第七章-用电设备安全PPT课件

第七章用电设备安全 第一节用电设备的保护 第二节电气设备的类型及其适用范围 第三节三相异步电动机 第四节低压配电电器 第五节低压控制电器 第六节三相异步电动机控制线路 第七节手持式电动工具 第八节电气照明装置 第九节低压供电的进户 总配电装置和量电 第一节用电设备的保护 一 过载保护 二 短路保护 三 欠压保护 四 失压保护 五 断相保护 六 防止误操作 第一节用电设备的保护 为什么要对用电设备进行保护 用电设备在运行过程中 因受外界的影响 如冲击 压力 潮湿 异物侵入 或因内部材料的缺陷 老化 磨损 受热 绝缘损坏以及因运行过程中的误操作等原因 有可能发生各种故障和不正常的运行情况 因此有必要对用电设备进行保护 对用电设备进行保护的形式有哪些 对电气设备进行的保护一般有过载保护 短路保护 欠压保护 失压保护 过流保护 断相保护 防误操作保护 联锁保护 限位保护和弱磁保护等 下面将择要分别介绍 一 过载保护 过载 过载是指用电设备的工作电流超过其额定电流的情况 危害 长时间的过载 将使电气设备的载流部分和绝缘材料过度发热 从而使绝缘加速老化或遭受破坏 寿命缩短 严重时会损坏电气设备 措施 电气设备具有过载能力即具有一定的过载而又不危及安全的能力 对连续运转的电动机都要有过载保护 电气设备装设自动切断电流或限止电流增长的装置 如热继电器 熔断器 低压断路器 自动空气开关 和有延时的过电流继电器等作为过载保护 二 短路保护 短路 电气设备由于各种原因相接或相碰 产生电流突然增大的现象叫短路 短路一般分为相间短路和对地短路两种 相间短路 相线之间相碰叫相间短路 对地短路 相线与地线 与接地导体或与大地直接相碰叫对地短路 造成短路的主要原因有哪些 1 线路老化 绝缘破坏而造成短路 2 电源过电压 造成绝缘击穿 3 小动物 如蛇 野兔 猫等 跨接在裸线上 4 人为的多种乱拉乱接造成 5 室外架空线的线路松弛 大风作用下碰撞 6 线路安装过低与各种运输物品或金属物品相碰造成短路 二 短路保护 危害 短路能在瞬间释放很大热量 使电气设备的绝缘受到损伤 甚至把电气设备烧毁 大的短路电流 可能在用电设备中产生很大的电动力 引起电气设备的机械变形甚至损坏 短路还可能造成故障点及附近的地区电压大幅度下降 影响电网质量 措施 电气设备一般常采用熔断器 低压断路器 过电流继电器等作为短路保护 短路保护应当设置在被保护线路接受电源的地方 一旦电路发生短路时 这些保护电器就会立即动作 迅速切断电源 从而起到保护作用 三 欠压保护 欠压 当电网电压降低时 电器设备便在欠压下运行 危害 如电动机在欠压下运行 定子电流就会增加 如不采取保护措施 时间一长将会使电动机过热损坏 另外 欠压将引起一些电器释放 使线路不能正常工作 有可能导致人身设备事故 措施 实现欠压保护的电器有接触器和电磁式电压继电器 前者较常用 当电网电压过低时 接触器会自动释放 其主触点和自锁触点断开 切断主控电路电源 从而避免电器设备欠压运行 四 失压保护 失压 生产机械在工作时 突然停电 电源电压下降为零 电动机停转 生产机械的运动部件也随之停转 危害 当失压时 如不拉下电源开关 当电网重新供电时 电动机将自行起动 很可能会造成人身和设备事故 措施 通常由接触器和中间继电器提供失压保护 当突然停电时接触器和中间继电器失电释放 触头复位 切断主控电路电源 当电网恢复供电时 若不从新按下起动按钮 接触器不会得电 电动机不会自行起动 从而实现了失压保护 五 断相保护 断相 三相异步电动机三相绕组通入三相交流电 产生均衡的旋转磁场 这是三相异步电动机运行的基本条件 所谓断相 就是三相供电电源中缺少一相或三相绕组中有任何一相断开的情况 五 断相保护 造成供电电源一线断开的原因是 低压熔断器或刀闸接触不良 接触器由于长期频繁动作而触头烧毛 以至不能可靠接通 熔丝由于使用周期过长而氧化腐蚀 以致受起动电流冲击烧断 电动机出线盒或接线端子脱开等等 此外 由于供电系统的容量增加 采用熔断器作为短路保护 结果也使电动机断相运行的可能性增大 为此 国际电工委员 IEC 规定 凡使用熔断器保护的地方 应设有防止断相的保护装置 五 断相保护 电动机断相运行的后果 由于电动机的接法不同 断相运行的情况也比较复杂 以星形接法的电动机在起动前电源一线或绕组一相断开为例 电动机因没有起动转矩而不能自行起动 此时 其余两相通过的电流为三相运行起动时的86 6 又因起动电流为电动机额定电流的6 7倍 所以起动前断相除断开的一相绕组外 其余两相绕组将被绕坏 五 断相保护 措施 各种断相保护的产品比较多 就其原理而言 不外乎是参数平衡检测和热效应检测 温度检测 两大类 参数平衡检测 属于断相检测保护 在断相发生后 立即把检测到的电压或电流信号作用于执行元件 把电动机从电源上予以切除或发出报警信号 热效应检测 属于过热保护 热敏元件 断相后电机仍继续运行 直到温升超过极限值时才停止运转 五 断相保护 措施 而从执行断相保护的元件而言 一般分为 利用断相信号直接推动电磁继电器动作的电磁式断相保护 利用断相信号 通过电子线路动作的电子式断相保护 利用热继电器或热敏元件的断相保护 也有将过载 短路 断相保护合为一体的综合保护器 六 防止误操作 为了防止误操作 设备上应具有能保护长久 容易辩认而且清晰的标志或标牌 这些标志给出安全使用设备所必需的主要特征 