高、低压电器及其应用

1、高、低压电器及其应用西南石油大学电气工程及其自动化陈 贵什么是电器？广义地说，凡是电气器具都称为电器。 但是，电工行业所说的电器是指能够根据外界施加的信号或要求，自动或手动地接通和断开电路，从而断续或连续地改变电路参数或状态， 以实现对电路或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换 以及调节的电器设备。简言之，电器就是接通和断开电路 或调节、控制和保护电路及设备用的电工器具和装置。 高压电器与低压电器的定义一般地说来：低压电器：低压电器：是指工作于交流50或60Hz、额定电压1200V及以下、或直流额定电压1500V及以下电路中的电器。高压电器：高压电器：是指工作于额定电压3kV及以上电路中的电

2、器。以下将对高、低压电器的种类与应用进行讨论低压电器的分类及其应用1、低压电器的特点低压电器的特点： 低压电器的特点可以用九个字来概括： 2、低压电器的用途： a、低压配电电器：用于低压配电电路（也称低压电网）或动力装置中对电路和设备进行保护以及通断、转换电源或负载。 b、低压控制电器：用于低压电力拖动系统中对电动机的运行进行控制、调节与保护。低压电器的分类及其应用3、低压电器的分类低压电器的分类： 低压电器通常分为： a、低压配电电器 b、低压控制电器 低压电器还可以按操作方式分为自动电器和手动电器。此外，还可按工作条件、灭弧介质、外壳防护等级、污染等级、安装类别和防触电等级等进行分类。 通

3、常按第一种方式来分类低压配电电器v低压配电电器的主要种类、结构及其应用低压配电电器的主要种类、结构及其应用： 一、开关 开关主要用于分断和接通电路。一般情况下用手进行操作，因此，它是一种非自动切换电器。 主要类型有：o刀开关o组合开关o断路器具体型式及作用如下：低压配电电器v低压配电电器的主要种类、结构及其应用低压配电电器的主要种类、结构及其应用： 1、刀开关 刀开关是一种结构简单，应用十分广泛的低压电器。其种类较多，主要有以下几种： a、开启式负荷开关 结构比较简单，有两极和三种两种。 用在一般照明和不频繁起动的小功率电动机的控制电路中 其外形结构以及在电气原理图中的符号如下图所示：低压配电

4、电器 二极刀开关 三极刀开关 低压配电电器 不带熔断器式刀开关 带熔断器式刀开关 低压配电电器v低压配电电器的主要种类、结构及其应用低压配电电器的主要种类、结构及其应用： b、封闭式负荷开关 在开启式负荷开关的基础上改进设计的，主要由刀开关、瓷插式熔断器、操作机构和外壳等组成。为了保证用电安全，封闭式负荷开关有机械联锁装置，即箱盖打开时不能合闸，合闸后箱盖不能打开。 封闭式刀开关常用于不频繁的通断电路中，或作为电源的隔离开，也可以用来直接起动小功率电动机 其外形结构以及在电气原理图中的符号如下图所示:低压配电电器 封闭式刀开关 封闭式刀开关符号 低压配电电器v低压配电电器的主要种类、结构及其应

5、用低压配电电器的主要种类、结构及其应用： 2、组合开关 组合开关又称转换开关。组全开关体积小，寿命长、结构简单，操作方便，多用于机床电气中的电源隔离开关，也可以用于5kW以下电动机的直接起动、停止、反转控制。最常用的有两种形式 a、HZ10系列无限位型组合开关 其外形结构以及在电气原理图中的符号如下图所示：低压配电电器 无限位组合式开关 无限位组合式开关符号 低压配电电器v 低压配电电器的主要种类、结构及其应用低压配电电器的主要种类、结构及其应用： b、HZ4-132系列有限位型组合开关 其外形结构以及在电气原理图中的符号如下图所示：注意：1）、组合开关本身不带过载和短路保护装置2）、用组合开

