电器学_第五章

1、电器学电器学 第二篇第二篇 低压电器低压电器 第五章第五章 配电电器配电电器2022-7-42第五章 配电电器 第一节概述低压电器低压电器分为配电电器配电电器和控制电器控制电器（一）配电电器（一）配电电器：主要用于配电系统，起着对线路的通断、控制、调节和保护等作用。典型的电器有：刀开关、熔断器和断路器刀开关、熔断器和断路器等。（二）控制电器（二）控制电器：主要有接触器、控制继电器接触器、控制继电器等。2022-7-43第五章 配电电器 第二节刀开关和负荷开关一.刀开关和刀形转换开关v作用：隔离电源，不频繁通断电路作用：隔离电源，不频繁通断电路400A以下多用单极刀开关，600A及以上者多用双极

2、的。2022-7-44一.刀开关和刀形转换开关 低压刀开关：低压刀开关的最大特点是有一个刀形动触头，基本组成部分是闸刀（动触头）、刀座（静触头）和底板，结构如图所示。 HD13型低压刀开关2022-7-45n胶盖闸刀开关是使用最广泛的一种刀开关，又称开启式负荷开关。闸刀装在瓷质底板上，每相附有保险丝、接线柱，用胶木罩壳盖住闸刀，以防止切断电源时电弧烧伤操作者。胶盖闸刀开关价格便宜、使用方便，在建筑中广泛使用。二、负荷开关二、负荷开关开启式负荷开关（一）开启式负荷开关（HK） 2022-7-46n铁壳开关又称封闭式负荷开关，因其早期的产品都带有一个铸铁外壳，所以称铁壳开关。铁壳开关主要由触头及灭

3、弧系统，熔断器以及操作机构三部分组成.铁壳开关一般用于电气照明、电热器、电力排灌等线路的配电设备中，供不频繁手动接通和分断负荷电路之用，包括用做感应电动机的不频繁起动和分断。（二）封闭式负荷开关（HH） 2022-7-47第五章 配电电器 第三节低压熔断器一.熔断器的结构和工作原理结构：熔体、绝缘管（或座）、填料v作用：短路和严重过载保护v应用：串接于被保护电路的首端v优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻2022-7-48第五章 配电电器 第三节低压熔断器二.熔断器的主要技术参数1.额定电流：熔断器内能装入的最大熔体的额定电流。一般熔体可以是多级的。2.额定电压：指熔断器长期工作时和分

4、断电路时能耐受的电压。电压等级一般有：220、250、380、500、660、750、1000、1140V等。3.分断能力：额定分断能力是指在规定使用条件（线路电压、功率因数或时间常数下），熔断器所能分断的预期短路电流。多用有效值来表示。4.保护特性：熔体通过的电流与熔断时间的关系。是一种反时限曲线，允许一定的过载后再熔断。5.特性tI2即熔体的熔化过程，主要是电流的大小与时间的积分关系。2022-7-49第五章 配电电器 第三节低压熔断器三.熔断器的分类和产品瓷插式熔断器瓷插式熔断器螺旋式熔断器螺旋式熔断器有填料式熔有填料式熔断器断器快速熔断快速熔断器器自恢复熔断器自恢复熔断器2022-7-

5、410四、熔断器的材料与结构（一）熔体材料：一般有低熔点和高熔点两类n低熔点：锡、锌、铅及其合金。n高熔点：铜、银、铝及合金。n冶金效应：为解决高熔点金属熔体在低过载倍数时，触头温升过高的问题。在高熔点金属在焊接一些低熔点的金属，使得在低过载倍数时，低熔点金属率先熔化，包在高熔点金属的外层，形成“熔剂”，使高熔点金属比较容易熔断。2022-7-411（二）熔体形状：丝状（用于小电流场合） 片状（用于较大电流场合）2022-7-412（四）绝缘管材料:硬质纤维或瓷质绝缘材料制成高的机械强度和良好的耐弧性能。多用纤维管，在高温下可以产生含氢气体，有利于熄弧。 （三）填料材料：填料:为了加速灭弧，提

6、高分断能力，填料材料用石英砂2022-7-413第五章 配电电器 第三节低压熔断器五.熔断器的选用1.熔断器的额定电压应等于或大于线路的额定电压;2.熔断器的额定分断能力应不小于线路中可能出现的最大故障电流;3.随着用途的不同应选择相应的熔断器，使其保护特性能与保护的过载特性相匹配;4.满足选择性保护原则;5.保护半导体时，熔断器的 值，必须小于保护对象。以及对半导体的反向重复电压与工作电流等相配合。tI22022-7-414第五章 配电电器 第四节低压断路器一.低压断路器的工作原理与分类低压断路器又称低压空气开关或自动空气开关，它具有良好的灭弧性能，能带负荷通断电路，可以用于电路的不频繁操作