例如额定参数 接线方式 接地标记 危险标志 可能有的特殊操作类型和运行条件的说明等 由于设备本身条件有限 不能在其上注出时 则应有安装或操作说明书 使用人员应该了解注意事项 电气控制线路中应按规定装设紧急开关 防止误起动的措施 相应的联锁或限位保护 在复杂的安全技术系统 还要装设自动监控装置 此外尚有过流保护 弱磁保护等 第二节电气设备的类型及其适用范围 一 工作环境的分类 二 电气设备的类型及其适用范围 第二节电气设备的类型及其适用范围 电气设备的品种繁多 类型不一 其适用的范围也不尽相同 这里从触电危险性角度出发 讨论通用电气设备对于不同环境的适用范围 一 工作环境的分类 1 普通环境 从触电危险性的角度考虑 工作环境可分为普通环境 危险环境 高度危险环境 即触电危险性小的环境 这类环境是干燥的 相对湿度不超过75 无导电性粉尘 且金属占有系数 金属物品所占的面积与建筑面积之比 不超过20 地坪由木材 沥青或瓷砖等非导电材料制成的环境 属于这类环境的有仪表装配大楼 一般机械厂的中央试验室 办公室 住宅以及公共建筑物和生活建筑物 一 工作环境的分类 2 危险环境 危险环境是指具有下列条件之一的环境 1 潮湿 相对湿度大于75 2 有导电性粉尘 3 金属占有系数大于20 4 炎热 高温 气温经常高于30 5 有泥 砖 湿木板 钢筋 混凝土 金属或其他导电性的地面 属于这类环境的有机械厂的金工车间和锻工车间 水泵房 空气压缩站 室内外变配电站 成品库 车辆房 一 工作环境的分类 3 高度危险环境 高度危险环境是指特别潮湿 相对湿度接近100 有腐蚀性气体 有蒸汽或游离物的环境 凡具有危险环境条件中两者 也属于高度危险的环境 属于这类环境的有机械厂的铸工车间 锅炉房 酸洗车间 电镀车间 印染厂的调色漂染车间和化工厂的大多数车间等 必须指出 各种环境由于在不同的程度上要受到季节 天气等外界因素的影响 任何环境都不可能是一成不变的 因此 上述分类是指一般的情况 另外 潮气 粉尘 腐蚀性气体或蒸气以及高温 都会对电气设备的绝缘起破坏作用 增加触电的危险 二 电气设备的类型及其适用范围 1 开启式电气设备及其适用范围 电气设备大体有以下几种类型 并且各有其使用范围 特点 开启式电气设备价格便宜 散热好 但这种设备没有任何防护装置 灰尘 铁屑 水滴及油垢等容易进入其内部 影响其正常工作和寿命 人也很容易触及带电体 适用范围 因此 只能在干燥 清洁 触电危险性小 人不易接近的环境中使用 二 电气设备的类型及其适用范围 2 防护式电气设备及其适用范围 特点 防护式电气设备的带电部分有网罩加以防护 人不易触及其带电体 通风冷却条件较好 并能防止水滴 铁屑等物进入 但不能防止潮气和灰尘侵入 适用范围 因此只能用于比较干燥 粉尘不多 无腐蚀性气体和爆炸性气体等触电危险性小的环境 二 电气设备的类型及其适用范围 3 封闭式电气设备及其适用范围 特点 封闭式电气设备带电部分有严密的罩盖 潮气 粉尘等不易侵入 适用范围 这种设备可用于潮湿 尘土多 有腐蚀性气体 易引起火灾和易受风雨侵蚀等触电危险性较大的环境中 如纺织厂 水泥厂 二 电气设备的类型及其适用范围 4 密封式电气设备及其适用范围 特点 密封式电气设备内外完全隔离 适用范围 可用于触电危险性大的环境 如潜水泵等 二 电气设备的类型及其适用范围 5 防爆式电气设备及其适用范围 特点 防爆式电气设备内外完全隔离 适用范围 可用于触电危险性大且有易燃 易爆气体的危险环境中 如煤气站 油库及矿井等场所 第三节三相异步电动机 一 三项异步电动机的结构 二 三相异步电动机使用前的检查 三 三相异步电动机启动中的注意事项 四 三相异步电动机运行中的监视与维护 五 三相异步电动机的常见故障及排除方法 第三节三相异步电动机 概述 电动机是一种将电能转换成机械能的动力设备 三相异步电动机结构简单 坚固耐用 维护方便 体积小 易起动 成本低 在工农业生产中有着广泛的应用 一 三项异步电动机的结构 一 三项异步电动机的结构 1 定子 1 机座 起固定和支撑定子铁心的作用 一般用铸铁制造 2 定子铁心 由厚0 35 0 5mm的硅钢片冲叠而成 以减少损耗 铁心内开有均匀的槽 嵌放定子绕组 3 定子绕组 由完全相同的三个绕组组成 空间互差120度 可接成Y或 定子是电动机的静止部分 定子由机座 定子铁心 定子绕组组成 一 三项异步电动机的结构 2 转子 1 转子铁心 和定子铁心一样 既是电动机磁路的一部分 又能安放转子绕组 2 转子绕组 有笼型和绕线型两种 1 笼型绕组 导体用铜条或铝条 两头用端环联接 结构可靠简单 但是转子电阻固定 2 绕线型转子 接成星型的三相绕组通过滑环与外电路联接 便于串入电阻改善电动机的运行性能 转子是电动机的转动部分 转子由转子铁心和转子绕组组成 二 三相异步电动机使用前的检查 对新安装或久未运行的电动机 在通电使用之前必须作下列检查工作 1 看电动机是否清洁 内部有无灰尘或脏物等 一般可用不大于0 2兆帕 2个大气压 的干燥压缩空气吹净各部分的污物 如无压缩空气 也可用手风箱 通称皮老虎 吹 或用干抹布擦抹 不应用湿布或沾有汽油 煤油 机油的布擦抹 二 三相异步电动机使用前的检查 2 拆除电动机出线端子上的所有外部接线 用兆欧表测量电动机各相绕组之间及每相绕组与地 机壳 之间的绝缘电阻 看是否符合要求 