6、关控制电动机的全压起动，其开关容量应大于电动机额定电流的1.52.5倍，每小时开关的次数不宜超过1520次3）、接线时要注意倒顺开关的线号和位置。低压配电电器 有限位组合式开关 有限位组合式开关符号 低压配电电器v低压配电电器的主要种类、结构及其应用低压配电电器的主要种类、结构及其应用： 3、断路器 断路器主要用作供电线路的保护开关、电动机及照明系统的控制开关等，也用于输、配电系统的某些环节中。它带有多种保护功能，能在线路中发生短路、过载、欠电压等不正常现象时，能自动切断故障电路。 其外形结构以及在电气原理图中的符号如下图所示：低压配电电器 断路器 断路器的符号 低压配电电器 断路器的工作原理

7、低压配电电器v低压配电电器的主要种类、结构及其应用低压配电电器的主要种类、结构及其应用： 二、熔断器 熔断器是配电电路及电动机控制线路中用作过载或短路保护的电器。熔断器串联在被保护的线路中，当线路或用电设备发生短路或过载时，能在线路或设备尚未损坏之前及时熔断，使设备与电路断开，起到保护供电线路和设备的作用，最常用的有两种形式 a、瓷插式熔断器 其外形结构以及在电气原理图中的符号如下图所示：低压配电电器 瓷插式熔断器 瓷插式熔断器符号 低压配电电器v低压配电电器的主要种类、结构及其应用低压配电电器的主要种类、结构及其应用： 瓷插式熔断器由瓷盖、瓷座、动触头及熔丝五部分组成。瓷座中部有一个空腔，与

8、瓷盖的凸出部分组成灭弧室。60A以上的瓷插式熔断器空腔中还垫有纺织石棉，用以加强灭弧功能 b、螺旋式熔断器 螺旋式熔断器由上接线端、底座、下接线端、瓷套、熔断管及瓷六部分组成。 其外形结构以及在电气原理图中的符号如下图所示：低压配电电器 螺旋式熔断器 螺旋式熔断器符号 低压配电电器v低压配电电器的主要种类、结构及其应用低压配电电器的主要种类、结构及其应用：熔断器的选择： (1)、熔体额定电流的选择 对电炉、照明电路等电阻性负载电路，熔体的额定电流应稍大于负载的额定电流；对电动机负载电路熔体的额定电流应等于1.52.2倍电动机的额定电流。 (2)熔断器的选择 熔断器的额定电压必须大于或等于线路的

9、工作电压；熔断器的额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。低压控制电器v低压控制电器的主要种类、结构及其应用低压控制电器的主要种类、结构及其应用： 一、接触器 1、作用： 主要用作远距离及频繁地接通与分断正常工作的主电路或电动机，以及较大容量的控制电路； 2、种类：分为交流接触器、直流接触器和交、直流通用接触器； 3、结构：电磁系统，触头系统，灭弧装置，反作用弹簧，传动机构及底座等。低压控制电器v低压控制电器的主要种类、结构及其应用低压控制电器的主要种类、结构及其应用： a、交流接触器 低压控制电器v低压控制电器的主要种类、结构及其应用低压控制电器的主要种类、结构及其应用： 低压控制电器v低

10、压控制电器的主要种类、结构及其应用低压控制电器的主要种类、结构及其应用： b、直流接触器 低压控制电器v低压控制电器的主要种类、结构及其应用低压控制电器的主要种类、结构及其应用： 二、控制继电器 1、作用：在控制系统中用来控制其他电器的动作或在小容量的主电路中起控制作用的继电器。 2、分类：热继电器、电磁式电流继电器、电磁式电流继电器、时间继电器、干簧管继电器、湿簧管继电器、极化继电器、温度继电器、速度继电器等等 注意：电压与电流继电器线圈的区别，以及在与电流联接的方式上的不同。 低压控制电器v热继电器 低压控制电器v低压控制电器的主要种类、结构及其应用低压控制电器的主要种类、结构及其应用：

