高压电器课件 低压3学习资料

第三章常用低压电器

常用低压电器的基本问题第三章常用低压电器的基本问题基本结构

感测机构

执行机构

灭弧系统

电磁机构

触头系统

灭弧装置常用低压电器的基本问题第三章触头系统电磁系统灭弧系统常用低压电器的基本问题第三章电磁系统的吸反力配合常用低压电器的基本问题第三章触头的接触形式与结构c-面接触a-点接触b-线接触常用低压电器的基本问题第三章c-线接触指形触头a-点接触桥式触头b-面接触桥式触头常用低压电器的基本问题第三章交直流电弧的熄灭原理与常用灭弧装置直流电弧熄灭原理交流电弧熄灭原理静态伏安特性不与Uh=E-RIh相交电流过零后，弧隙中的介质恢复强度大于电压恢复强度常用低压电器的基本问题第三章常用灭弧装置

双断口电动力吹弧1-静触头2-动触头3-电弧常用低压电器的基本问题第三章

栅片灭弧示意图1-灭弧栅片2-触头3-电弧常用低压电器的基本问题第三章

磁吹灭弧原理1-磁吹线圈2-铁心3-导磁夹板4-引弧角5-灭弧罩6-磁吹线圈磁场7-电弧电流磁场8-动触头常用低压电器的基本问题第三章

灭弧罩窄缝灭弧1-纵缝2-介质3-磁性夹板4-电弧常用低压电器的基本问题第三章常用低压电器国家标准GB/T14048.1低压开关设备和控制设备总则GB14048.2低压断路器GB14048.3开关、隔离器、隔离开关和熔断器组合电器

GB14048.4机电式接触器和电动机起动器GB14048.5控制电路电器和开关元件机电式控制电路电器

GB13539低压熔断器控制电器第三章控制电器常用的控制电器包括：继电器接触器控制电器第三章控制继电器在电路中的作用：远距离通断交直流小容量电路，用于控制、保护和信号转换，主要任务是反应参数变化。反应的参数电量非电量电压和电流温度、速度等控制电器第三章继电器的分类用途分：控制继电器、保护继电器、中间继电器。原理分：电磁式、机械式、热继电器等。参数分：电流、电压、速度、压力继电器。控制电器第三章电磁式继电器按输入信号不同分有：电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器和中间继电器按线圈电流种类不同分有：交流继电器和直流继电器控制电器第三章图形和符号电压型：KV电流型：KA中间继电器：KM时间继电器：KT控制电器第三章电磁式继电器的结构与工作原理

电磁式继电器的典型结构1-底座2-铁心3-释放弹簧4-调节螺母5-调节螺母6-衔铁7-非磁性垫片8-极靴9-触头系统10-线圈1．电磁机构2．触头系统3．调节装置控制电器第三章控制电器第三章控制电器第三章电磁式继电器的主要技术参数1．额定参数额定电压：当继电器在正常工作条件下使用时，加至线圈的基本电压。额定电流：当继电器在正常工作条件下使用时，触点允许接通的电流。2．动作参数电压、电流、温度、速度等变化时引起继电器动作的参数。

控制电器第三章3．整定值调节整定值实际上就是调整反力特性。因此可以用反力弹簧来整定动作参数。F∝I2M∝I2结论：根据I的可调范围来确定反力弹簧的调节范围。注意：对于电压继电器应考虑温度变化的影响。设计时应使温升较低。控制电器第三章4．返回系数

Kf＝Xf／Xc称为继电器的返回系数，它是继电器重要参数之一。Kf值是可以调节的，范围一般在0.1~0.7。

注意：调节整定值会引起返回系数的改变。提高返回系数的方法吸反力特性合理配合减小工作行程控制电器第三章5．动作时间继电器动作时间分为快动作、正常动作和延时动作三种。快动作的时间小于0.05s。延时动作的时间大于0.2s。动作时间t=触动时间tcd+运动时间td提高动作时间的方法减小时间常数减小工作行程降低反力降低触动电流增大线圈稳定电流减轻运动系统质量降低动作时间刚好相反控制电器第三章常用电磁式继电器１．直流电磁式通用继电器常用的有JT3、JT9、JT10、JT18等系列电压继电器是反映电压变化的控制电器。线圈与负载并联，以反映负载电压，其线圈匝数多而导线细。分为：过电压、欠电压、零电压继电器。

控制电器第三章２．电磁式中间继电器常用的有JZ7、JZ11、JZ14、JZ15等系列中间继电器实质上是一种电压继电器，但它的触点数量较多，容量较大，起到中间放大（触点数量和容量）作用。控制电器第三章3．电磁式交、直流电流继电器常用的有JL3、JL14、JL15等系列过电流继电器在出现过电流时衔铁吸合动作，其触头来切断电路，故过电流继电器无释放电流值。●线圈电流小于整定电流时，继电器不动作

