城市轨道交通车站低压配电与照明系统课件 模块2 任务1 低压配电电器

第2课常用工具和仪表模块2城市轨道交通车站低压配电与照明系统常用低压电器与设备第2课常用工具和仪表模块2城市轨道交通车站低压配电与照明系统常用低压电器与设备任务一低压配电电器低压电器是一种能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节。城市轨道交通车站的电梯、通风空调、照明、消防水泵等设备的控制、保护和调节都要依靠低压电器和设备来完成，低压电器和设备在城市轨道交通车站低压配电与照明系统中无处不在。低压电器的种类很多，按照用途可分为低压配电电器和低压控制电器。一、刀开关1.刀开关的结构和分类刀开关又称胶盖闸刀开关，是低压电器中最简单而使用又较广泛的一种电器。刀开关在电路中起到隔离电源、接通和断开负载的作用。刀开关通过动触头（触刀）与底座上的静触头相契合或分离以接通或分断电源，广泛用于照明电路和小容量动力设备不频繁起动的电路，常见的刀开关有开启式负荷开关和封闭式负荷开关。一、刀开关开启式负荷开关俗称胶盖瓷底刀开关，其结构如图2-1所示，a）外形

（b）结构

图2-1开启式负荷开关一、刀开关封闭式负荷开关又称为铁壳开关，如图2-2所示，（a）外形

（b）结构

图2-2封闭式负荷开关一、刀开关刀开关的文字符号和图形符号如图2-3所示。（a）单极

（b）双极

（c）三极图2-3刀开关的符号一、刀开关2.刀开关的主要技术参数额定电压额定电流绝缘电阻接触电阻通断能力电动稳定性电流热稳定电流机械寿命电寿命一、刀开关2.刀开关的主要技术参数额定电压额定电压是指在规定条件下刀开关在长期工作中能承受的最高电压。加在开关两端的电压大于此值，会使两个触头之间产生电火花。额定电流额定电流是指在规定条件下刀开关接通时允许长期通过的最大安全电流，当超过此值时，开关的触头会因电流过大而烧毁。绝缘电阻绝缘电阻指刀开关的导体部分与绝缘部分的电阻值，绝缘电阻值应在100MΩ以上。一、刀开关接触电阻接触电阻是指刀开关在接通状态下，每对触头之间的电阻值，一般要求在0.1～0.5Ω以下，接触电阻越小越好。通断能力通断能力指在规定条件下，刀开关在额定电压下能可靠接通和分断的最大电流值。电动稳定性电流电动稳定性电流简称动稳定电流，是指当发生短路故障时，如果刀开关能通以某一最大短路电流而不发生变形、损坏或者触刀自动弹出等现象，则这一短路电流就是刀开关的电动稳定性电流。通常刀开关的电动稳定性电流为其额定电流的数十倍到数百倍。一、刀开关热稳定电流热稳定电流又称额定短时耐受电流，当发生短路事故时，如果刀开关能在一定时间（通常为1s）内通以某一最大短路电流而不发生熔焊现象，则这一短路电流就称为刀开关的热稳定电流。通常刀开关的热稳定电流也为其额定电流的数十倍。机械寿命机械寿命是指刀开关在需要修理或更换机械零件前所能承受的无载操作次数。电寿命电寿命是指在规定的条件下，不需修理或更换零件的情况下，刀开关带负载操作次数。一、刀开关3.刀开关的安装和使用刀开关应垂直安装在开关板上，并要使静触头位于上方。若静触头位于下方，则当刀开关的触刀拉开时，如果铰链支座松动，触刀等运动部件可能会在自重作用下掉落，同静触头接触，发生误动作而造成严重事故。一、刀开关刀开关的使用时应注意以下事项：（1）刀开关作电源隔离开关使用时，合闸时应先合上刀开关、再合上其他控制负载的开关电器。分闸时顺序则相反，要先使控制负载的开关分闸，然后再分断刀开关。（2）严格按照规定的分断能力来分断负载，无灭弧罩的刀开关一般不允许分断负载，否则有可能导致稳定持续燃弧，使刀开关寿命缩短，严重的还会造成电源短路、开关被烧毁，甚至发生火灾。（3）对于多极刀开关，应保证各极动作的同步性，而且应接触良好。否则，当负载是三相异步电动机时，有可能发生因缺相运转而致电动机烧坏的事故。一、刀开关（4）如果刀开关未安装在封闭的控制箱内，则应经常检查，防止因积尘过多而发生相间闪络现象。（5）对刀开关进行定期检修时，应清除底板上的灰尘，以保证良好的绝缘；检查触刀的接触情况，如果触头磨损严重或被电弧过度烧损，应及时更换；发现触刀转动铰链过松时应及时紧固。（6）加强刀开关的日常检查，检查项目包括：负荷电流是否超过刀开关的额定电流；刀开关动、静触头的连接是否可靠；操作机构是否完好、动作是否灵活，断开、合闸时是否能准确到位；刀开关的进出线端子在开关连接处是否牢固，有无接触不良、过热变形等现象。一、刀开关4.刀开关常见故障与处理方法故障现象故障原因处理措施开关触头过热，甚至熔焊1.开关容量太小或负载太大减少负载或更换更大容量开关