11、三、主令电器 1、作用：用作接通和分断控制控制电路以发布命令或作程序控制用的开关电器。 2、分类：按钮、行程开关、旋转（控制）开关等 低压控制电器v按钮 低压控制电器v行程开关 低压控制电器v低压控制电器的主要种类、结构及其应用低压控制电器的主要种类、结构及其应用： 四、操作电磁铁 由线圈和铁心组成，线圈通电后铁心磁路中的磁通产生吸力，将电磁能转变为械能来操作、牵引机械装置或吸持铁磁体的工件。如牵引电磁铁、制动电磁铁、起重电磁铁等。 低压控制电器v低压控制电器的主要种类、结构及其应用低压控制电器的主要种类、结构及其应用： 五、启动器 主要用作控制电动机的启动与停止或反转，并带有过载保护的开关电

12、器。如手动、自动、可逆、油浸启动器等。它们又分：电磁启动器、星三角启动器、综合启动器、自耦减压启动器等。 低压控制电器v低压控制电器的主要种类、结构及其应用低压控制电器的主要种类、结构及其应用： 六、控制器 用于电气传动控制设备中，按照预定顺序转换主电路或控制电路的接线以及变更电路中参数的开关电器。例如，用作转换主电路或励磁电路的接法和改变电路中的电阻值，以达到电动机的启动、换向和调速的目的。如凸轮控制器、平面控制器、鼓形控制器等。 低压控制电器v低压控制电器的主要种类、结构及其应用低压控制电器的主要种类、结构及其应用： 七、电阻器 由电阻元件组成，以改变电路电阻值或变电能为热能的电器，如铁基

13、或铜基合金电阻。低压控制电器v低压控制电器的主要种类、结构及其应用低压控制电器的主要种类、结构及其应用： 八、变阻器 由电阻材料制成的电阻零部件和换接装置组成的电器，可在不断开电路的情况下，分级或平滑地改变电阻值。如励磁变阻器，启动变阻器、频敏变阻器等高压电器的分类及其应用1、高压电器在电力系统中的作用压电器在电力系统中的作用：高压电器是电力系统的重要设备，它在电能的生产、 传输和分配过程中起着控制、保护、安全隔离和测量作用，分述如下： a、控制关合和断开高压线路，控制电能的供、断，并根据需要灵活地改变运行方式。 b、保护开断故障电流，保护线路和设备不受大电流和过电压的危害，保证系统安全可靠运

14、行。高压电器的分类及其应用1、高压电器在电力系统中的作用压电器在电力系统中的作用： c、安全隔离将检修或安装设备与高压电源隔离，保证检修、安装人员及设备的安全。 d、测量将高电压和大电流技比例降到可以用仪表直接进行测量的程度。 2、高压电器种类压电器种类 高压电器的种类很多，按照它在电力系统中所起的作用可以分为: a、开关电器 如断路器、隔离开关、负荷开关、接地开关等；高压电器的分类及其应用 2、高压电器种类压电器种类 b、保护电器 如熔断器、避雷器等； c、测量电器 如电压互感器、电流互感器等； d、限流电器 如电抗器、电阻器等； e、成套电器与组合电器； f、其他 如电力电容器等。3 3、

15、通常所说的高压开关是指哪些高压电器、通常所说的高压开关是指哪些高压电器? ? 广义地说，高压开关是指工作电压为3kV及以上的关合或断开电路的设备，包括断路器、隔离开关、负荷开关、接地开关和各种组合并关电器。 高压电器的分类及其应用 3 3、通常所说的高压开关是指哪些高压电器、通常所说的高压开关是指哪些高压电器? ? 狭义地说，高压开关仅指高压断路器，在运行现场常常这样称谓。4 4、高压电器应满足哪些基本要求、高压电器应满足哪些基本要求? ? a、绝缘安全可靠 高压电器既要能承受工频最高工作电压的长期作用，又要能承受内部过电压和外部(大气)过电压的短时作用，因此对绝缘要求很高。 b、在额定电流下

16、长期运行时其温升合乎国家标准，且有一定的短时过载能力。 高压电器的分类及其应用4 4、高压电器应满足哪些基本要求、高压电器应满足哪些基本要求? ? c c、能承受短路电流的热效应和电动力效应而不致损坏。 d、开关电器应能安全可靠地关合和开断规定的电流。提供继电保护和测量用信号的电器应具有符合规定的测量精度。 e、高压电器、特别是户外工作的高压电器应能承受一定自然条件的作用。大气压力、环境温度以及风、霜、雨、雪、雾、冰和凝露等自然条件都会影响电器的工作性能。在规定的使用环境条件下高压电器应能安全可靠地运行。高压电器的分类及其应用5 5、高压开关装置有哪些基本组成部分、高压开关装置有哪些基本组成部