●线圈电流超过整定电流时，继电器才动作控制电器第三章时间继电器继电器输入信号输入后，经一定的延时，才有输出信号的继电器称为时间继电器。对于电磁式时间继电器，当电磁线圈通电或断电后，经一段时间，延时触头状态才发生变化，即延时触头才动作。分类：直流电磁式、空气式、电动机式、电子式等几大类。触点：常开延时闭合、常闭延时断开、常开延时断开、常闭延时闭合

延时方式：通电延时型和断电延时型两种。控制电器第三章直流电磁式时间继电器工作原理:线圈切断电源后磁系统中磁通缓慢衰减。实现方法：线圈短接或带阻尼筒。注意：当剩磁很大时，需采用非磁性垫片来减小剩磁。控制电器第三章阻尼筒非磁性垫片通常同时应用短接线圈和阻尼筒两种方法来获得更长的延时控制电器第三章

空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼的原理制成的有：通电延时型、断电延时型组成：电磁系统、延时机构、工作触点

JS7-A系列空气阻尼式时间继电器结构原理图a-通电延时型b-断电延时型1-线圈2-铁心3-衔铁4-反力弹簧5-推板6-活塞杆7-塔形弹簧8-弱弹簧9-橡皮膜10-空气室壁11-调节螺钉12-进气孔13-活塞14、16-微动开关15-杠杆控制电器第三章电动机式时间继电器是利用微型同步电动机拖动减速齿轮，经传动机构获得延时动作的时间继电器。控制电器第三章●数字计数式，包括脉冲发生器、计数器、显示器、放大器及执行机构。●延时时间长、调节方便、精度高、应用广。●可取代阻容式、空气阻尼式、电动式等时间继电器。是利用RC电路电容充电原理实现延时的。电子式时间继电器控制电器第三章热继电器

热继电器是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构动作的电器。主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动机的断相保护

控制电器第三章故障排除后，手动复位热继电器触点可以重新接通控制电路。组成及工作原理：由双金属片、加热元件、动作机构、触点系统、整定调整装置及手动复位装置等组成。双金属片为温度检测元件，由两种膨胀系数不同的金属片压焊而成，它被加热元件加热后，因两层金属片伸长率不同而弯曲。通常用其常闭触点与接触器线圈电路串联，切断接触器线圈电流，使电动机主电路失电。注意：由于热惯性，热继电器不能用于短时过载保护。控制电器第三章

双金属片式热继电器结构原理图1-主双金属片2-电阻丝3-导板4--补偿双金属片5-螺钉6-推杆7-静触头8-动触头9-复位按钮10-调节凸轮11-弹簧控制电器第三章控制电器第三章

热继电器保护特性与电动机过载特性的配合1-电动机的过载特性2-热继电器的保护特性１．应具有合理可靠的保护特性２．具有一定的温度补偿

４．具有手动复位与自动复位功能电气控制对热继电器性能的要求３．热继电器动作电流可以方便地调节控制电器第三章热继电器主要参数：热继电器额定电流：热元件额定电流：热继电器整定电流：热继电器整定电流调节范围：热继电器中可以安装的热元件的最大整定电流值。热元件的最大整定电流值。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是按电动机的额定电流整定的。手动调节整定电流旋钮，通过偏心轮机构，调整双金属片与导板的距离，能够调节的电流整定值的范围。控制电器第三章热继电器的图形与符号控制电器第三章

电动机三角形联结时U相断线时的电流分析

差动式断相保护机构及工作原理a)通电前b)三相正常电流c)三相均匀过载d)W相断路1-上导板2-下导板3-杠杆4-顶头5-补偿双金属片6-主双金属片具有断相保护的热继电器控制电器第三章热继电器的选用1）热继电器有三种安装方式，应按实际安装情况选择其安装型式。2）原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。3）在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作。4）对于三角形接法电动机，应选用带断相保护装置的热继电器5）当电动机工作于重复短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。控制电器第三章热继电器的型号意义控制电器第三章热继电器的缺点1、特性不稳定。双金属片材料与工艺问题造成其特性不稳定，无法实现电动机准确保护。2、保护功能单一。3、功耗大。电动机主回路运行电流直接流过热继电器,发热严重,功耗很大。4、电流整定误差大:动作值设定是机械式的,调节误差大。整定电流刻度较少而且不均匀,整定电流误差很大。控制电器第三章带微处理器的经济型电动机保护器

