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第十一章低压电气设备 低压电器 用于交流1200V 直流1500V以下电路起通断 保护 控制或调节作用的电器 高压电器 交流1200V以上 直流1500V以上 低压电器设备的分类 低压电设备分 控制电器和保护电器控制电器 用来接通和断开线路 也用于对用电设备的控制 它包括 刀开关 低压断路器 电磁启动器保护电器 用来获取 转换和传递信号 并通过其它电器 控制电器 对电路实现控制 常见的有 熔断器 热继电器 第一节控制电器的一般安全要求 不同控制电器各有特点 安全要求也不完全一样 但都具有接通和断开电路的功能 其共同的安全要求如下 1 电压 电流 断流容量 操作频率 温升等运行参数应符合要求 2 结构形式与使用的环境条件相适应 3 灭弧装置完好 4 触头接触表面光洁 接触紧密 并有足够的接触压力 各极触头应该同时动作 控制电器的一般安全要求 5 防护完善 门 或盖 上的联锁装置可靠 外壳 手柄及漆面无变形和损伤 6 安装合理 牢固 操作方便 且能防止自行合闸 一般情况下 电源线应接在固定触头上 500V以下者不同相相间最小净距离为10mm 500V以上者至1200V以下者为14mm 7 正常时不带电的金属部分接地或接零良好 8 绝缘电阻符合要求 第二节开关电器 作用 接通和断开线路 在车间里 主要用来起动和停止工作设备 特别是对电动机的控制开关电器包括 闸刀开关 自动断路器 减压启动器 交流接触器 控制器等刀开关不能频繁启动 用刀开关操作异步电动机时 开关的额定电流应大于或等于电动机的额定电流的3倍 一 刀开关 刀开关的特点 属于最简单的开关电器 由于没有或只有简单的灭弧装置 刀开关不能切断短路电流 所以刀开关下方一般装设熔断器用来切断短路电流 二 低压断路器 自动空气开关 低压断路器分为框架式 万能式 和塑料外壳式 装置式 两类框架式 结构灵活多变 可装设较多种类的脱扣器和辅助触头塑料外壳式 结构紧凑 体积小 重量轻 使用比较安全 框架式空气开关外形 装置式空气开关外形 低压断路器的典型产品 图1 30DW15系列断路器的外形图 图1 31DZ10系列断路器的外形图 图形和文字符号 低压断路器的结构 由感受元件感受电路中的不正常状态参量或操作人员的操作指令 经过传递元件推动执行元件动作 过流脱扣器 失压脱扣器 分励脱扣器都属于感受元件 触头和灭弧室属于执行元件传递元件是承担力的传递和变换的零部件 它包括 传动机构 脱扣机构 主轴和脱扣轴 万能式低压断路器结构图 塑壳式低压断路器原理图 1 主触头2 自由脱扣器3 过电流脱扣器4 分励脱扣器5 热脱扣器6 失压脱扣器7 按钮 塑壳式低压断路器原理图 1 主触头2 自由脱扣器3 过电流脱扣器4 分励脱扣器5 热脱扣器6 失压脱扣器7 按钮 线路短路或严重过载保护 塑壳式低压断路器原理图 1 主触头2 自由脱扣器3 过电流脱扣器4 分励脱扣器5 热脱扣器6 失压脱扣器7 按钮 远距离跳闸 对电路不起保护作用 塑壳式低压断路器原理图 1 主触头2 自由脱扣器3 过电流脱扣器4 分励脱扣器5 热脱扣器6 失压脱扣器7 按钮 线路过载保护 塑壳式低压断路器原理图 1 主触头2 自由脱扣器3 过电流脱扣器4 分励脱扣器5 热脱扣器6 失压脱扣器7 按钮 电动机的失压保护 触头系统 主触头 辅助触头常开触头 动合触头 常闭触头 动断触头 电磁系统 动 静铁芯 吸引线圈和反作用弹簧灭弧系统 灭弧罩及灭弧栅片灭弧 第三节接触器 1 结构 一 交流接触器 2 工作原理1 正常状态通 断电路 由操作机构手动 电动 分励脱扣器 合 分闸 2 保护功能 短路 过流 保护 过电流脱扣器 12 短路电流 过流脱扣器线圈 12的衔铁吸合 自由脱扣机构3上移 触点动作 失压 欠压 保护 失压脱扣器 8 失压 失压脱扣器F F反 8的衔铁释放 自由脱扣机构3上移 触点动作 脱扣器分励脱扣器 用于远距离分闸的脱扣器 分闸时线圈有电 而分闸后线圈应断电 失压脱扣器过流脱扣器过载脱扣器并非每种类型的断路器均具有上述四种脱扣器 根据断路器使用场合而定 3 主要技术参数1 主要技术参数额定电压指断路器在电路中长期工作时的允许电压 通常 等于或大于电路的额定电压 额定电流指断路器在电路中长期工作时的允许持续电流 通断能力断路器在规定的电压 频率以及规定的线路参数 交流电路为功率因数 直流电路为时间常数 下 所能接通和分断的短路电流值 分断时间指切断故障电流所需的时间 包括固有断开时间和燃孤时间 2 