按要求 电动机每1千伏工作电压 绝缘电阻不得低于1兆欧 一般额定电压为380伏的三相异步电动机 绝缘电阻应大于0 5兆欧以上才可使用 如绝缘电阻较低 则应先将电动机进行烘干处理 然后再测绝缘电阻 合格后才可通电使用 二 三相异步电动机使用前的检查 3 对照电动机铭牌标明的数据 检查电动机定子绕组的联接方法是否正确 Y接法还是 接法 电源电压 频率是否合适 4 检查电动机轴承的润滑脂 油 是否正常 观察是否有泄漏的印痕 转动电动机转轴 看转动是否灵活 有无摩察声或其它异声 5 检查电动机接地装置是否良好 6 检查电动机的启动设备是否完好 操作是否正常 电动机所带的负载是否良好 三 三相异步电动机启动中的注意事项 1 电动机在通电试运行时必须提醒在场人员注意 不应站在电动机及被拖动设备的两侧 以免旋转物切向飞出造成伤害事故 2 接通电源之前就应作好切断电源的准备 以防万一接通电源后电动机出现不正常的情况 如电动机不能启动 启动缓慢 出现异常声音 时能立即切断电源 3 三相异步电动机采用全压启动时 启动次数不宜过于频繁 尤其是电动机功率较大时要随时注意电动机的温升情况 四 三相异步电动机运行中的监视与维护 电动机在运行时 要通过听 看 闻等及时监视电动机 以期当电动机出现不正常现象时能及时切断电源 排除故障 具体项目如下 1 听电动机在运行时发出的声音是否正常 电动机正常运行时 发出的声音应该是平稳 轻快 均匀 有节奏的 如果出现尖叫 沉闷 摩察 撞击 振动等异音时 应立即停机检查 2 通过多种渠道经常检查 监视电动机的温度 检查电动机的通风是否良好 四 三相异步电动机运行中的监视与维护 3 注意电动机在运行中是否发出焦味 如有 说明电动机温度过高 应立即停机检查原因 4 要保持电动机的清洁 特别是接线端和绕组表面的清洁 不允许水滴 油污及杂物落到电动机上 更不能让杂物和水滴进入电动机内部 要定期检查电动机 清扫内部 更换润滑油等 5 要不定期测量电动机的绝缘电阻 特别是电动机受潮时 如发现绝缘电阻过低 要及时进行干燥处理 五 三相异步电动机的常见故障及排除方法 异步电动机的故障可分机械故障和电气故障两类 机械故障 机械故障如轴承 铁芯 风叶 机座 转轴等的故障 一般比较容易观察和发现 电气故障 电气故障主要是定子绕组 转子绕组等导电部分出现的故障 五 三相异步电动机的常见故障及排除方法 当电动机不论出现机械故障或电气故障时都将对电动机的正常运行带来影响 因此如何通过电动机在运行中出现的各种不正常现象来进行分析 从而找到电动机的故障部位与故障点 这是电动机故障处理的关键 也是衡量操作者技术熟练程度的重要标志 由于电动机的结构型式 制造质量 使用和维护情况的不同 往往可能出现同一种故障有不同的外观现象 或同一外观现象由不同的故障原因引起 因此要正确判断故障 必须先进行认真细致的研究 观察和分析 然后进行检查与测量 找出故障所在 并采取相应的措施予以排除 五 三相异步电动机的常见故障及排除方法 一 检查三相异步电动机故障的一般步骤是 1 调查首先了解电动机的型号 规格 使用条件及使用年限 以及电机在发生故障前的运行情况 如所带负荷的大小 温升高低 有无不正常的声音 操作使用情况等等 并认真听取操作人员的反映 2 察看故障现象察看的方法要按电机故障情况灵活掌握 有时可把电动机接电源进行短时运转 直接观察故障情况 再进行分析研究 有时电动机不能接上电源 通过仪表测量或观察来进行分析判断 然后再把电机拆开 测量并仔细观察其内部情况 找出其故障所在 五 三相异步电动机的常见故障及排除方法 二 三相异步电动机的常见故障及排除方法1 接通电源后电动机不能启动故障原因及排除方法 1 定子绕组接线错误 检查接线 纠正错误 2 定子绕组断路 短路或接地 找出故障点 排除故障 3 负载过重或传动机构被卡住 检查传动机构及负载 4 电源电压过低 检查原因并排除 五 三相异步电动机的常见故障及排除方法 二 三相异步电动机的常见故障及排除方法2 电动机温升过高或冒烟 1 负载过重或启动过于频繁 减小负载 减少启动次数 2 缺相运行 检查原因 排除故障 3 定子绕组接线错误 检查定子绕组接线 加以纠正 4 定子绕组接地或匝间 相间短路 检查接地或短路部位 加以修复 5 转子断条 更换或修理转子 6 定子 转子相擦 检查转子 轴承是否变形 进行修复或更换 7 通风不良 检查通风道是否畅通 对不可反转的电机检查其转向 8 电源电压过低或过高 检查原因并排除 五 三相异步电动机的常见故障及排除方法 二 三相异步电动机的常见故障及排除方法3 电动机振动 1 转子不平衡 校正平衡 2 皮带轮不平衡或轴伸弯曲 检查并校正 3 电机与负载轴线不对 检查 调整机组的轴线 4 电机安装不良 检查安装情况及底脚螺栓 5 负载突然过重 减轻负载 五 三相异步电动机的常见故障及排除方法 二 三相异步电动机的常见故障及排除方法4 运行有异声 1 定子转子相擦 见前面 2 轴承损坏或润滑不良 更换轴承 清洗轴承 3 缺相动运行 检查故障点 加以修复 4 风叶碰机壳 检查并消除故障 五 三相异步电动机的常见故障及排除方法 二 三相异步电动机的常见故障及排除方法5 电动机带负载时转速过低 1 电源电压过低 检查电源电压 2 负载过大 核对负载 3 转子断条 见前面 五 三相异步电动机的常见故障及排除方法 二 