电工项目基础 19

项目12常用保护类电器的使用与检修主讲：《维修电工考级项目训练教程》（第三版）电机安装维修变压器测试低压电器电力拖动项目1201.熔断器的使用与检修02.热继电器的结构和动作电流的调整03.熔断器04.常用保护继电器常用保护类电器的使用与检修项目描述保护类电器主要对电路实现过载及短路保护，以保证电路及电气设备的安全、正常运行。最常用的保护类电器有熔断器、电流与电压继电器、热继电器等。它们广泛应用于低压供配电系统和控制系统中。当电路发生短路、严重过载、过电压或欠电压时，保护类电器能自动动作，从而切断电路，起到保护作用。通过本项目的学习，掌握保护类电器的动作原理。学习目标1.掌握常用熔断器的结构、特征及使用场合。2.会正确选用、安装及检修常用熔断器。3.了解电流与电压继电器的结构、特征及使用场合。4.掌握热继电器的结构、特征及使用场合。实训操作实训操作熔断器的使用与检修训练1.元器件识别（1）各种熔断器类别、型号及规格的识别由指导教师任选若干种类别、型号及规格不同的熔断器由学生加以识别。（2）各种熔丝规格及额定电流的判别由指导教师任选若干种规格不同的熔丝由学生加以判别。训练2.RL1A系列螺旋式熔断器的检修及安装（1）RL1A系列螺旋式熔断器的检修该熔断器的外形及结构如图7-9所示。其检修步骤如下：①通过熔断器上端的观察窗检查熔体上的色点标志是否存在。若存在表明熔体完好，否则需更换熔体。②断开电源，用万用表检查熔体是否完好，若完好则电阻很小，若电阻很大，表示熔体熔断。在熔体完好的前提下，检查熔断器进出线两端的电阻，如电阻很大，则表明熔断器某处接触不良，将熔断器解体，逐处检查。熔断器解体步骤：拧去瓷帽；取出熔体（熔管）；拧下瓷套；观察检查上接线端子和下接线端子，查找损坏处或接触不良处，修理更换后再重新装配好，最后用万用表检查通断情况。实训操作（2）RL1A系列螺旋式熔断器的安装将RL1A系列螺旋式熔断器用螺钉安装在金属安装板或木质安装板上，并进行接线练习。①拧螺钉用力要适当，不要损坏瓷件部分。②电源进线接在瓷质底座下接线端子上，负载线接在与金属螺纹壳相连的上接线端子上。外形结构如图7-10所示。实训操作2.JR16系列热继电器动作电流的调整（1）调节原理为了减少发热元件的规格，以利于生产及使用，要求有一种规格（额定电流一定）的热继电器，其整定电流值可以在一定范围内调节，通常其调节范围：例如，JR16-20/3系列，当热元件额定电流为11A时，其整定电流调节范围为6.8A~9.0A~11.0A。当热元件额定电流为16A时，其整定电流调节范围为10.0A~13.0A~16.0A。热继电器整定电流的调整可通过旋动电流调节旋钮（图7-10）来进行。旋动调节旋钮，使调节旋钮上面的整定电即为对应的整定电流值。流刻度（如10或13或16）对准刻度记号，即为对应的整定电流值。