低压断路器的典型产品 图1 30DW15系列断路器的外形图 图1 31DZ10系列断路器的外形图 3 图形和文字符号 断路器的维护 P249 三 交流接触器 接触器 频繁地接通或切断电动机或其它负载主电路的一种电磁式控制电器 特点 频繁操作和远距离控制 接触器按主触点通过的电流种类可分为 交流接触器 直流接触器 l一电磁机构2 主触点和灭弧装置3 释放弹簧4一辅助触点5一底座 接触器结构 交流接触器结构图 灭弧装置 1 电磁机构 线圈 铁芯和衔铁组成 主触点和灭弧装置主触点 通断较大电流的主电路 1 按主触点的容量大小有桥式触点和指形触点2 直流接触器 电流20A以上的交流接触器均装有灭弧罩 或带有栅片或磁吹的灭弧装置 注意 不能将交直流接触器的主触点互换使用 否则使灭弧发生困难 辅助触点辅助触点 通断较小电流的控制电路 特点 桥式触点 触点的容量较小 1 辅助触点可分为 常开触点 常闭触点2 辅助触点的作用 控制电路中起联锁 逻辑运算 3 辅助触点没有灭弧装置 一般不能用来分断主电路 4 释放弹簧机构或缓冲装置5 支架与底座 二 接触器的符号及型号含义 1 接触器的型号及代表意义 例如 CJl2 250 3为CJl2系列交流接触器 额定电流250A 三个主触点 CJl2T 250 3为CJl2系列改型后的交流接触器 额定电流250A 三个主触点 例如 CZ0 100 20为CZ0系列直流接触器 额定电流100A 二个常开主触点 2 接触器的图形和文字符号接触器的图形和文字符号如图1 14所示 三 接触器的主要技术参数 1 额定电压接触器铭牌额定电压是指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 500V2 额定电流接触器铭牌额定电流指主触点的额定电流 常用的电流等级为 直流接触器 25A 40A 60A 100A l50A 250A 400A 600A 交流接触器 5A 10A 20A 40A 60A 100A 150A 250A 400A 600A 3 线圈的额定电压接触器线圈正常工作的电压常用的等级为 直流线圈 24V 48V 220V 440V 交流线圈 36V 127V 220V 380V 说明 1 交流负载选用交流接触器 直流负载选用直流接触器 但交流负载频繁动作时可采用直流吸引线圈的接触器 2 常用的额定电压是直流110v 220v 交流127v 220v 380v 4 额定操作频率额定操作频率是指每小时接通次数 说明 交流接触器最高为600次 h 直流接触器可高达1200次 h 四 接触器的选用 1 根据负载性质选择接触器类型 交 直流接触器 2 根据类别确定接触器系列 参考电工标准 3 根据负载额定电压确定接触器的额定电压 交流接触器的电压大于或等于线路电压 4 根据负载电流确定接触器的额定电流 并根据外界实际条件加以修正 1 接触器安装在箱柜内 电流要降低10 20 使用 冷却条件变差 2 接触器工作于长期工作制 通电持续率不超过40 时 若敞开安装 电流允许提高10 25 若箱拒安装 允许提高5 10 5 根据控制电路的电压选择吸引线圈的额定电压 6 根据负载情况复核操作频率 看是否在额定范围之内 五 接触器的维护 常见故障及处理 1 应定期检查接触器的各部件 要求可动部分不卡住 紧固无松脱 零部件如损坏应及时检修 2 触头表面应经常保持清洁 1 触头表面因电弧作用而形成金属小球时及时铲除 2 触头严重磨损后 超程应及时调整 当厚度只剩下1 3时 应及时调换触头 3 银合金触头表面团电弧而生成黑色氧化膜时 不会造成接触不良现象 因此不必锉修 则将会大大缩短触头寿命 原本有灭弧罩的接触器的一要带灭弧罩使用 以免发生短路事故 六 接触器的发展 1 重量轻 体积小2 积木式结构3 无触点的固体接触器 控制器 不讲 第三节保护电器 主要用来对线路和设备的保护保护电器包括 熔断器 热继电器 电磁式过流继电器 失压 欠压 脱扣器继电器和脱扣器的区别 前者带有触头 通过触头进行控制 后者没有触头 直接由机械运动进行控制 塑壳式低压断路器原理图 1 主触头2 自由脱扣器3 过电流脱扣器4 分励脱扣器5 热脱扣器6 失压脱扣器7 按钮 线路过载保护 塑壳式低压断路器原理图 1 主触头2 自由脱扣器3 过电流脱扣器4 分励脱扣器5 热脱扣器6 失压脱扣器7 按钮 电动机的失压保护 一 保护电器的类型 保护电器按作用的不同分 短路保护 过载保护和失压保护短路保护 是指线路或设备发生短路时 迅速切断电源 熔断器 电磁式电流继电器和脱扣器是常用的短路保护电器过载保护 