硬件电路原理图控制电器第三章工作原理1、通过两个电流互感器和一个电压互感器将电源电压信号、主电路的两路电流信号经过处理后输入单片机,单片机通过采集这三个信号来监测电动机的工作电压、电流,从而判断电动机的工作状态是否正常。2、整定电位器用来调节电动机的工作电流,作为单片机保护的基准电流。保护器的电流整定用刻度盘表示,非常醒目方便,使用时只需把刻度调节到与电动机额定电流相对应的值。3、当发生故障保护器需要动作时,单片机触发继电器动作。保护器动作后能够记忆故障并自锁。避免电动机在故障状态重复起动,加剧电动机的损坏。控制电器第三章控制电器第三章在软件的设计过程中充分考虑软件抗干扰技术,采用了软件冗余技术,例如采集多次取平均值,去除偏离较大值等方法,确保采集数据的准确性。从而有效地提高软件工作的可靠性。带微处理器的电动机保护器克服了热继电器的诸多缺点,而且保护特性好,动作时间精度高,成本低。带微处理器的电动机保护器的特点控制电器第三章固态继电器SSR(solidstatereleys)

由固体半导体元件组成的无触点开关器件。控制电器第三章优点：工作可靠、寿命长、对外界干扰小、能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快、无火花、无动作噪音和使用方便等。缺点：过载能力低，易受温度和辐射影响，通断阻抗比小。四端有源器件：两个输入控制端，两个输出受控端。施加输入信号后，其输出呈导通状态，无信号时输出呈阻断状态。

耐高压的光电耦合：实现输入和输出之间的电气隔离。

SSR的特点控制电器第三章SSR有两个输入端(A和B)及两个输出端(C和D)，是四端器件。工作时在A、B上加上控制信号，控制C、D两端之间的“通”和“断”，实现“开关”的功能。控制电器第三章耦合电路的功能：1、为A、B端输入的控制信号提供一个输入/输出端之间的通道；2、电气上断开SSR中输入端和输出端之间的电联系，防止输出端对输入端的影响。控制电器第三章触发电路的功能：产生合乎要求的触发信号，驱动开关电路④工作。控制电器第三章过零控制电路功能：防止高次谐波的干扰和对电网的污染。

当加入控制信号，交流电压过零时，SSR即为通态；当断开控制信号后，SSR要等待交流电的正半周与负半周的交界点(零电位)时，SSR才为断态。控制电器第三章吸收电路功能：防止从电源中传来的尖峰、浪涌(电压)对开关器件双向可控硅管的冲击和干扰(甚至误动作)，一般是用“R-C”串联吸收电路或非线性电阻(压敏电阻器)。控制电器第三章直流固态继电器：输出采用晶体管。交流固态继电器：输出采用晶闸管。直流型的SSR与交流型的SSR相比，无过零控制电路，也不必设置吸收电路，开关器件一般用大功率开关三极管，其它工作原理相同。控制电器第三章接触器接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。主要任务是完成主电路的接通和分断。接触器在电压过低时会自动断开，但不能切断短路电流和过负荷电流。控制电器第三章接触器的分类按操作方式分有：●电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器；按灭弧介质分有：●空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等；按主触头控制的电流性质分有：●交流接触器、直流接触器；按电磁机构的励磁方式分有：●直流励磁操作与交流励磁操作两种。控制电器第三章交、直流接触器的特点交流接触器：线圈通以交流电，主触点接通、切断交流主电路。●交变磁通穿过铁心，产全涡流和磁滞损耗，使铁心发热。●铁心用硅钢片冲压而成以减少铁损。●线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上以便于散热。●铁心端面上安装铜制的短路环，以防止交变磁通使衔铁产生强烈振动和噪声。

●灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。控制电器第三章直流接触器：线圈通以直流电，主触点接通、切断直流主电路。●不产全涡流和磁滞损耗，铁心不发热。●铁心用整块钢制成。●线圈制成长而薄的圆筒状。●250A以上的直流接触器采用串联双绕组线圈。●灭弧装置通常采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。交、直流接触器的特点控制电器第三章接触器的图形符号及文字符号控制电器第三章接触器的结构及工作原理控制电器第三章

交流接触器结构示意图1-动触头2-静触头3-衔铁4-弹簧5-线圈6-铁心7-垫毡8-触头弹簧9-灭弧罩10-触头压力弹簧控制电器第三章控制电器第三章接触器的结构形式双断点直动式CJ20系列交流接触器

控制电器第三章接触器的结构形式单断点杠杆传动式CJ24系列转动式交流接触器

控制电器第三章接触器的结构形式双断点杠杆传动式CRC1系列交流接触器

控制电器第三章接触器的技术参数额定工作电压：指主触点的额定工作电压。直流为220V、440V、660V，辅助触头为110V、220V；交流为380V、660V、1140V，辅助触头为380V。额定电流：主触点的额定电流，6~8000A。机械寿命（1000万次以上）与电气寿命（100万次以上）操作频率：每小时的操作次数，300次/h、600次/h、1200次/h线圈额定电压，交流主要为36V、127V、220V、380V，直流主要为24V、48V、110V、220V、440V。控制电器第三章接触器的技术参数使用类别:AC1\AC2\AC3\AC4,DC1/DC2/DC3/DC4/DC5

