短路保护 而RS3 RLS2系列常用作晶闸管元件等半导体器件的过载和短路保护 自复式熔断器是一种大功率非线性电阻元件 具有良好的限流性能 它与一般的熔断器不同之处就在于它本身不能分断电路 常与断路器组合使用 提高其分断能力 这种熔断器的优点是当故障排除后能迅速复原 再次投入运行 无需更换 熔体 但要注意的是虽然可以多次使用 但其特性将逐渐劣化 上述各熔断器的主要技术参数详见附录二中表2 1至表2 4所示 上一页 下一页 返回 2 2低压熔断器 2 2 5低压熔断器选型的基本原则 1 根据使用场合和环境确定熔断器的类型 确定环境有无振动 设备容量大小 熔断器动作频率及有无防爆要求等 2 选择熔断器的规格时 先确定熔体额定电流等级 再确定熔断器的使用规格 3 在配电系统中 各级熔断器要注意梯级配合 以免出现越级保护等误动作 4 对于电动机保护用的熔断器要注意启动电流的影响 5 熔断器的保护特性应与被保护对象的过载特性相互吻合 上一页 返回 2 3接触器 2 3 1接触器的用途 分类及工作原理1 接触器的用途接触器是一种自动电磁式电器 适用于远距离频繁接通或断开交直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器 广泛地应用于交 直流电动机 电热设备等的控制 也可用于控制其他负载 如电焊机 电容器 电阻炉等 它不仅能实现远距离自动操作和欠电压释放保护及零电压保护功能 而且具有控制容量大 工作可靠 操作频率高 使用寿命长等优点 它不同于低压断路器 虽有一定的过载能力 但它不能切断短路电流 也不具备过载保护功能 上一页 下一页 返回 2 3接触器 2 3 1接触器的用途 分类及工作原理1 接触器的用途接触器是一种自动电磁式电器 适用于远距离频繁接通或断开交直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器 广泛地应用于交 直流电动机 电热设备等的控制 也可用于控制其他负载 如电焊机 电容器 电阻炉等 它不仅能实现远距离自动操作和欠电压释放保护及零电压保护功能 而且具有控制容量大 工作可靠 操作频率高 使用寿命长等优点 它不同于低压断路器 虽有一定的过载能力 但它不能切断短路电流 也不具备过载保护功能 上一页 下一页 返回 2 3接触器 2 接触器的分类接触器的分类有多种方式 按流过接触器主触点的电流性质可分为交流接触器和直流接触器 按灭弧介质可分为空气电磁式接触器和真空接触器 按主触点静态位置来分 可分为动合接触器 动断接触器和混合型接触器 动合接触器主要用于控制电动机及电阻性负载 动断接触器主要用于配电线路的备用电源及电动机的能耗制动 按主触点的极数可分为单极 双极 三极 四极和五极接触器 3 接触器的结构及工作原理接触器结构和工作原理与一般电磁式电器基本相同 图2 14所示为交流接触器结构示意图 交流接触器由以下4部分组成 上一页 下一页 返回 2 3接触器 1 电磁机构 它由电磁线圈 铁芯和衔铁组成 其功能是操作触点的闭合和断开 2 触点系统 触点系统包括主触点和辅助触点 主触点用在通断电流较大的主电路中 一般由接触面积较大的三对常开触点组成 体积较大 辅助触点用于通断小电流的控制电路 体积较小 它由 常开 常闭 触点成对组成 线圈通电时 常闭触点先断开 常开触点后闭合 线圈断电时 常开触点先复位 断开 常闭触点后复位 闭合 其中间存在一个很短的时间间隔 3 灭弧系统 容量在10A以上的接触器都有灭弧装置 通常采用纵缝灭弧罩或栅片灭弧装置 4 其他部分 它包括弹簧 传动机构 接线柱及外壳等 上一页 下一页 返回 2 3接触器 2 3 2接触器主要技术参数 型号含义及表示符号1 接触器的主要技术参数 1 额定电压 它是指在规定条件下 保证主触点正常工作的电压值 常用的额定电压等级 交流有110V 220V 380V 500V 660V等 直流有110V 220V 440V 660V等 2 额定电流 它是指主触点允许长期通过的最大电流值 常用额定电流等级有5A 10A 20A 40A 60A 100A 150A 250A 400A和600A等 3 电磁线圈的额定电压 常用的额定电压等级有 交流110V 220V 380V等 