17、分? ?备部分的备部分的功能如何功能如何? ? a a、开闭装置 它是高压开关的核心部分，主要由灭弧室、主触头系统、载流回路、均压电容及辅助切换装置(包括辅助触头和并联电阻等)组成，其功能是开断及关合线路或安全隔离电源。 b、绝缘支持 这是指由瓷瓶、瓷套成其他型式的绝缘子构成的支柱本体，用来支承开闭装置，并保让对地绝缘。 c、传动系统 内各种连杆、齿轮、拐臂以及液压及空气导管等元件组成。其功能是给开闭装置高压电器的分类及其应用5 5、高压开关装置有哪些基本组成部分、高压开关装置有哪些基本组成部分? ?备部分的备部分的功能如何功能如何? ?传递操作命令和操动力。 e、基座 它是整台开关的支承和安

18、装基础，包括开关本体的底架、底座或罐体。 f、操动机构 指电磁、弹簧、液压、气动及手动等各类机构的个体及其配件。其功能是为开闭装置提供操作能量，实现各种规定的操作程序。高压电器的分类及其应用6 6、高压电器的类型与作用、高压电器的类型与作用 a、高压断路器在电力系统中的作用在电力系统中，能在无载(即有电压，无负载电流有载(即有电压，有负载电流)和各种故障状况下都能分、合电路的高压电器统称为高压断路器。 高压断路器是电力系统中最重要的开关设备之一，它起着控制和保护电力设备的双重作用： 控制作用 根据电力系统运行的需要，将部分或全部电力设备或线路投入或退出运行。 保护作用 当电力系统任何部分发生故

19、障时，高压电器的分类及其应用6 6、高压电器的类型与作用、高压电器的类型与作用应将故障部分从系统中快速切除，防止事故扩大，保护系统中各类电气设备不受损坏，保证系统的安全运行。 b、高压隔离开关的主要用途 高压隔离开关是一种无专门灭弧装置的开关设备。它在合闸状态能可靠地通过正常工作电流和故障(短路)电流，而在分闸状态又有明显可见的断口，使电力设备与电源隔离。 隔离开关按安装地点之不同有户内式(GN型)与户外式(Gw型)之分(户外式的在覆有一定厚度如高压电器的分类及其应用6 6、高压电器的类型与作用、高压电器的类型与作用1020mm冰层时，仍应能正常分闸与合闸)。其主要用途有： 1)、分闸后建立可

20、靠的绝缘间隙，使待检修设备和线路与电源隔离，以保障检修工作的安全； 2)、根据运行的需要倒换母线； 3)、分合一定长度母线、电线和架空线路的电容电流以及一定容量变压器的空载电流。 4)、在具有自动快速分断时，与接地开关配合，可在某些终端变电站用于代替断路器。高压电器的分类及其应用6 6、高压电器的类型与作用、高压电器的类型与作用 b、高压熔断器有什么用途? 高压熔断器是在高压电网中人为地设置的一个最薄弱的通流元件，当流过短路或长期过载电流时，元件本身发热熔断，借火弧介质的作用使电路开断，达到保护电力线路和电气设备的目的。 高压熔断器在35kV及以下电压等级的小容量电网中被广泛使用。高压电器的分类及其应用6 6、高压电器的类型与作用、高压电器的类型与作用 c、避雷器的用途 避雷器是一种限制过电压的保护电器，它用来保护电气设备的绝缘，免受过电压的危害。 避雷器通常接在导线和地之间，与被保护设备并联。当被保护设备在正常工作电压下运行时，避雷器不动作，即对地不通，一旦出现过电压，且危及被保护设备绝缘时，避雷器立即动作，将电荷导向大地(将高压冲击电流泄入大地)，从而限制过电压幅值，保护电气设备绝缘。当过电压消失后，避雷器又迅速恢复原状，使系统能够正常供电。 高