电流种类使用类别典型用途AC（交流）AC1无感或微感负载、电阻炉AC2绕线转子异步电动机的起动、制动AC3笼型异步电动机的起动、运转中分断AC4笼型异步电动机的起动、反接制动、反向和点动DC（直流）DC1无感或微感负载、电阻炉DC2并励电动机的起动、反接制动和点动DC3串励电动机的起动、反接制动和点动控制电器第三章接触器的结构分析与设计要求对接触器的主要要求:灭弧性能好，燃弧时间短，过电压低，喷弧距离小触头材料具有良好的导电和导热性，耐腐蚀抗熔焊，价格低廉且工艺性好结构设计合理，机构寿命高，可承受短时耐受电流控制电器第三章接触器的结构分析与设计要求触头形式双断点桥式优点：两个断口，灭弧效果好；结构紧凑，体积小，开距小，机械寿命高缺点：触头参数不易调节，无法清除表面氧化物，多采用银或银基材料，接触压力小，电动稳定性差控制电器第三章接触器的结构分析与设计要求单断点指形优点：闭合时产生滚滑，接触压力大；多采用铜或铜基材料，电动稳定性好缺点：触头磨损大，开距大，体积大，合闸冲击大，机械寿命短控制电器第三章接触器的结构分析与设计要求导通状态：要求具有良好的导电性能触头的工作状态闭合过程：触头弹跳产生电磨损，造成熔焊分断过程：产生电弧引起磨损控制电器第三章接触器的结构分析与设计要求交流接触器采用栅片灭弧室，过电压低，但不适合较高操作频率，可采用陶土灭弧室灭弧装置直流接触器采用串联磁吹灭弧，过电压高，声光效应大，适合高频率操作灭弧室外应有一定接地距离，防止电弧喷出后短路控制电器第三章接触器的结构分析与设计要求减小触头质量与闭合速度为提高电寿命，需减小触头弹跳，可采用的措施：增大触头初压力减小二次弹跳铁心碰撞引起的触头弹跳良好的吸反力配合磁系统增加缓冲装置改变衔铁支臂与触头支臂的杠杆比控制电器第三章接触器的结构分析与设计要求利用运动方程和电路磁路方程建立动态数学模型动态特性优化设计利用计算机求解最优值，得到优化参数利用测试装置验证设计正确性电路：电压平衡方程；运动：达朗贝尔运动方程；磁路：MAXWELL方程；热路：热平衡方程控制电器第三章接触器的结构分析与设计要求软件计算得到的动态特性参数曲线控制电器第三章接触器的结构分析与设计要求光机电测试装置测得的动态特性参数曲线控制电器第三章交流接触器的选用1．接触器极数和电流种类的确定2．根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器。3．根据负载功率和操作情况来确定接触器主触头的电流等级。6．接触器触头数和种类应满足主电路和控制电路的要求。4．根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级来决定接触器的额定电压。5．接触器吸引线圈的额定电压应由所接控制电路电压确定。控制电器第三章常用接触器介绍（一）空气电磁式交流接触器典型产品有：CJ20、CJ21、CJ26、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、3TF系列交流接触器等。CJ20系列型号含义：控制电器第三章常用接触器介绍（二）切换电容器接触器专用于低压无功补偿设备中投入或切除并联电容器组，以调整用电系统的功率因素。

常用产品有：CJ16、CJ19、CJ41、CJX2A、LC1-D、6C系列等。CJ16LC1-D控制电器第三章常用接触器介绍（三）真空交流接触器以真空为灭弧介质，其主触头密封在真空开关管内。适用于条件恶劣的危险环境中。真空灭弧的原理截流现象真空介质的特点控制电器第三章常用接触器介绍基本结构由外壳、波纹管、导电杆、屏蔽罩和触头构成真空灭弧室屏蔽罩的作用控制电器第三章常用接触器介绍常用的真空交流接触器有：CKJ和EVS系列等。EVS系列真空接触器控制电器第三章常用接触器介绍（四）直流接触器应用于直流电力线路中，供远距离接通与分断电路及直流电动机的频繁起动、停止、反转或反接制动控制，以及CD系列电磁操作机构合闸线圈或频繁接通和断开电磁铁、电磁阀、离合器和电磁线圈等。