直流24V 48V 110V 220V 440V等 上一页 下一页 返回 2 3接触器 4 接通和分断能力 接触器在规定条件下 能在给定电压下接通和分断的预期电流值 在此电流值下接通和分断时 不应发生熔焊 飞弧和过分磨损等 在低压电器标准中 按接触器的用途分类 规定了它的接通和分断能力 可查阅相关手册获得 接触器的使用类别不同 对主触点的接通和分断能力要求也不相同 常见接触器使用类别及其典型用途如表2 2所示 5 机械寿命和电寿命 机械寿命是指需要维修或更换零 部件前 允许正常维护 包括更换触点 所能承受的无载操作循环次数 电寿命是指在规定的正常工作条件下 不需修理或更换零 部件的有载操作循环次数 6 操作频率 它是指每小时允许操作次数的最大值 交流接触器最高为600次 h 而直流接触器最高可达1200次 h 操作频率直接影响到接触器的电寿命和灭弧罩的工作条件 对于交流接触器还影响到线圈的温升 7 工作制 接触器的工作制有四种 长期工作制 间断长期工作制 8h工作制 短时工作制及反复短时工作制 上一页 下一页 返回 2 3接触器 2 接触器的型号含义 1 国产交流接触器的产品型号含义如图2 15所示 2 国产直流接触器型号含义如图2 16所示 3 接触器的图形符号接触器的图形符号如图2 17所示 文字符号为KM 上一页 下一页 返回 2 3接触器 2 3 3常用典型接触器及选型原则目前我国常用的交流接触器主要有CJ20 CJ40 CJX1 CJX3 CJ12和CJ10等系列 引进产品应用较多的有 引进德国BBC公司制造技术生产的B系列 德国SIEMENS公司的3TB系列 法国TE公司的LC1系列等 常用的直流接触器有CZ18 CZ21 CZ22和CZ10 CZ2等系列 CZ18系列是取代CZ0系列的新产品 1 CJ20 CJ40系列交流接触器CJ20系列交流接触器是我国统一设计的新产品 现已经取代CJ10系列产品 CJ20系列主要用于AC50Hz 额定电压660V以下 部分产品可以达1140V 额定电流630A及以下的电气线路的频繁接通与分断 也可以控制电动机 其基本外形如图2 18所示 触点采用双断点桥式结构 灭弧系统采用三种方式 40A及以上采用多纵缝陶土灭弧罩 25A采用U形铁片灭弧 16A以下不加灭弧装置 利用双断点自然灭弧 上一页 下一页 返回 2 3接触器 CJ40系列交流接触器是在CJ20系列的基础上改进的新产品 CJ40系列以塑料栅片灭弧代替传统的陶土灭弧罩 克服了陶土灭弧罩易破碎的缺点 同时塑料栅片灭弧性能较好 提高了分断能力 CJ40系列从63A到1000A四个基本框架 13个电流等级 是CJ20系列的良好扩展 其基本外形如图2 19所示 常用的两种接触器的技术参数参见附录三中表3 1所示 2 B系列交流接触器B系列交流接触器是引进德国BBC公司技术生产的产品 适用于AC50Hz或60Hz 额定电压660V以下 额定电流475A及以下频繁接通与分断的电路及电动机的频繁控制 还可以与T系列的热继电器组成磁力启动器 B系列共有14个电流等级 不同的电流等级具有不同的灭弧方式 最小规格的 B9 B25 采用双断点自然灭弧 稍大的 B30 370 采用铁磁栅片灭弧 其安装方式也有几种 B9 30型既可以用螺钉固定 也可以用标准的35mm安装卡轨固定 上一页 下一页 返回 2 3接触器 除了上述的几种交流接触器外 还有引进德国SIEMENS公司技术生产的3TB 3TF系列交流接触器 国内型号CJX3 施耐德公司梅兰日兰产品 D2系列 TeSysC K D F系列产品 还有CKJ和EVS系列低压真空交流接触器等 3 CZ18系列直流接触器CZ18系列直流接触器适用于直流额定电压440V及以下 额定电流40 1600A的直流电路中做远距离接通和分断电路用 也可以用于直流电动机频繁地启动和停止及其他控制 CZ18系列的主触点采用单断点的指形结构 有自清洁功能 辅助触点采用双断口桥式结构 灭弧装置是由串联磁吹灭弧线圈和陶土灭弧罩构成 其基本外形如图2 20所示 除了CZ18系列直流接触器外 还有CZ21 CZ22系列直流接触器 其外形如图2 21所示 CZ18和CZ21系列直流接触器的具体技术参数见附录三中表3 2所示 上一页 下一页 