7、，同时又能提供短路、过负荷和失压保护。断路器主要由触头系统、灭弧系统、脱扣器和操作机构等部分组成，它的操作机构比较复杂，主触头的通断可以手动，也可以电动。2022-7-415第五章 配电电器 第四节低压断路器二.典型结构分析（一）万能断路器 （二）塑壳式断路器1.普通万能式低压断路器 触头系统 主触头、辅助触头、弧触头，在电路中它们是并联的。合闸时：弧辅主分闸时：主辅弧 灭弧系统多采用栅片灭弧 操作机构和自由脱扣机构操作机构是实现操作手柄或触头用的。 脱扣器:脱扣器是断路器的感受元件，当电路发生故障或需要分断时，脱扣器接受信号并动作，通过自由脱扣机构使断路器分闸。2022-7-416万能式低压

8、断路器结构图万能式低压断路器结构图1.天弧罩2.开关本体3.抽屉座4.合闸按钮5.分闸按钮6.智能脱扣器7.摇匀柄插入位置8. 连接/试验/分离指示1.天弧罩2.开关本体3.抽屉座4.合闸按钮5.分闸按钮6.智能脱扣器7.摇匀柄插入位置8. 连接/试验/分离指示2022-7-417第五章 配电电器 第四节低压断路器2022-7-418第五章 配电电器 第四节低压断路器 操作机构和自由脱扣机构操作机构是实现操作手柄或触头用的。自由脱扣：指主电路出现故障电流时，不论操作手柄在何位置，触头均能迅速自动分断电路。 脱扣器:脱扣器是断路器的感受元件，当电路发生故障或需要分断时，脱扣器接受信号并动作，通过

9、自由脱扣机构使断路器分闸。2022-7-419第五章 配电电器 第四节低压断路器为了得到不同的保护特性，断路器应该有不同的脱扣器：失压脱扣器：用于失压保护。分励脱扣器：有电压线圈的电磁铁，可实现远程操作。半导体脱扣器：采用半导体技术来进行检测，比较等来实现动作保护。2022-7-420第五章 配电电器 第四节低压断路器2022-7-421第五章 配电电器 第四节低压断路器2.万能式限流断路器触头斥开先于自由脱扣机构。2022-7-422第五章 配电电器 第四节低压断路器（二）塑壳式断路器1.普通式;2.限流式。2022-7-42312345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱

10、扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮12345671-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2022-7-42412345671-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12345671-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

11、扣器6失压脱扣器 7按钮线路短路线路短路或严重过或严重过载保护载保护2022-7-42512345671-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12345671-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按钮远距离跳远距离跳闸，对电闸，对电路不起保路不起保护作用护作用2022-7-42612345671-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

12、-按钮12345671-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按钮线路过载线路过载保护保护2022-7-42712345671-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12345671-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

13、扣器 7按钮电动机的电动机的失压保护失压保护2022-7-428第五章 配电电器 第四节低压断路器三.低压断路器的主要技术参数（一）额定电压交流：220、380、660、1140V（50Hz）直流：110、220、440V（二）额定电流是指过电流脱扣器的电流（三）额定短路分断能力指断路器在规定的使用条件下，分断预期短路电流的能力。一般以有效值来表示。（四）额定短路接通能力是指断路器在规定的工作电压、功率因数（或时间常数）下能够接通的适中电流，一般以最大预期电流峰值表示。（五）额定短时耐受电流是指断路器处于合闸状态下，短时耐受一定时间短路电流的能力。主要指电动力效应和热效应。（六）保护特性与寿命

14、与配电用以及电动机保护的具体情况而定。对漏电流有特殊的断路器。寿命主要包括：机械寿命和电寿命。2022-7-429第五章 配电电器 第四节低压断路器四.低压断路器的选用1.断路器的额定工作电压等于或大于线路的额定电压;2.断路器的额定工作电流等于或大于线路计算负载电流;3.断路器的额定短路通断能力等于或大于线路中可能出现的最大短路电流;4.断路器的过电流脱扣器的额定电流等于或大于负载工作电流;5.断路器的欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压;6.按不同的要求来选择断路器的种类;7.注重上、下级之间的时间、电流特性等配合;8.与熔断器配合使用时，熔断器一般做为断路器的后备使用。2022-7-430漏电保护断路器用途:防止用电