常用直流接触器有：CZ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。CZ0系列直流接触器控制电器第三章常用接触器介绍CZ18系列接触器型号含义：控制电器第三章常用接触器介绍有触点开关优点：成本低，触头压降小缺点：寿命短，操作频率低，动作时间长无触点开关优点：操作频率高，寿命长，动作快缺点：过电压和过电流能力弱，成本高，管压降大，损耗大将二者优势互补，就形成了混合式无弧交流接触器（四）混合式无弧交流接触器控制电器第三章常用接触器介绍电力电子器件的控制方式多种多样控制电器第三章常用接触器介绍工作原理起动阶段：先触发晶闸管，然后在合适的相角接通接触器主触头。实现无弧接通。导通阶段：晶闸管截止，电流由接触器主触头流过。分断阶段：先触发晶闸管，然后分断接通接触器主触头，使电流转移到晶闸管上，最后再截止晶闸管，实现无弧分断。控制电器第三章常用接触器介绍接触器、热继电器、控制按钮和外壳组成交流接触器的节能运行原理：直流运行，电流可以降低，涡流损耗和磁滞损耗将大幅降低效果：节能90%以上，实现无噪声运行。（五）电动机起动器（六）节电型交流接触器控制电器第三章常用接触器介绍交流接触器节能运行原理图控制电器第三章常用接触器介绍吸合（起动）阶段：电阻降压半波整流，正半周时，R1限流降压，D1通，D2截止；负半周时，D1截止，D2导通，线圈续流。线圈上流过脉动直流电使接触器吸合。控制电器第三章常用接触器介绍吸持（保持）阶段：电容降压半波整流，正半周时，C1降压，D2截止；负半周时，D2导通，线圈续流。线圈上流过脉动直流电使接触器保持吸持状态。控制电器第三章接触器测试标准遵循的国家标准:GB14048.4-2003/IEC60947-4-4:2000低压开关设备和控制设备机电式接触器和电动机起动器该标准中大量引用了GB/T14048.1-2000中的条款，因此使用时应与14048.1结合使用。控制电器第三章接触器测试标准标准中规定的型式试验项目1）温升2）介电性能3）额定接通和分断能力4）约定操作性能5）动作条件及动作范围6）耐受过载电流能力控制电器第三章接触器测试标准8）接线端子的性能9）外壳防护等级10）电磁兼容（EMC）11）耐非正常热和着火危险试验7）短路条件下的性能（SCPD）控制电器和与之配套的短路保护电器之间的协调配合SCPD试验是对熔断器和接触器一起进行试验，并依靠熔断器来最终断开电路。控制电器第三章接触器测试标准所有试验项目应按规定程序进行，每一个程序试验都应在新试品上进行。同一个程序试验中每一项都不能失败。程序试验以外的试验应在新试品上单独进行。程序试验一温升、动作条件及动作范围验证与介电性能验证。程序试验二额定接通和分断能力验证、约定操作性能验证。控制电器第三章接触器测试标准程序试验三短路条件下的性能验证。程序试验四耐受过载电流能力验证程序试验五接线端子性能验证，外壳防护等级验证配电电器第三章配电电器常用的配电电器包括：熔断器断路器配电电器第三章低压熔断器熔断器是一种当电流超过规定值一定时间后,以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电路的电器.广泛应用于低压配电系统及用电设备中作短路和过电流保护.配电电器第三章一、熔断器结构及工作原理熔断器的组成：熔体和支持件。熔体是熔断器的核心部分工作原理：熔断器使用时应当串联在所保护的电路中；电路正常工作时，熔体允许通过一定大小的电流而不熔断；当电路发生短路或严重过载时，熔体温度上升到熔点而熔断，将电路断开，从而保护了电路和用电设备。配电电器第三章熔断器的时间-电流特性这是一个反时限特性，与热继电器的过载曲线类似，都是由于电流热效应的原因。熔断器只能做短路保护，不能做过载保护安秒特性配电电器第三章二、熔断器的主要技术参数1．额定电压2．额定电流3．额定分断能力4．截断电流特性5．弧前焦耳积分和熔断焦耳积分规定使用条件下所能分断的预期电流截断电流是在动作过程中可能达到的最高瞬态电流值