返回 2 3接触器 4 接触器的选型原则 1 根据被接通或分断的电流种类选择接触器的类型 2 根据被控电路中电流大小和使用类别来选择接触器的额定电流 3 根据被控电路电压等级来选择接触器的额定电压 4 根据控制电路的电压等级选择接触器线圈的额定电压 上一页 返回 2 4继电器 2 4 1继电器的用途 组成及分类继电器是一种根据电气量 如电压 电流等 或非电气量 如热量 时间 压力 转速等 的变化来接通或断开控制电路 以实现对电力系统及电力拖动装置的自动控制 检测 保护及调节为目的的自动电器 继电器的用途虽然与接触器有相似之处 但二者有明显的区别 继电器是一种小容量电器 一般小于5A 一般没有灭弧装置 不能用来接通和分断负载电路 接触器可以用于控制大容量的电路或电气设备 有良好的灭弧措施 完全可以分断负载电路 继电器的输入量可以是电气量也可以是非电气量 而接触器的输入量只能是电压 继电器一般由感测机构 中间机构和执行机构三个基本部分组成 感测机构把感测到的电气量或非电气量传递给中间机构 将它与设定的整定值进行比较 当达到整定值 过量或欠量 时 中间机构便使执行机构动作 从而接通或断开被控电路 下一页 返回 2 4继电器 继电器种类繁多 分类方法也很多 按输入量的物理性质可分为电流继电器 电压继电器 中间继电器 时间继电器 温度继电器及速度继电器等 按输出形式可分为有触点继电器和无触点继电器 按工作原理可分为电磁式继电器 电动式继电器 感应式继电器等 上一页 下一页 返回 2 4继电器 2 4 2电流继电器和电压继电器1 电流继电器根据线圈中电流的大小而接通和断开电路的继电器称为电流继电器 使用时电流继电器的线圈与被控制电路串联 其线圈的匝数少而线径粗 当流过线圈的电流高于整定值时动作的继电器称为过电流继电器 低于整定值时动作的继电器称为欠电流继电器 过电流继电器线圈通过小于整定电流时继电器不动作 处于释放状态 只有超过整定值时 继电器才吸合 具有短时工作的特点 过电流继电器的动作电流整定范围 交流过电流继电器为1 1 4倍额定电流 直流过电流继电器为0 7 3倍额定电流 欠电流继电器线圈通过的电流不小于额定电流时 继电器吸合 只有电流低于整定值时 继电器才释放 欠电流继电器动作电流整定范围 吸合电流为30 65 的额定电流 释放电流为10 20 额定电流 上一页 下一页 返回 2 4继电器 图2 22所示为过电流 欠电流继电器图形符号 其文字符号为KA 型号含义如图2 23所示 2 电压继电器电压继电器检测对象为线圈两端的电压变化信号 根据线圈两端电压的大小而接通或断开电路 实际工作中 电压继电器的线圈并联于被测电路中 根据实际应用的要求 电压继电器分过电压继电器 欠电压继电器和零电压继电器 过电压继电器是当电压大于其整定值时动作的电压继电器 主要用于对电路或设备作过电压保护 其整定值为1 1 1 5倍额定电压 欠电压继电器是当电压降至某一规定范围时动作的电压继电器 零电压继电器是欠电压继电器的一种特殊形式 是当继电器的端电压降至或接近消失时才动作的电压继电器 上一页 下一页 返回 2 4继电器 继电器种类繁多 分类方法也很多 按输入量的物理性质可分为电流继电器 电压继电器 中间继电器 时间继电器 温度继电器及速度继电器等 按输出形式可分为有触点继电器和无触点继电器 按工作原理可分为电磁式继电器 电动式继电器 感应式继电器等 欠电压继电器和零电压继电器在线路正常工作时 铁芯与衔铁是吸合的 当电压降至低于整定值时 衔铁释放 带动触点动作 对电路实现欠电压或零电压保护 欠电压继电器整定值为0 4 0 7倍额定电压 零电压继电器整定值为0 05 0 25倍额定电压 电压继电器图形符号如图2 24所示 文字符号为KV 上一页 下一页 返回 2 4继电器 3 常用典型产品常用的电流继电器 电压继电器的典型产品如下 1 JL系列交 直流电流继电器 JL系列属于大电流线圈电磁继电器 主要用于AC380V DC440V及以下 电流1500A及以下的一次回路中做过电流和欠电流保护用 也用于功率较大的交 直流电动机的过流保护 主要型号有JL12 JL14 JL15等系列 JL15系列交 直流电流继电器的外形如图2 25所示 2 DL系列交 直流电流继电器 