是当线路或设备的载荷超过允许范围时 能延时切断电源的一种保护 热继电器的脱扣器是常用的过载保护装置 熔断器可用作照明线路或其他没有冲击载荷的线路或设备的过载保护装置欠压保护 是当电源电压消失或低于某一限度时能自动断开线路的一种保护 其作用是可以避免在过低电压下设备勉强运行而造成损坏 同时防止当电压恢复时 设备不至于突然启动造成事故 二 电气设备外壳的防护等级 电机和低压电气的外壳防护包括两种 第一种是对固体异物进入内部和对人体触及内部带电部分或运动部分的防护 如电动机外壳第二种保护是对水进入内部的防护电动机的外壳 电动机风扇侧的罩子 空气开关的外壳都属于电气设备外壳防护 三 熔断器 作用 短路和严重过载保护应用 串接于被保护电路的首端优点 结构简单 维护方便 价格便宜 体小量轻 分类 瓷插式熔断器 RC1A 螺旋式熔断器RL 有填料式熔断器RT0 无填料密封式熔断器RM 快速熔断器 第五节熔断器 保护特性又称安秒特性 指熔体的熔化电流I与熔断时间t的关系 电流通过熔体时产生的热量与电流通过时间成正比 电流越大 则熔体熔断时间越短 其特征曲线见图1 10 图1 10熔断器保护特性曲线 四 热继电器 用于过载保护 双金属片式热继电器 双金属片式热继电器原理示意图 使用与选择 使用 作为电动机的过载保护 注意与熔断器的配合 选择 eR ed eR 热继电器热元件的额定电流 ed 电动机的额定电流 五 电流继电器 用于短路保护 欠压脱扣器原理见图11 12 第四节配电装置 一 低压配电屏用途它又叫开关屏或配电盘 配电柜 它是将低压电路所需的开关设备 测量仪表 保护装置和辅助设备等 按一定的接线方案安装在金属柜内构成一种组合式的电气设备 用于进行控制 保护 计量 分配和监视等 适用于发电厂 变电所 厂矿企业中作为额定电压不超过380V低压配电系统中的动力 配电 照明配电之用 二 低压配电屏的结构特点 我国生产的低压配电屏有固定式和手车式两类 PGL型低压配电屏 P 配电屏 G G固定式 L 动力用 GCL控制中心 G 柜式结构C 抽屉式L 动力中心适用于变电所 企业里大容量动力配电和照明配电结构为组装式全封闭结构 每一功能单元均为抽屉式 有隔板隔开 可以防止事故扩大 三 低压配电屏的安装及投运前检查 P264 四 低压配电屏巡视检查 P265 五 低压配电装置运行维护 P265 第五节低压电气设备安全工作的基本要求 P266 第六节低压带电作业要求 P267 第十二章照明设备 第一节照明种类按光源性质分 热辐射光源照明和气体放电光源照明热辐射光源照明 是由电流通过钨丝使之发热升温达到白炽状态而发光的照明器具 如白炽灯 碘钨灯等 特点是 发光效率低 气体放电光源 是利用电极之间气体放电产生可见光和紫外线 再由可见光和紫外线激发灯管或灯泡内壁上的荧光粉使之发光的照明器具 如日光灯 高压汞灯 高压钠灯 其发光效率可达白炽灯的3倍 按照明方式分 一般照明 局部照明和混合照明 工作场所内不应只设局部照明按照明的功能分 正常照明 紧急照明 值班照明 警卫照明和障碍照明常用的照明灯具有 普通照明灯具 防水型灯具 防尘型灯具和防爆型灯具 第二节照明设备的安装 照明设备包括 照明开关 插座 灯具和导线一 照明开关的安装要求 P271二 照明开关的选型P271三 插座的安装要求P272四 插座的选择与接线P272 a TN S b TN C S c TN C N即为PEN 五 灯具的安装要求P272六 导线的选择及敷设方式P274七 安装照明设备的注意事项P275 第三节照明电路故障 照明电路常见的故障有 断路 短路 漏电三种 一 断路产生的原因 主要有 熔丝熔断 线头送脱 断线 开关没有接通 铝线接头腐蚀等 二 短路原因 用电器具接线不好 以至接头碰到一起灯座或开关进水 螺口灯头内部松动或灯座顶芯歪斜 造成内部短路导线绝缘外皮损坏或老化损坏 并在零线和相线的绝缘处碰线 三 漏电原因 相线绝缘损坏用电设备内部绝缘损坏使外壳带电 漏电的后果 一方面造成电力的浪费 另一方面还可能造成人身触电伤亡事故 漏电保护措施 一般采用漏电保护装置即漏电开关实现对漏电的保护 当漏电电流超过整定电流值时 漏电保护装置动作 切断电源 若发现漏电保护装置动作时 应该查出漏电点并进行绝缘处理后再通电照明线路的接地点多发生在穿墙部位和靠近墙壁或天花板等部位 第十三章电力电容器 第一节电容器的结构原理与补偿原理 一 电容器结构电容器由外壳和芯子组成 外壳用薄钢板密封焊接而成 外壳盖上焊有出线瓷套 在两侧壁上焊有供安装的吊襻 pan 纽