分断前能长期承受的电压长期工作制下，被保护对象温升不超过规定值时所能承载的电流配电电器第三章三、熔断器的分类1、瓷插式熔断器（RC熔断器）配电电器第三章三、熔断器的分类2、螺旋式熔断器（RL熔断器）配电电器第三章三、熔断器的分类3、有填料封闭管式熔断器（RT熔断器）配电电器第三章三、熔断器的分类4、无填料封闭管式熔断器（RM熔断器）配电电器第三章三、熔断器的分类5、快速熔断器（RS熔断器）动作快，一般用于保护半导体整流元件。配电电器第三章三、熔断器的分类6、自复式熔断器不必更换熔体，可重复使用，它是应用非线性元件----金属钠在高温下电阻特性突变的原理制成的。配电电器第三章三、熔断器的分类6、自复式熔断器金属钠在常温下具有高电导率。短路电流产生的高温能使钠汽化，气压增高，在高温高压下汽态钠的电阻迅速增大，呈现高电阻状态，从而限制了短路电流。配电电器第三章三、熔断器的分类6、自复式熔断器但是自复式熔断器只能限流，不能分断电路，故常与断路器串联使用，以提高分断能力。配电电器第三章四、熔断器的图形和符号符号FURL系列型号含义：配电电器第三章五、熔断器的材料和结构分析1、熔体材料一般特点：相对熔点低，特性稳定，易于熔断。低熔点材料：高熔点材料：锡、锌、铅及其合金铜、银、铝等配电电器第三章五、熔断器的材料和结构分析1、熔体材料一般特点：相对熔点低，特性稳定，易于熔断。低熔点材料：高熔点材料：锡、锌、铅及其合金铜、银、铝等电阻率高，不利于熄弧，分断能力低配电电器第三章五、熔断器的材料和结构分析1、熔体材料一般特点：相对熔点低，特性稳定，易于熔断。低熔点材料：高熔点材料：锡、锌、铅及其合金铜、银、铝等电导率高，利于熄弧，分断能力高，但应注意长期工作时的温升问题配电电器第三章五、熔断器的材料和结构分析1、熔体材料冶金效应：解决低过载倍数时导电触头温升过高问题并改善时间-电流特性高熔点金属在某些液态金属（锡和铅等）作用下会降低熔点的物理特性在短路电流下不起作用配电电器第三章五、熔断器的材料和结构分析2、熔体形状丝状：片状：适用于小电流场合薄金属片冲成，变截面或冲孔配电电器第三章五、熔断器的材料和结构分析3、填充材料作用：加速灭弧，提高分断能力要求：热容量大，颗粒大小适当，去铁常用的填料：石英砂和三氧化二铝砂配电电器第三章五、熔断器的材料和结构分析4、绝缘管材料要求：机械强度高，耐弧性能好常用的绝缘管瓷管：应用于有填料熔断器中合成材料管：便于加工和装配硬质纤维管：应用于无填料熔断器中配电电器第三章六、熔断器的选用1）熔断器类型的选择2）熔断器额定电压的选择3）额定分断能力的选择4）时间电流特性与I2t的选择按用途选取配电电器第三章六、熔断器的选用5）前后级保护特性的配合选择6）保护半导体器件时的电流换算7）最大电弧电压与半导体元件反向重复电压的配合I前/I后≥（1.25）2

配电电器第三章低压断路器

低压断路器又称自动开关或空气开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。配电电器第三章一、低压断路器的分类按用途分有：●保护配电线路用、保护电动机用、保护照明线路用和漏电保护用；

按结构形式分有：●框架式（ACB）、塑料外壳式（MCCB）和小型断路器（MCB）；按极数分有：●三极、两极和单极；按限流性能分有：●限流式和普通式。配电电器第三章二、低压断路器的工作原理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．按钮配电电器第三章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配电电器第三章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配电电器第三章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．按钮线路过载保护配电电器第三章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配电电器第三章

断路器主触头通过操作机构(人力\杠杆\电磁铁\电动机等)合闸。合闸后，利用自由脱扣机构锁定在合闸位置。故障发生时，相应形式的脱扣器动作，使自由脱扣机构解扣，使主触头在反力弹簧的作用下分闸。正常工作时，可利用手柄或分励脱扣器分闸。

工作原理配电电器第三章三、低压断路器的图形符号W：框架式配电电器第三章四、低压断路器的典型结构典型的低压电路器一般由脱扣器、触头系统、灭弧装置、传动机构、基架和外壳等部分组成。

1．感测机构各种形式的脱扣器2．执行机构触头系统3．灭弧系统各种灭弧装置4．中间机构自由脱扣器和操作机构配电电器第三章四、低压断路器的典型结构

脱扣器是低压断路器中用来接受信号的元件。若线路中出现不正常情况或由操作人员或继电保护装置发出信号时，脱扣器会根据信号的情况通过传递元件使触头动作掉闸切断电路。低压断路器的脱扣器一般有过流脱扣器（电磁脱扣器）、热脱扣器、失压脱扣器、分励脱扣器等几种。1、脱扣器配电电器第三章四、低压断路器的典型结构低压断路器的主触头有单断口指式触头、双断口桥式触头、双断口滚动式触头和插入式触头等几种形式。主触头的动、静触头的接触处焊有银基合金触点，其接触电阻小，可以长时间通过较大的负荷电流。在容量较大的低压断路器中，还常将指式触头做成两挡或三挡，形成主触头、副触头和弧触头并联的形式。