三相异步电动机的常见故障及排除方法6 电动机外壳带电 1 接地不良或接地电阻过大 按规定接好接地线 消除接地不良处 2 绕组受潮 进行烘干处理 3 绝缘损坏 有赃物或引出线碰壳 修理 进行浸漆处理 清除赃物 重接引出线 第四节低压配电电器 一 刀开关 二 组合开关 三 低压断路器 四 熔断器 第四节低压配电电器 低压配电电器包括刀开关 低压断路器 组合开关 容断器等等 主要用于低压配电系统及动力设备中 一 刀开关 刀开关的用途 作为不频繁接通和分断低压供电线路 以及作为隔离电开关用 刀开关起隔离电源的作用 使电路有明显的断开点 以保证检修人员的安全 另外 还可用于小容量鼠笼式异步电动机的直接起动 一 刀开关 1 开启式负荷开关 1 型号及含义 开启式负荷开关又称瓷底胶盖开关 简称闸刀 额定电流设计序号开启式负荷开关 一 刀开关 1 开启式负荷开关 2 结构 两极开关 四极开关 三极开关 闸刀开关是一种结构简单操作方便的电器 常用于比较简单的接通和断开电源的电路中 一 刀开关 1 开启式负荷开关 2 结构 HK系列由刀开关和熔断器组合而成 1 瓷质手柄2 动触头3 出线座4 瓷底座5 静触头6 进线座7 胶盖紧固螺钉8 胶盖 防电弧飞出伤人 一 刀开关 1 开启式负荷开关 3 选用 适用于照明 电热设备及小容量 5 5KW以下 电动机控制线路中 供手动不频繁地接通和分断电路 并起短路保护 1 用于照明和电热负载时 选用额定电压220V或250V 额定电流不小于电路所有负载额定电流之和的两极开关 2 用于控制电动机的直接起动和停止时 选用额定电压380V或500V 额定电流不小于电动机额定电流三倍的三极开关 一 刀开关 1 开启式负荷开关 4 安装与使用 1 开启式负荷开关必须垂直安装在控制屏或开关板上 且合闸状态时手柄应朝上 不允许倒装或平装 以防发生误合闸事故 2 开启式负荷开关控制照明和电热负载使用时 开关内要装接熔体作短路和过载保护 接线时应把电源进线接在静触头一边的进线座上 这样在开关断开后 闸刀和熔体上都不会带电 开启式负荷开关用作电动机的控制开关时 应将开关的熔体部分用铜导线直连 并在出线端另外加装熔断器作短路保护之用 一 刀开关 1 开启式负荷开关 4 安装与使用 3 更换熔体时 必须在闸刀断开的情况下按原规格更换 4 在分闸和合闸操作时 应动作迅速 使电弧尽快熄灭 一 刀开关 2 封闭式负荷开关 1 型号及含义 封闭式负荷开关又称铁壳开关 它是在闸刀开关基础上改进设计的一种开关 封闭式负荷开关设计序号 极数额定电流 一 刀开关 2 封闭式负荷开关 2 结构 HH4负荷铁壳开关 一 刀开关 2 封闭式负荷开关 2 结构 HH4系列主要由开关 熔断器 操作机构 和外壳组成 开关的操作机构具有以下两个特点 一是采用了储能分合闸方式 使触头的分合速度与手柄操作速度无关 有利于迅速熄灭电弧 从而提高开关的通断能力 延长其使用寿命 二是设置了联锁装置 保证开关在合闸装态下开关盖不能开启 而当开关盖开启时又不能合闸 确保操作安全 一 刀开关 2 封闭式负荷开关 3 选用 封闭式负荷开关可用于手动不频繁的接通和断开带负载的电路以及作为线路末端的短路保护 也可用手控制15KW以下的交流电动机不频繁的直接启动和停止 一 刀开关 2 封闭式负荷开关 3 选用 1 封闭式负荷开关的额定电压不小于线路工作电压 2 封闭式负荷开关用于控制照明 电热负载时 开关的额定电流应不小于所有负载额定电流之和 用于控制电动机时 开关的额定电流应不小于电动机额定电流的3倍 一 刀开关 2 封闭式负荷开关 4 安装与使用 1 封闭式负荷开关必须垂直安装 安装高度一般离地不低于1 3 1 5米 并以操作方便和安全为原则 2 开关外壳的接地螺钉必须可靠接地 3 接线时 应将电源进线接在静夹座一边的接线端子上 负载引线接在熔断器一边的接线端子上 且进出线都必须穿过开关的进出线孔 一 刀开关 2 封闭式负荷开关 4 安装与使用 4 分合闸操作时 要站在开关的手柄侧 不准面对开关 以免因意外故障电流使开关爆炸 铁壳飞出伤人 5 一般不用额定电流100安及以上的封闭式负荷开关控制较大容量的电动机 以免发生飞弧灼手事故 二 组合开关 组合开关的用途 组合开关又称转换开关 它实质上是刀开关的一种 不过是将刀开关推拉式的操作方式改变为左右旋转的操作方式罢了 它与同容量的刀开关相比 结构紧凑 体积较小 触头对数多 接线方式灵活 操作方便 使用安全 组合开关一般用于电器设备中 作为非频繁地接通和分断电路 换接电源和负载 也可用于控制小容量异步电动机的起动 正 反转等等 二 组合开关 1 型号及含义 额定电流设计序号组合开关 二 组合开关 2 结构 组合开关又叫转换开关 是一种多触点开关 可用于电动机直接起动 二 组合开关 2 结构 1 HZ10 10 3型组合开关 三对静触头三个动触头每次转动90 实现触头接触或分离 采用了扭簧储能 可使触头快速闭合或分断 从而提高了开关了通断能力 二 组合开关 2 结构 2 HZ3 132型组合开关 俗称倒顺开关或可逆转换开关 三副静触头 六副动触头分两组 开关的手柄有 倒 停 顺 三个位置 手柄只能从 停 左转45 或右转45 当手柄位于 停 位置时 两组动触头都不与静触头接触 手柄位于 顺 位置时 一组动触头与静触头接通 手柄位于 倒 位置时 另一组动触头与静触头接通 二 