DL系列属于小电流线圈继电器 采用双励磁线圈结构 两线圈串联时额定电流为0 02 15A 并联时额定电流为0 04 30A 通常需要与互感器联合使用 主要用于高压系统做过电流保护 主要型号有DL 10 DL 20 DL 30等 注意有交 直流的区别 DL 30的外形如图2 26所示 上一页 下一页 返回 2 4继电器 3 DJ系列交 直流电压继电器 DJ系列与DL系列的结构基本相似 只是把电流线圈换成电压线圈 其主要型号有DJ 100等 其外形如图2 27所示 4 JT系列通用电磁式继电器 所谓通用继电器 就是既可以作为电压继电器也可以作为电流继电器 时间继电器和中间继电器的一种电磁式继电器 在通用继电器的铁芯上装上并励的电压线圈 它就是电压继电器 在通用继电器的铁芯上装上串励的电流线圈 它就是电流继电器 直流通用继电器可以用作时间继电器 只要在其铁芯上套一个阻尼铜环即可 通用继电器产品种类很多 常用的有JT3 JT4 JT18和JTX等系列 JT4系列继电器的外形如图2 28所示 主要产品技术参数见附录四中表4 1至表4 3所示 上一页 下一页 返回 2 4继电器 2 4 3中间继电器中间继电器实质上就是电压继电器 中间继电器的基本结构及工作原理与接触器几乎完全相同 但中间继电器的触点对数多 一般有4副常开 4副常闭 共8副 各对触点允许通过的电流大小相同 多数为5 10A 动作灵敏 其主要用途是当其他继电器的触点数量或容量不够时 可借助中间继电器来扩大触点数目或触点容量 起到中间转换 传递 放大 翻转信号等作用 中间继电器的图形符号如图2 29所示 文字符号为KM或K KM与接触器的文字符号一样 在容易混淆的场合应加以区分 一般KM表示接触器 K表示中间继电器 目前 国内常用中间继电器有JZ7 JZ8 交流 JZ14 JZ15 JZ17 交 直流 及DZ 6等系列 引进产品有德国SIEMENS公司的3TH系列和BBC公司的K系列等 中间继电器型号含义如图2 30所示 常用中间继电器参数见附录四中表4 4所示 上一页 下一页 返回 2 4继电器 2 4 4热继电器热继电器是利用电流的热效应原理来工作的保护电器 具有反时限保护特性 热继电器主要用于电动机的过载保护和断相保护 1 热继电器结构及工作原理热继电器主要由热元件 双金属片 动作机构 触点 调整装置及手动复位装置等组成 结构如图2 31所示 上一页 下一页 返回 2 4继电器 热继电器的电热元件串接在电动机的主电路中 当电动机正常运行时 热元件中流过电流小 电热元件产生的热量虽能使金属片弯曲 但不能使触点动作 当电动机过载时 流过电热元件的电流加大 产生的热量增加 使双金属片产生弯曲位移增大 经过一定时间后 通过导板推动热继电器的触点动作 使常闭触点断开 使电动机失电 电动机得到保护 当故障排除后 按下手动 或自动 复位按钮 使常闭触点重新闭合 复位 才可以重新启动电动机 由于热继电器主双金属片受热膨胀的热惯性及动作机构传递信号的惰性影响 热继电器从电动机过载到触点动作需要一定时间 也就是说 即使电动机严重过载甚至短路 热继电器也不会瞬时动作 因此热继电器不能作短路保护 但也正是这个热惯性和机械惰性 保证了热继电器在电动机启动或短时过载时不会动作 从而满足了具有大启动电流电气设备的运行要求 热继电器的文字符号为FR 图形符号如图2 32所示 上一页 下一页 返回 2 4继电器 2 热继电器型号 主要参数及典型产品热继电器型号含义如图2 33所示 主要技术参数如下 1 热继电器额定电流 热继电器中可以安装的热元件的最大整定电流值 2 热元件额定电流 热元件整定电流调节范围的最大值 3 整定电流 热元件能够长期通过而不致引起热继电器动作的最大电流值 通常热继电器的整定电流与电动机的额定电流相当 一般取0 85 1 05倍额定电流 常用典型产品有 1 JR20系列 NR2 JR28 系列热继电器 该系列热继电器适用于AC50Hz或60Hz 电压至660V 电流为0 1 630A的长期或间断长期工作交流电动机的过载与断相保护 具有温度补偿 动作指示 自动与手动复位等功能 可独立安装也可以与接触器接插安装 上一页 下一页 返回 2 4继电器 2 3UA系列热继电器 该系列热继电器是引进SIEMENS公司技术生产的产品 