2、触头系统配电电器第三章四、低压断路器的典型结构2、触头系统弧触头用耐弧金属材料制成，主触头和弧触头在断路器分、合闸时有不同的作用和操作次序。

配电电器第三章四、低压断路器的典型结构2、触头系统开关合闸时，弧触头承担合闸的电磨损；开关分闸时，弧触头承担电路分断时的强电弧，起保护主触头的作用

主触头承担长期通过负荷电流的任务配电电器第三章四、低压断路器的典型结构2、触头系统合闸时弧触头先闭合、主触头后闭合；分闸时主触头先断开、弧触头后断开。

配电电器第三章四、低压断路器的典型结构2、触头系统

大容量的断路器中为了更好地保护主触头又增设了副触头，即为三档触头，合闸时的动作顺序为弧触头先闭合，然后副触头闭合，最后主触头闭合；分闸时的操作顺序为主触头先分断，然后副县触头分断，最后弧触头分断。随着新型触头材料的出现和结构的改进，现代大容量断路器多采用两档触头。配电电器第三章四、低压断路器的典型结构3、灭弧系统低压断路器中的灭弧装置一般为栅片式灭罩，灭弧室的绝缘壁一般用钢板纸压制或用陶土烧制。MCCBACB配电电器第三章四、低压断路器的典型结构4、自由脱扣器与操作机构作用：实现操作手柄或电动合闸装置和各类脱扣器对触头的分闸与合闸控制。要求：1、满足开关分合时的动作次序要求，保证动作准确可靠。2、灵活省力，脱扣力小。3、自由脱扣时触头可快速分断，分断速度与手柄位置无关。配电电器第三章五、低压断路器的保护特性为起到良好的保护作用，低压断路器的保护特性必须与被保护线路及设备的允许过载特性相匹配。低压断路器的保护特性是由它们所装的脱扣器型式决定的。

配电电器第三章五、低压断路器的保护特性低压断路器一般都装有过流脱扣器和热脱扣器两种。这两种脱扣器构成的保护特性称为两段式保护特性，即过载长延时和短路瞬时动作的特性。这样才能使保护对象工作在允许过载特性之下，防止保护对象受到不能承受的短路电流冲击而损坏。

低压断路器的保护特性

1-被保护对象的发热特性

2-低压断路器保护特性abdf–两段保护特性配电电器第三章五、低压断路器的保护特性现代的低压断路器都具有有三段保护特性，即过载长延时、短路短延时、特大短路瞬时动作。这样可以充分利用电气设备的允许过载能力，尽可能地缩小故障停电的范围。

低压断路器的保护特性

1-被保护对象的发热特性

2-低压断路器保护特性abdf–两段保护特性配电电器第三章五、低压断路器的保护特性现代的低压断路器都具有有三段保护特性，即过载长延时、短路短延时、特大短路瞬时动作。这样可以充分利用电气设备的允许过载能力，尽可能地缩小故障停电的范围。

低压断路器的保护特性

1-被保护对象的发热特性

2-低压断路器保护特性abcghf–三段保护特性（短路短延时）abcehf–三段保护特性（短路定时限）配电电器第三章六、低压断路器的技术参数1）额定电压

2）额定电流

3）额定短路分断能力

4）额定短路接通能力5）额定短时耐受电流6）时间电流特性（安秒特性）配电电器第三章六、低压断路器的技术参数额定电压额定工作电压（UN）额定绝缘电压（Ui）与通断能力及使用类别相关的电压值。对多相电路是指相间的电压值。取决于电网额定电压等级.国家标准规定：交流为220、660和1140V；直流为220和440V。配电电器第三章六、低压断路器的技术参数额定电压额定工作电压（UN）额定绝缘电压（Ui）除非另有规定，额定绝缘电压是断路器的最大额定工作电压。在任何情况下，最大额定工作电压不超过绝缘电压。电气间隙和爬电距离应参照该参数确定。配电电器第三章六、低压断路器的技术参数额定电压额定脉冲电压：大于或等于系统中出现的最大过电压峰值。它和额定绝缘电压共同决定了开关电器的绝缘水平。配电电器第三章六、低压断路器的技术参数额定电流壳架等级额定电流断路器额定电流（IN）尺寸和结构相同的框架或塑料外壳中能装入的最大脱扣器额定电流。配电电器第三章六、低压断路器的技术参数额定电流壳架等级额定电流断路器额定电流（IN）额定持续电流。也就是脱扣器能长期通过的电流。对带可调式脱扣器的断路器是可长期通过的最大电流。配电电器第三章六、低压断路器的技术参数额定电流例如：DZ10-100/330型低压断路器壳架额定电流为100A，脱扣器额定电流等级有15A，20A，25A，30A，40A，50A，60A，80A，100A等九种。其中最大的额定电流100A与壳架等级额定电流一致。

配电电器第三章六、低压断路器的技术参数额定短路分断能力在规定条件下所能分断的最大短路电流值。

额定极限短路分断能力（Icu）额定运行短路分断能力（Ics）配电电器第三章六、低压断路器的技术参数额定短路分断能力在规定条件下所能分断的最大短路电流值。

额定极限短路分断能力（Icu）额定运行短路分断能力（Ics）在规定条件和试验程序下，相应分断预期短路电流的能力，用交流有效值表示。试验程序为O-t-CO配电电器第三章六、低压断路器的技术参数额定短路分断能力在规定条件下所能分断的最大短路电流值。

额定极限短路分断能力（Icu）额定运行短路分断能力（Ics）在规定条件和试验程序下，比额定极限短路分断电流小的分断电流值。试验程序为O-t-CO-t-CO配电电器第三章六、低压断路器的技术参数额定短路分断能力在规定条件下所能分断的最大短路电流值。