组合开关 3 选用 组合开关常用于交流50Hz 电压380V以下及直流电压220V以下的电气线路中 供手动不频繁地接通和断开电路 换接电源和负载 以及控制5KW以下小容量异步电动机的起动 停止和正 反转 用于直接控制异步电动机的起动 停止和正 反转时 开关的额定电流一般取电动机额定电流的1 5 2 5倍 二 组合开关 4 安装与使用 1 HZ10系列组合开关应安装在控制箱内 其操作手柄最好在控制箱的前面或侧面 开关断开状态时应使手柄在水平旋转位置 HZ3系列组合开关外壳上的接地螺钉应可靠接地 2 若需在箱内操作 开关最好装在箱内右上方 并且在它的上方不安装其他电器 否则应采取隔离或绝缘措施 二 组合开关 4 安装与使用 3 组合形式开关的通断能力较低 不能用来分断故障电流 用于控制异步电动机的正反转时 必须在电动机完全停止转动后才能反向起动 且每小时的接通次数不能超过15 20次 4 当操作频率过高或负载功率因数较低时 应降低开关的容量使用 以延长其使用寿命 5 倒顺开关接线时 应将开关两侧进出线中的一项互换 并看清开关接线端标记 切忌接错 以免产生电源两相短路故障 三 低压断路器 低压断路器的用途 低压断路器又叫自动空气开关或自动空气断路器 简称断路器 是低压配电系统中重要的保护电器 它集控制和多种保护功能于一体 在低压交 直流配电电路中可作为不频繁接通和断开电路之用 并作为过载和短路保护之用 低压断路器的种类每繁多 有塑壳式 框架式 限流式 直流快速式 灭磁式 和漏电保护式等 这里仅简要介绍塑壳式 三 低压断路器 1 型号及含义 塑壳式断路器设计序号 极数额定电流 三 低压断路器 2 结构 DZ5系列塑料外壳式断路器 DZ20L系列塑料外壳式断路器 DZ15系列塑料外壳式断路器 三 低压断路器 2 结构 三 低压断路器 3 选用 1 断路器的额定电压和额定电流应不小于线路的正常工作电压和计算负载电流 2 热脱扣器的整定电流应等于所控制负载的额定电流 3 电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载正常工作时可能出现的峰值电流 4 欠压脱扣器的额定电压应等主线路额定电压 5 断路器的极限通断能力应不小于电路最大短路电流 三 低压断路器 4 安装与使用 1 断路器应垂直于配电板安装 电源引线应接到上端 负载引线接到下端 2 断路器作电源总开关或电动机的控制开关时 在电源进线侧必须加装刀开关或熔断器等 以形成明显的断开点 3 断路器使用前应将脱扣器工作面的防锈油脂擦干净 各脱扣器动作值一经调好 不允许随意变动 以免影响其动作值 三 低压断路器 4 安装与使用 4 使用过程中遇分断短路电流 应及时检查触头系统 若发现电灼烧痕 应及时修理或更换 5 断路器上的积尘应定期清除 并定期检查各脱扣器动作值 给操作机构添加润滑剂 四 熔断器 熔断器的用途 低压熔断器是低压配电网络和电力拖动系统中主要用作短路保护的电器 使用时串联在被保护的电路中 当电路发生短路故障 通过熔断器的电流达到或超过某一规定值时 以其自身产生的热量使熔体熔断 从而自动分断电路 起到保护作用 这里简要介绍RC1A系列瓷插式和RL1系列螺旋式二种熔断器 四 熔断器 一 RC1A系列瓷插式熔断器 插入式 1 型号和含义 额定电流改型设计设计序号 熔断器插入式 四 熔断器 一 RC1A系列瓷插式熔断器 插入式 2 结构 四 熔断器 一 RC1A系列瓷插式熔断器 插入式 2 结构 RC1A系列瓷插式熔断器 属半封闭插入式 由瓷座 瓷盖 动触头 静触头及熔丝五部分组成 FU 四 熔断器 一 RC1A系列瓷插式熔断器 插入式 3 应用 一般在交流50Hz 额定电压380伏及以下 额定电流200A及以下的低压线路末端或分支电路中 作为电器设备的短路保护及一定程度的过载保护 四 熔断器 二 RL1系列螺旋式熔断器1 型号和含义 熔断器螺旋式 熔体额定电流熔断器额定电流设计序号 四 熔断器 二 RL1系列螺旋式熔断器2 结构 四 熔断器 二 RL1系列螺旋式熔断器2 结构 RL1系列螺旋式熔断器属于有填料封闭管式 主要有瓷帽 熔断管 瓷套 上接线座 下接线座 及瓷座等部分组成 熔断管内 在熔丝周围填充着石英砂以增强灭弧性能 熔丝焊在瓷管两端的金属盖上 其中一端有一标有不同颜色的熔断指示器 当熔丝熔断时 熔断指示器自动脱落 FU 四 熔断器 二 RL1系列螺旋式熔断器3 应用 主要用于控制箱 配电屏 机床设备及振动较大的场合 在交流额定电压500V 额定电流200A及以下的电路中 作为短路保护器件 四 熔断器 三 熔断器的选择 1 熔体额定电流的选择 1 对照明 电热等电流平稳 无冲出电流的负载短路保护 熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流 2 对于一台不经常启动且启动时间不长的电动机的短路保护 熔体的额定电流IRN应大于或等于1 5 2 5倍电动机额定电流IN 即IRN 1 5 2 5 IN 四 熔断器 三 熔断器的选择 2 熔断器额定电压和额定电流的选择熔断器的额定电压必须等于或大于线路的额定电压 熔断器的额定电流必须等于或大于所装熔体的额定电流 3 熔断器的分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流 四 熔断器 