2.触头表面产生氧化层去除氧化层

3.动静触头插入深度不够调整动静触头插入深度

4.静触头压紧力不足调整静触头压紧力

5.分合闸时动作太慢，电弧过大规范操作方法开关与导线接触部位过热1.导线连接螺钉松动或弹簧垫圈失效紧固连接螺钉松动，调整弹簧垫圈

2.接线端子氧化或锈蚀去除氧化层，采用铜铝过渡接线端子，导线连接部位涂敷导电膏合闸后一相或两相没电1.静触头弹性消失或开口过大更换静触头

2.熔体熔断或接触不良更换或紧固熔体

3.触头氧化或有污垢清洁触头

4.电源进线或出线头氧化检查进出线封闭式开关操作手柄带电1.外壳接地线接触不良检查接地线

2.电源进线绝缘损坏碰壳恢复绝缘二、组合开关1.组合开关的结构组合开关由动触头（动触片）、静触头（静触片）、转轴、手柄、定位机构及外壳等部分组成，如图2-4所示。其动、静触头分别叠装于数层绝缘壳内。

（a）外形

（b）结构

图2-4组合开关

二、组合开关组合开关的文字符号和图形符号如图2-5所示。（a）单极（b）三极2-5组合开关符号

二、组合开关2.倒顺开关倒顺开关又称为可逆转开关，是一种特殊的组合开关，结构与组合开关类似，其外形和符号如图2-6所示。

（a）外形

（b）符号

图2-6倒顺开关一、组合开关3.组合关的主要技术参数额定电压额定电流通断能力通断能力包括极限接通电流和极限分断电流，指在规定条件下，组合开关在额定电压下能可靠接通和分断的最大电流值。机械寿命电寿命指在规定的正常工作条件下，不需要修理或更换零件情况下，组合开关带负载操作的次数。二、组合开关4.组合开关的安装和使用（1）应根据电源种类、电压等级、额定电流和所需触头选择组合开关型号；根据电气控制线路中实际需要，确定组合开关接线方式。（2）组合开关应安装在控制箱内，手柄伸出箱前面或侧面，若在箱内操作，开关应装在箱内右上方。开关为断开状态时手柄在水平位置，倒顺开关的接地螺钉应可靠接地。（3）组合开关不能带负载接通或分断电源，不能用来分断故障电流。二、组合开关4.组合开关的安装和使用（4）组合开关用作隔离开关时，其额定电流应低于被隔离电路中各负载电流的总和；用于控制电动机时，其额定电流应为电动机额定电流的1.5～2.5倍。（5）操作频率过高或负载功率因数过低时，应降低组合开关的容量。二、组合开关5.组合开关常见故障与处理方法故障现象故障原因处理措施转动手柄多对触头不能同时接通或新开1.开关型号不对更换符合操作要求的开关