额定极限短路分断能力（Icu）额定运行短路分断能力（Ics）试验后，应能在额定电流下继续运行。断路器的最大分断电流。配电电器第三章六、低压断路器的技术参数额定短路接通能力在规定条件下所能接通的短路电流值。用最大预期电流峰值表示。与额定短路分断能力之间有一定比例关系。由短路冲击系数决定。见书P79的表3-3配电电器第三章六、低压断路器的技术参数额定短时耐受电流（Icw）断路器在闭合状态下，耐受一定持续时间的短路电流能力。承受短路电流冲击峰值的电动力作用和一定时间的短路电流周期分量有效值的热作用。配电电器第三章六、低压断路器的技术参数时间电流特性及其实现断路器的不同保护特性是通过各种不同的脱扣器实现的。延时脱扣的实现形式主要有：油阻尼式延时脱扣器：利用油阻尼作用延时动作。半导体脱扣器：利用CT检测电流，转换成电压信号驱动不同的动作电路，可实现三段保护特性。配电电器第三章七、典型产品介绍框架式（万能式）断路器结构特点：有一个带绝缘衬垫的金属框架，所有元件都安装在框架上。容量大，装设有多种脱扣器，辅助触头数量多。分为普通式、多功能式、高性能式和智能式等几种结构形式。安装方式：固定式和抽屉式。操作方式：手动（手柄）和电动600A以下采用电磁机构传动600A以上采用电动机传动极限通断能力高的断路器还采用储能机构来提高通断速度配电电器第三章七、典型产品介绍典型产品：普通型DW10系列和限流型DWX15系列DW10断路器壳架电流等级200、400、600、1000、1500、2500、4000A共七档。框架式（万能式）断路器配电电器第三章七、典型产品介绍框架式（万能式）断路器典型产品：普通型DW10系列和限流型DWX15系列DWX15限流式断路器触头系统固有动作时间只有1~2ms,分断时间10ms以内.壳架电流分为200、400、600A三档配电电器第三章七、典型产品介绍框架式（万能式）断路器典型产品：多功能型DW15系列和智能型DW45系列DW15万能式断路器额定电流630A~4000A.配电电器第三章七、典型产品介绍框架式（万能式）断路器典型产品：多功能型DW15系列和智能型DW45系列DW45智能型断路器带有智能脱扣器，精确实现三段选择保护配电电器第三章七、典型产品介绍框架式（万能式）断路器典型产品：国外引进的ME系列和AE系列ME系列断路器AE系列断路器配电电器第三章七、典型产品介绍塑壳式断路器结构特点：所有元件都安装在一个由聚酯绝缘材料模压而成的塑料外壳中。元件结构简单、紧凑。操作方式：手柄板动，容量大时可采用储能机构。配电电器第三章七、典型产品介绍塑壳式断路器典型产品：普通DZ10系列和限流DZX10系列。DZ10系列断路器结构特征：绝缘基座和盖采用热固性塑料压制。操作机构为四连杆式。脱扣器分复式（装有过载保护及短路保护二种）、电磁式（装有短路保护）及热脱扣器式（装有过载保护）。

配电电器第三章七、典型产品介绍塑壳式断路器典型产品：普通DZ10系列和限流DZX10系列。DZX10断路器采用电动斥力原理，结构简单，具有高分断能力。

配电电器第三章七、典型产品介绍塑壳式断路器选用原则：1）断路器额定电压等于或大于线路额定电压。2）断路器额定电流等于或大于线路或设备额定电流。3）断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的最大短路电流。4）欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。配电电器第三章七、典型产品介绍塑壳式断路器选用原则：8）6倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大于电动机实际起动时间。5）分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。6）长延时电流整定值等于电动机额定电流。7）瞬时整定电流：对保护笼型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为8~15倍电动机额定电流；对于保护绕线型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为3~6倍电动机额定电流。配电电器第三章七、典型产品介绍小型断路器终端电器的一大类。它安装于线路末端的电路中，起配电、控制和保护作用。在结构上具有外形尺寸模数化（9mm的倍数）和安装导轨化的特点。小型断路器按保护特性分为A、B、C和D四类。A特性一般用于需要快速、无延时脱扣的使用场合（2~3In）

B特性一般用于需要较快速度脱扣且峰值电流不是很大的使用场合（<3In）

C特性一般适用于大部分的电气回路（<5In）

D特性一般适用于很高的峰值电流的开关设备

（<10In）配电电器第三章七、典型产品介绍小型断路器配电电器第三章七、典型产品介绍小型断路器典型产品：DZ47系列DZ47系列三极断路器DZ47系列单极断路器配电电器第三章七、典型产品介绍漏电断路器漏电断路器除具有低压断路器的作用外，还具有漏电保护的功能。结构特点：由操作机构、电磁脱扣器、触头系统、灭弧室、零序电流互感器、漏电脱扣器、试验装置等组成。脱扣