四 熔断器的安装与使用 1 熔断器应完整无损 并具有额定电压和额定电流标志 2 插入式熔断器应垂直安装 螺旋式熔断器的电源线应接在瓷底座的下接线座上 负载线应接在上接线座上 3 熔断器内要安装合格熔体 不能用多根小规格熔体并联代替一根大规格熔体 4 安装熔断器时 各级熔体应相互配合 并做到下一级熔体规格比上一级规格要小 四 熔断器 四 熔断器的安装与使用 5 安装熔丝时 熔丝应在螺栓上沿顺时针方向缠绕 压在垫圈下 拧紧螺钉的力应适当 以保证接触良好 同时注意不能损伤熔丝 以免减小熔体的截面积 产生局部发热而产生误动作 6 更换熔体或熔管时 必须切断电源 尤其不允许带负荷操作 以免发生电弧灼伤 7 熔断器兼做隔离器件使用时应按装在控制开关的电源进线端 若仅作短路保护用 应装在控制开关的出线端 第五节低压控制电器 一 按钮 二 位置开关 三 接触器 四 热继电器 第五节低压控制电器 低压控制电器主要有主令电器 接触器 热继电器等等 这时择要介绍常用的安钮 位置开关和接触器等电器 一 按钮 按钮的用途 按钮是一种具有用人体某一部分 一般为手指或手掌 所施加力而操作的操动器 并具有储能 弹簧 复位的一种控制开关 按钮的触头允许通过的电流较小 一般不超过5A 因此一般情况下它不直接控制主电路的通断 而是在控制电路中发出指令或信号去控制接触器 继电器等电器 再由它们去控制主电路的通断 功能转换或电气连锁 一 按钮 1 型号及含义 常闭触头数常开触头数设计序号 主令电器按钮 一 按钮 2 结构 红色按钮作停止或急停用 绿色按钮作起动或通电用 起动与停止交替动作的按钮必须是黑色 白色或灰色 点动按钮必须是黑色 复位按钮应为蓝色 黄色透明的带灯按钮多用于显示工作或间歇状态 一 按钮 3 选择 例如 嵌装在操作面板上的按钮可选用开启式 需显示工作状态的的选用光标式 在非常重要处 为防止无关人员误操作宜选用钥匙操作式 在有腐蚀性气体处要用防腐式 1 根据使用场合和具体用途选择按钮的种类 一 按钮 3 选择 例如 启动按钮选用白色 灰色 或黑色 优先选用白色 也允许绿色 急停按钮应选用红色 停止按钮可选用黑色 灰色或白色优先选用黑色也允许选用红色 2 根据工作状态指示和工作情况要求 选择按钮或指示灯的颜色 一 按钮 3 选择 例如 单联钮 双联钮和三联钮等 3 根据控制回路的需要选用按钮的数量 一 按钮 4 安装与使用 1 按钮安装在面板上时 应布置整齐 排列合理 如根据电动机启动的先后顺序 从上到下或从左到右排列 2 同一机床运动部件有几种不同的工作状态时 如上 下 前 后 松 紧等 应使每一对相反状态的按钮安装在一组 3 按钮的安装应牢固 安装按钮的金属板或金属按钮盒必须可靠接地 一 按钮 4 安装与使用 4 由于按钮的触头间距较小 如有油污等极易发生短路故障 所以应注意保持触头间的清洁 5 光标按钮一般不宜用于需长期通电显示处 以免塑料外壳过度受热而变形 使更换灯泡困难 二 位置开关 位置开关的用途 位置开关是操动机构在机器的运行部件到达一个预定位置时操作的一种指示开关 它包括行程开关 限位开关 接近开关等 这里只介绍在生产中应用较广泛的行程开关 二 位置开关 1 型号及含义 常闭触头数常开触头数传动装置形式设计序号 机床电器主令电器行程开关快速 传动装置形式代号 1 单轮传动式 2 双轮传动式 3 直动不带轮 4 直动带轮 二 位置开关 2 结构 形式 a 按钮式b 单轮旋转式c 双轮旋转式前二种能自动复位 最后一种不能自动复位 组成 触头系统操作机构外壳 二 位置开关 3 选用 行程开关主要根据动作要求 安装位置及触头数量选择 二 位置开关 4 安装与使用 1 行程开关安装时 安装位置要准确 安装要牢固 滚轮的方向不能装反 挡铁与其碰撞的位置应符合控制线路的要求 并确保能可靠的与挡铁碰撞 2 行程开关在使用中 要定期检查和保养 除去油垢及粉尘 清理触头 经常检查其动作是否灵活 可靠 及时排除故障 防止因行程开关触头接触不良或接线松脱产生误动作而导致设备和人身安全事故 三 接触器 接触器的用途 接触器是一种自动的电磁式开关 适用于远距离频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路 其主要控制对象是电动机 也可用于控制其他负载 如电热设备 电焊机 以及电容器组等 它不仅能实现远距离自动操作和欠电压释放保护功能 而且有控制容量大 工作可靠 操作频率高 使用寿命长等优点 因而在电力拖动系统等领域中得到了广泛的应用 接触器要分为交流和直流两种 这里只介绍应用最广泛的CJ10系列的交流接触器 三 接触器 1 型号和含义 接触器交流 极数额定电流设计序号 三 接触器 2 结构 KM 三 接触器 2 结构 三 接触器 2 结构 交流接触器主要由电磁系统 触头系统 灭弧装置及辅助部件等组成 1 电磁系统主要由线圈 铁芯 静铁芯 和衔铁 动铁芯 三部分组成 其作用是利用电磁线圈的通电或断电 使衔铁和铁芯吸合或释放 从而带动动触头与静触头闭合或分断 实现接通或断开电路的目的 三 接触器 2 结构 2 触头系统按通断能力划分 可分为主触头和辅助触头 主触头用以通断电流较大的主电路 一般由三对接触面较大的常开触头组成 辅助触头用以通断电流较小的控制电路 一般由两对常开和两对常闭触头组成 所谓触头的常开和常闭 