2.触头装配不正确打开开关，重新装配触头

3.触头失去弹性或有尘污更换触头或清除污垢手柄转动后，内部触头未动1.手柄上的转动连接部件磨损更换新的手柄

2.绝缘杆变形更换绝缘杆

3.手柄或轴与绝缘杆装配松动紧固松动部件

4.操作机构损坏修理或更换操作机构动、静触头被烧蚀1.负荷过大选用容量大的开关或减轻负荷

2.动、静触头接触不良1.可用细砂布修磨触头，然后调整动、静触头使接触良好2.若触头无法修复，更换触头

3.负荷短路且负荷无保护1.排除短路故障2.负荷电路装设保护设备二、组合开关5.组合开关常见故障与处理方法故障现象故障原因处理措施连接点打火或烧蚀1.接线螺钉松动处理接点，拧紧螺钉

2.操作过于频繁降低操作频率，加强维护内部短路、烧毁1.严重受潮、被水淋或使用环境中有导电介质改善使用环境

2.绝缘垫板严重磨损，失去绝缘能力更换绝缘垫板或整个开关

3.内部元件损坏，导电触头相互碰连更换内部件或更换整个开关

4.负荷短路且负荷无保护1.排除短路故障2.负荷电路装设保护设备接线柱间短路1.接线柱接线线头过长导致短路重新接线

2.接线柱间有铁屑或油污附着导致绝缘损坏清扫或更换开关三、低压断路器1.低压断路器的结构低压断路器又称自动空气开关或自动空气断路器，简称断路器，如图2-7所示。它既有手动开关的功能，又能自动进行失压、欠压、过载和短路保护，其功能相当于刀开关、熔断器、电流继电器、电压继电器、热继电器的组合。低压断路器对电源线路及负荷实行保护，并且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，得到了广泛的应用。