适用于AC50Hz或60Hz 电压至690V或1000V 电流范围在0 1 400A的电路中 作为电动机 电力线路和所配用的接触器的过载保护及断相保护 常用热继电器的技术参数见附录四中表4 5所示 上一页 下一页 返回 2 4继电器 2 4 5时间继电器从得到输入信号 线圈的通电或断电 开始 经过一定的延时后才输出信号 触点的闭合或断开 的继电器 称为时间继电器 通常用在按时间顺序进行控制的场合 广泛应用在电力拖动系统及各种控制系统中 时间继电器延时方式有两种 通电延时型 断电延时型 通电延时型 在感测机构接受输入信号后 开始延时 一旦延时完毕 执行机构输出信号 以操纵控制回路 当输入信号消失后 输出瞬时复原 断电延时型 在感测机构接受输入信号时 瞬时产生相应的输出信号 当输入信号消失后 延迟一定时间 输出才复原 上一页 下一页 返回 2 4继电器 常用的时间继电器主要有直流电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式等 其中 电磁式时间继电器的结构简单 价格低廉 但体积和重量较大 延时较短 0 3 1 6s 且只能用于直流断电延时 电动式时间继电器的延时精度高 延时可调范围大 由几分钟到几小时 但结构复杂 价格贵 目前在电力拖动线路中 应用较多的是空气阻尼式时间继电器 近年来 晶体管式和数字式时间继电器的应用也日益广泛 空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼作用而达到延时的目的 它由电磁机构 延时机构和触点组成 空气阻尼式时间继电器的电磁机构有交流 直流两种 延时方式有通电延时型和断电延时型 改变电磁机构位置 将电磁铁翻转180 安装 当铁芯 衔铁 位于静铁芯和延时机构之间位置时为通电延时型 当静铁芯位于动铁芯和延时机构之间位置时为断电延时型 JS7 A系列时间继电器结构如图2 34所示 上一页 下一页 返回 2 4继电器 现以通电延时型为例说明其工作原理 当线圈1得电后 衔铁 动铁芯 3吸合 活塞杆6在塔形弹簧8的作用下带动活塞12及橡皮膜10向上移动 橡皮膜下方空气室空气变得稀薄 形成负压 活塞杆只能缓慢移动 其移动速度由进气孔气隙大小来决定 经一段时间延时后 活塞杆通过杠杆7压动微动开关15 使其触点动作 起到通电延时作用 当线圈断电时 衔铁释放 橡皮膜下方空气室内的空气通过活塞肩部所形成的单向阀迅速地排出 使活塞杆 杠杆 微动开关等迅速复位 由线圈得电到触点动作的一段时间即为时间继电器的延时时间 其大小可以通过调节螺钉13调节进气孔气隙的大小来改变 上一页 下一页 返回 2 4继电器 断电时间继电器的结构 工作原理与通电延时继电器相似 只是电磁铁安装方向不同 即当衔铁吸合时推动活塞复位 排出空气 当衔铁释放时活塞杆在弹簧作用下使活塞向下移动 实现断电延时 在线圈通电和断电时 微动开关16在推板5的作用下都瞬时动作 其触点即为时间继电器的瞬时触点 时间继电器的图形符号如图2 35所示 文字符号为KT 国产JS7 A系列空气阻尼式时间继电器技术参数见附录四中表4 6所示 空气阻尼式时间继电器结构简单 价格低廉 延时范围为0 4 180s 但是延时误差较大 难以精确地整定延时时间 常用于延时精度要求不高的交流控制电路中 晶体管式时间继电器是利用RC电路电容充电时 电容电压不能突变 只能按指数规律变化的原理来获得延时的 所以只要改变RC电路的时间常数 就可以改变延时时间 主要产品有JS14A系列 JSM8系列等 上一页 下一页 返回 2 4继电器 数字式时间继电器是利用半导体集成电路技术 采用LED数字显示 数字按键预置等功能 具有工作稳定 调整方便 延时精度高 延时范围宽 工作状态直观 指示清晰准确 功耗低 体积小 外形美观 触点容量大等优点 应用较为广泛的有JS11S JS14S ST2P ST3P AH2等系列产品 上一页 下一页 返回 2 4继电器 2 4 6速度继电器速度继电器是当转速达到规定值时动作的自动电器 其作用是与接触器配合使用以实现对电动机的反接制动控制 当反接制动的转速下降到接近零时 它能自动地切断电源 所以又称为反接制动继电器 它具有结构简单 工作可靠