是指电磁系统未通电动作时触头的状态 当线圈通电时 常闭触头先断开 常开触头随后闭合 而线圈断电时 常开触头首先恢复断开 随后常闭触头恢复闭合 三 接触器 2 结构 3 灭弧装置1 双断口电动力灭弧 额定电流10A及以下的CJ10系列接触器 一般采用双断口电动力灭弧 2 纵缝灭弧额定电流20A及以上的CJ10系列接触器 一般采用纵缝灭弧 三 接触器 2 结构 4 辅助部件有 反作用弹簧 缓冲弹簧 触头压力弹簧 传动机构及底座 接线柱等 三 接触器 4 选用 1 主触头的额定电压主触头的额定电压应大于或等于控制线路的额定电压 2 主触头的额定电流在接触器控制电阻性负载时 主触头的额额定电流应等于负载的额定电流 控制电动机时 接触器主触头的额定电流应大于或稍大于电动机的额定电流 假若使用在频繁启动 制动及正反转的场合 应将接触器主触头的额定电流降低一个等级使用 三 接触器 5 安装与使用 1 安装前检查 如检查技术数据 外观 擦去铁芯极面的油脂及铁垢 测量线圈电阻和绝缘电阻等 三 接触器 5 安装与使用 2 安装 1 应垂直安装 倾斜度不得超过5 散热孔朝上 并留有适当的飞弧空间 2 安装和接线时 注意不要将零件失落或掉入接触器内 并应安装牢固 3 安装完毕 检查接线正确后 在主触头不带电的情况下操作几次 然后测量产器的动作值和释放值 所测量的数值应符合产品的规定要求 四 热继电器 热继电器的用途 热继电器是利用流过继电器的电流产生的热效应而反时限动作的继电器 所谓反时限动作 是指电器的延时动作时间随通过电路电流的增加而缩短 热继电器主要用于电动机的过载保护 断相保护 电流不平衡运行的保护及其他电气设备发热状态的控制 热继电器的种类很多 其中双金属片式应用最多 这里简要介绍JR16系列的热继电器 四 热继电器 1 型号及含义 继电器热设计序号 带断相保护装置极数额定电流 四 热继电器 2 结构 四 热继电器 2 结构 1 电流调节凸轮 2 片簧 3 手动复位按钮 4 弓簧 5 主双金属片 6 外导板 7 内导板 8 静触头 9 动触头 10 杠杆 11 复位调节螺钉 12 补偿双金属片 13 推杆 14 连杆 15 压簧 四 热继电器 2 结构 热继电器主要由热元件 动作机构 触头系统 电流整定装置 复位机构和温度补偿元件等部件组成 1 热元件热元件是热继电器的主要组成部分 由主双金属片和绕在外面的电阻丝组成 主双金属片是由两种热膨胀系数不同的金属片复合而成 金属片的材料多为铁镍铬合金和铁镍合金 电阻丝一般用康铜或镍铬合金等材料制成 四 热继电器 2 结构 2 动作机构和触头系统动作机构利用杠杆传递及弓簧跳跃式动作 一般为一个常开触头和一个常闭触头 3 电流整定装置通过旋钮和电流调节凸轮调节推杆间隙 改变推杆移动距离 从而调节整定电流值 四 热继电器 2 结构 4 温度补偿元件温度补偿元件也为双金属片 其受热弯曲的方向与主双金属片一致 能保证热继电器的动作特性在 30 40 的环境温度范围内基本上不受周围介质温度的影响 5 复位机构复位机构有手动和自动两种形式 可根据使用要求通过复位调节螺钉来自由调整选择 一般自动复位的时间不大于5min 手动复位的时间不大于2min 四 热继电器 4 选用 1 热继电器的额定电流略大于电动机的额定电流 2 一般情况下 热元件的整定电流为电动机额定电流的0 95 1 05倍 但如果电动机拖动的是冲击性负载或启动时间较长及拖动的设备不允许停电的场合 热继电器整定电流值可取电动机额定电流的1 1 1 5倍 如果电动机的过载能力较差 热继电器的整定电流可取电动机额定电流的0 6 0 8倍 同时整定电流应留有一定的上下限调整范围 3 定子绕组作Y形联接的电动机选用普通三相结构的热继电器 而作 形联接的电动机选用三相结构带断相保护装置的热继电器 第六节三相异步电动机控制线路 一 空气开关手动正转控制线路 三 接触器自锁正转控制线路 二 点动正转控制线路 四 倒顺开关正反转控制线路 五 接触器联锁的正反转控制线路 六 按钮联锁的正反转控制线路 七 按钮 接触器双重联锁的正反转控制线路 一 空气开关手动正转控制线路 元器件的作用 工作原理 启动 合上空气开关QF 电动机M接通电源启动运转 停止 拉开空气开关QF 电动机M脱离电源失电停转 空气开关QF 起接通 断开电源之用 熔断器 作短路保护之用 二 点动正转控制线路 点动 所谓点动 就是指按下按钮 电动机得电运转 松开按钮 电动机失电停转 二 点动正转控制线路 绘图原则 1 电源电路 三相交流电源线L1 L2 L3及电源开关QS均画在图的左上方水平画出 2 主电路 由熔断器FU1 接触器KM的三对主触头和电动机M组成的主电路 垂直电源线画在图的左侧 3 控制电路 由启动按钮SB 接触器KM的线圈组成的控制电路跨接在L1和L2两条电源线之间 垂直画在主电路右侧 且耗能元件KM的线圈与下边电源线L2相连画在电路的下方 启动按钮SB则画在KM线圈与上边电源线L1之间 二 点动正转控制线路 绘图原则 图中接触器采用了分开表示法 在它们的图形符号旁边标注了相同的文字符号KM 线路按规定进行了编号 3 控制电路 由启动按钮SB 接触器KM的线圈组成的控制电路跨接在L1和L2两条电源线之间 垂直画在主电路右侧 且耗能元件KM的线圈与下边电源线L2相连画在电路的下方 启动按钮SB则画在KM线圈与上边电源线L1之间 二 