图2-7低压断路器三、低压断路器低压断路器主要由操作机构、触头、保护装置（各种脱扣器）、灭弧系统等组成，其结构和符号如图2-8所示。（a）结构

（b）符号图2-8低压断路器结构和符号1-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-按钮三、低压断路器2.低压断路器的主要技术参数额定工作电压额定工作电压是指断路器的标称电压，在规定的正常使用和性能条件下，能够连续运行的电压。额定电流额定电流是指在环境温度为40℃以下，脱扣器能长期通过的电流。对带可调式脱扣器的断路器来说，则为脱扣器可长期通过的最大电流。过载脱扣器电流整定值脱扣器电流整定值是指断路器不跳闸时所能承受的最大电流，电流超过脱扣器电流整定值断路器延时跳闸。三、低压断路器2.低压断路器的主要技术参数额定短时间耐受电流额定短时间耐受电流指在约定的时间内允许通过的电流值。该电流值在约定的时间内通过导体，不会因过热而引起导体的损坏。分断能力断路器的分断能力是指该断路器安全切断故障电流的能力，分断能力与额定电流无必然联系。三、低压断路器3.低压断路器的安装和使用选用低压断路器时，低压断路器的额定电流、额定电压应大于或等于线路设备的正常工作电压和工作电流，低压断路器的极限通断能力应大于或等于电路最大短路电流，欠电压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压，过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。三、低压断路器（1）当低压断路器用作总开关使用时，须在电源侧加装隔离开关、刀开关或熔断器作为明显的断开点。（2）安装前应将脱扣器电磁铁工作面的防锈油脂擦抹干净，以免影响电磁机构的动作值。（3）安装时低压断路器的上接线端为进线端，下接线端为出线端，不允许倒装。（4）电磁脱扣器的整定值一经调好后就不允许随意变动，长期使用后要检查其弹簧是否生锈卡住，以免影响其动作。（5）低压断路器在过载或短路动作后，应在切除上级电源的情况下先排除故障，检查触头，再进行通电操作。三、低压断路器（6）长期使用后应清除触头表面的毛刺和金属颗粒，以保持良好的电接触。（7）应定期检查脱扣器的动作值，定期给操作机构转动部分加注润滑油。（8）应定期清除灭弧室内壁和栅片上的金属颗粒和黑烟灰，以保证有良好灭弧效果。（9）应定期清除低压断路器上的积尘，保持良好的绝缘。三、低压断路器4.低压断路器常见故障与处理方法故障现象故障原因处理措施手动操作断路器不能闭合1.欠压脱扣器无电压或线圈损坏检查线路，施加电压或更换线圈2.储能弹簧变形，导致闭合力减小更换储能弹簧3.反作用弹簧力过大重新调整弹簧反力4.脱扣机构不能复位再扣调整再扣接触面至规定值电动操作断路器不能闭合1.电源电压不符调整电源电压2.电源容量不够增大电源容量3.电磁铁拉杆行程不够重新调整或更换拉杆4.电动机操作定位开关变位重新调整电动机操作定位开关5.控制器中整流管或电容器损坏更换损坏元器件6.智能控制器没有复位按控制器的复位按钮三、低压断路器4.低压断路器常见故障与处理方法故障现象故障原因处理措施有部分触头不能闭合1.与之对应的相连杆断裂更换连杆2.限流断路器拆开机构的可折连杆之间的角度变大调整至原技术条件规定值分励脱扣器不能使断路器分断1.线圈短路更换线圈2.电源电压太低调整电源电压3.脱扣机构再扣接触面太大重新调整4.螺钉松动拧紧松动螺钉欠电压脱扣器不能使断路器立即分断1.反力弹簧变小调整弹簧反力2.储能弹簧变小或断裂调整或更换储能弹簧3.脱扣机构卡死查找原因，消除卡死三、低压断路器4.低压断路器常见故障与处理方法故障现象故障原因处理措施启动负荷时断路器立即分断1.过电流脱扣器瞬时整定电流值太小调整瞬时整定电流值2.脱扣器某些零件损坏更换脱扣器或损坏的零部件3.脱扣器反力弹簧断裂或落下更换反力弹簧或重新装上断路器闭合后过一段时间自行分断1.过电流脱扣器长延时整定电流值不对重新调整长延时整定电流值2.热元件或半导体延时电路元器件变化更换断路器断路器温升过高1.触头压力过低，合闸后不能保持良好接触而导致发热调整触头压力或更换弹簧2.触头表面过分磨损或接触不良更换触头或清理接触面3.两个导电零件连接螺钉松动拧紧连接螺钉4.触头表面脏污或有氧化膜清除油污或氧化层三、低压断路器4.低压断路器常见故障与处理方法故障现象故障原因处理措施欠电压脱扣器噪声大1.反力弹簧反力过大调整欠压脱扣器的弹簧拉力2.铁芯工作面有油污清除铁芯工作表面的油污和尘埃3.短路环断裂更换衔铁或铁芯触头失灵1.动触头桥卡死或脱落重新装好动触桥2.传动机构断裂，滚轮脱落更换传动机构和滚轮带半导体过流脱扣器的断路器误动作1.半导体元件损坏更换损坏的半导体元件2.脱扣器整定值不稳定换成带温度补偿的稳压管3.外界电磁干扰进行隔离，免受电磁干扰四、熔断器1.熔断器的结构和分类熔断器分为快速熔断器和自恢复熔断器，常用的熔断器有瓷插式熔断器、螺旋式熔断器、封闭式熔断器，结构如图2-9所示。

（a）符号

（b）瓷插式熔断器

c）螺旋式熔断器1-动触片；2-瓷盖；3-熔体；

1-瓷帽；2-熔断管；3-瓷套；4-静触片；5-瓷底座

4-上接

线端；5-下接线端；6-瓷底座

四、熔断器1.熔断器的结构和分类（d）无填料封闭式熔断器

（e）有填料封闭式熔断器1-黄铜圈；2-绝缘纸管；3-黄铜帽；4-触片；1-瓷底座；2-弹簧片；3-管体；5-熔体；6-垫圈；7-触片座4-绝缘手柄；5-熔体自复熔断器又称PTC（PositiveTemperatureCoefficient）保险丝工作原理：在正常运行条件下，PTC材料处于低电阻状态，导电颗粒之间产生连接路径，电流可顺利完成。但当电流过大或温度升高时，PTC材料的电阻值迅速上升，导电颗粒之间的连接路径被阻断。过流时，自复熔断器温度升高，导致PTC材料热膨胀。随着温度的升高，PTC材料中的聚合物基质膨胀和分离，导致导电颗粒之间的距离增加，从而提高了材料的电阻值。这使得电流无法继续通过并保护电路。一旦过流条件消除或温度降低，自复熔断器开始冷却。随着温度的下降，PT