点动正转控制线路 绘图原则 图中接触器采用了分开表示法 在它们的图开符号旁边标注了相同的文字符号KM 线路按规定进行了编号 先合上电源开关QS 启动 按下SB KM线圈得电 KM主触头闭合 电动机M起动运转停止 松开SB KM线圈失电 KM主触头分断 电动机M失电停转停止使用时 断开电源开关QS 工作原理 三 接触器自锁正转控制线路 线路组成 与点动控制线路相比 在主电路中多串接了热继电器FR的热元件 控制电路中多串接了热继电器FR的常闭触头 停止按钮SB2 在启动按钮SB1的两端并接了接触器KM的一对常开辅助触头 工作原理 启动 按下SB1 KM线圈得电 KM主触头闭合 电动机M起动连续运转 三 接触器自锁正转控制线路 自锁 所谓自锁 就是当松开启动按钮后 接触器通过自身常开辅助触头而使线圈保持得电的作用 正是有了自锁作用 当松开启动按钮SB1后 SB1常开触头分断 接触器通过其自锁触头已对SB1进行短接 所以控制电路仍保持接通 接触器线圈继续保持得电状态 电动机M实现了连续运转 工作原理 启动 按下SB1 KM线圈得电 KM主触头闭合 电动机M起动连续运转 三 接触器自锁正转控制线路 当松开SB2 SB2常闭触头恢复闭合 因接触器的自锁触头在切断控制电路时已分断 解除了自锁 SB1也是分断的 所以接触器KM线圈不能得电 电动机也不会再转动 工作原理 停止 按下SB2 KM线圈失电 KM主触头分断 电动机M失电停转 四 倒顺开关正反转控制线路 工作原理 停止 操作倒顺开关QS 当手柄处于 停 的位置 QS的动 静触头不接触 电动机不转 正转 当手柄扳至 顺 的位置时 QS的动触头和左边的静触头相接触 电路按L1 U L2 V L3 W接通 输入电动机定子绕组的电源相序为L1 L2 L3 电动机就正转 反转 当手柄扳至 倒 的位置时 QS的动触头和右边的静触头相接触 电路按L1 W L2 V L3 U接通 输入电动机定子绕组的电源相序变为L3 L2 L1 电动机就反转 四 倒顺开关正反转控制线路 必须注意 当电动机处于正转状态时 要使它反转 应先把手柄扳到 停 的位置 使电动机先停转 然后再把手柄扳到 倒 的位置 使它反转 若直接把手柄由 顺 扳至 倒 的位置 电动机的定子绕组会因为电源突然反接而产生很大的反接电流 易使电动机定子绕组因过热而损坏 倒顺开关正反转控制电路 操作人员劳动强度大 操作不安全 且只能控制3KW以下小容量电动机等缺点 所以在生产实践中更常用的是接锁器联锁的正反转控制线路 五 接触器联锁的正反转控制线路 正转控制电路 正转用的接触器KM1 正转按钮SB1 KM1主触头接通电源的相序为L1 L2 L3 反转控制电路 反转用的接触器KM2 反转按钮SB2 KM2主触头接通电源的相序为L3 L2 L1 五 接触器联锁的正反转控制线路 接触器联锁 互锁 接触器KM1和KM2的主触头绝不允许同时闭合 否则将造成二相电源 L1和L3相 短路事故 五 接触器联锁的正反转控制线路 接触器联锁 互锁 接触器KM1和KM2的主触头绝不允许同时闭合 否则将造成二相电源 L1和L3相 短路事故 接触器不能得电动作 接触器间这种互相制约的作用叫接触器联锁 或互锁 实现联锁作用的常闭辅助触头称为联锁触头 或互锁触头 用符号 表示 为避免KM1和KM2的主触头同时得电动作 就在正反转控制线路中串接了对方接触器的一对常闭辅助触头 这样 当一个接触器得电动作时 通过其常闭辅助触头使另一个 五 接触器联锁的正反转控制线路 工作原理 先合上电源开关QS 1 正转控制 五 接触器联锁的正反转控制线路 工作原理 2 反转控制 先停止后反转 停止 五 接触器联锁的正反转控制线路 工作原理 2 反转控制 先停止后反转 反转 五 接触器联锁的正反转控制线路 工作原理 停止控制 按下停止按钮SB3 控制电路失电 KM1 或KM2 主触头分断 电动机M失电停转 五 接触器联锁的正反转控制线路 线路特点 优点 工作安全可靠 缺点 操作不便 要使电动机改变转向必须先按下停止按钮 再按启动按钮 不能直接反转 六 按钮联锁的正反转控制线路 线路组成 为克服接触器联锁正反转控制线路操作不便的缺点 把正转按钮SB1和反转按钮SB2换成二个复合按钮 并使二个复合按钮的常闭触头代替接触器的联锁触头 就构成了按钮联锁的正反转控制线路 这种控制线路的工作原理与接触器联锁正反转控制线路的工作原理基本相同 只是当电动机从正转变为反转时 可直接按下反转按钮SB2实现 不必先按停止按钮SB3 六 按钮联锁的正反转控制线路 线路组成 因为当按下反转按钮SB2时 串在正转控制电路中SB2的常闭触头先分断 使正转接触器KM1线圈失电 KM1的主触头和自锁触头分断 电动机M失电 惯性运转 SB2常闭触头分断后 其常开触头才随后闭合 接通反转控制电路 电动机M反转 这样既保证了KM1和KM2的线圈不会同时通电 又可不按停止按钮而直接按反转按钮实现反转 同样 若使电动机从反转运动变为正转运动时 也只要直接按下正转按钮SB1即可 六 按钮联锁的正反转控制线路 工作原理 先合上电源开关QS1 正转控制 按下SB1 SB1常开触头后闭合 KM1线圈得电 SB1常闭触头先分断对KM2联锁 切断反转控制电路 KM1自锁触头闭合自锁 KM1主触头闭合 电动机M起动连续正转 六 按钮联锁的正反转控制线路 工作原理 先合上电源开关QS2 反转