实训操作（2）动作电流的测定当流过热继电器发热元件中的电流超过其整定电流以后，经过一定时间热继电器将会动作，其所需时间的长短与超过整定电流的倍数有关图表7-5。实训操作实际操作：用JR16-20/3系列，热元件额定电流为11A的热继电器。按图7-11接线，电流表量程置于20A，将热继电器的一组发热元件接在低压变压器T2的低压侧，调节旋钮置于整定电流最小值（6.8A）处。实训操作实际操作：先检查自耦调压器T1手柄必须在零位，合上开关S，再缓慢地、轻轻地转动自耦调压器T1手柄，使电流表读数约为1.5×6.8A=10.2A，观察当信号灯HL熄灭，记录热继电器动作的时间约为____秒。待热继电器冷却复位后，调节旋钮仍置于整定电流最小值（6.8A）处，将自耦调压器T1手柄退回零位，合上开关S，再缓慢地、轻轻地转动自耦调压器T1手柄，使电流表读数约为16A，观察并记录热继电器动作的时间约为____秒。实训操作相关知识熔断器广泛用于低压供配电系统和控制系统中。当电路发生短路或严重过载时，熔断器中的熔体将自动熔断，从而切断电路，起保护作用。熔断器结构简单，体积小巧，价格低廉，工作可靠，维护方便，是电气设备重要的保护元件。相关知识一、熔断器的种类及基本结构熔断器的种类很多，按其结构可分为半封闭插入式熔断器、有填料螺旋式熔断器、有填料封闭管式熔断器、无填料封闭管式熔断器、有填料管式快速熔断器、半导体保护熔断器及自复式熔断器等。熔断器的图形和文字符号如图7-12所示。熔断器的种类尽管很多，使用场合也不尽相同，按照功能来区分，一般可分为熔座（支持件）和熔体两个组成部分。熔座用于安装和固定熔体，而熔体则串过载时，过大的电流通过。熔体，熔体以其自身产生的热量而熔断，从而切断电路，起保护作用。熔体是熔断器的核心部件，一般用铅、铅锡合金、锌、银、铝及铜等材料制成；熔体的形状有丝状、片状或网状等；熔体的熔点温度一般为200~300℃。二、熔断器的保护特性、型号及主要参数1.熔断器的保护特性熔断器的保护特性又称安秒特性，它表示熔体熔断时间与流过熔体电流大小之间的关系特性，见表7-6。可以看出，熔断器的熔断时间随着电流增大而减小。熔断器对过载反应是很不灵敏的，当电气设备发生轻度过载时，熔断器将持续很长时间才熔断，因此，除在照明电路中外，熔断器一般不用作过载保护，主要用作短路保护。2.熔断器型号含义熔断器的类型C一瓷插式熔断器；L一螺旋式熔断器；M一无填料封闭管式熔断器；T一有填料封闭管式熔断器；S一快速熔断器；Z一自复式熔断器。3.熔断器的主要数据（1）额定电压UN这是从灭弧角度出发规定熔断器所在电路工作电压的最高限额。如果电路的实际电压超过熔断器的额定电压，一旦熔体熔断，有可能发生电弧不能及时熄灭的现象。（2）额定电流ININ实际上是指熔座的额定电流，这是由熔断器长期工作所允许的温升决定的电流值。配用的熔体的额定电流应小于或等于熔断器的额定电流。3.熔断器的主要数据（3）熔体的额定电流IN是熔体长期通过此电流而不熔断的最大电流。生产厂家生产不同规格的熔体供用户选择使用。（4）极限分断能力极限分断能力指熔断器所能分断的最大短路电流值。分断能力的大小与熔断器的灭弧能力有关，而与熔体的额定电流值无关。三、熔断器的应用1.常用熔断器简介（1）半封闭插入式熔断器半封闭插入式熔断器也称瓷插式熔断器，其结构如图7-13所示。它由瓷质底座和瓷插件两部分构成，熔体安装在瓷插件内。熔体通常用铅锡合金或铅锑合金等制成。有时也用铜丝作为熔体。部分常用熔体规格见表7-7。瓷插式熔断器结构简单，价格低廉，体积小，带电更换熔体方便，且具有较好的保护特性。它主要用于中、小容量的控制电路和小容量低压分支电路中。常用型号有RC1A系列，其额定电压为380V，额定电流有5A、10A、15A、30A、60A、100A、200A等7个等级。（2）螺旋式熔断器螺旋式熔断器由瓷质底座、瓷帽、瓷套和熔体组成。熔体安装在熔体瓷质熔管内，熔管内部充满起灭弧作用的石英砂。熔体自身带有熔体熔断指示装置。螺旋式熔断器是一种有填料封闭管式熔断器，结构较瓷插式熔断器复杂。螺旋式熔断器具有较好的抗振性能，灭弧效果与断流能力均优于瓷插式熔断器，被广泛用于机床电气控制设备中。常用螺旋式熔断器的型号有RL6、RL7（取代RL1、RL2）、RLS2（取代RLS1）。（3）有填料封闭管式熔断器有填料封闭管式熔断器的外形和结构如图7-14所示它由瓷质底座、熔体两部分组成，熔体安放在瓷质熔管内，熔管内充满石英砂填料。这种填料在熔体熔化时能迅速吸收电弧能量，使电弧很快熄灭。有填料封闭管式熔断器具有熔断迅速、分断能力强、无声光现象等良好性能，但结构复杂、价格昂贵，主要用于供电线路及要求分断能力较高的配电设备中。常用有填料封闭管式熔断器的型号有RT0、RT12、RT14、RT15、RT20等系列。（4）RM10系列无填料封闭管式熔断器RM10系列无填料封闭管式熔断器如图7-15所示，它由熔断管、熔体、夹座及底座等部分组成。熔断管RM10系列有两个特点：

1、采用钢纸管作熔管，当熔体熔断时，钢纸管内壁在电弧热量的作用下产生高压气体，使电弧迅速熄灭；2、采用变截面锌片作熔体，当电路发生短路故障时，锌片几处狭窄部位同时熔断形成空隙，夹座因此灭弧容易。（5）快速熔断器快速熔断器主要用于半导体元件或整流装置的短路图7-15无填料封闭管式熔断器保护。由于半导体元件的过载能力很低，只能在极短的时间内承受较大的过载电流，因此要求短路保护器件具有快速熔断能力。快速熔断器的结构与有填料封闭管式熔断器基本相同，但熔体材料和形状不同。其熔体一般用银片冲成有V形深槽的变截面形状，如图7-16所示。快速熔断器主要型号有RS0、RS3、RLS1和RLS2等系列。 2.熔断器的选用（1）熔断器类型的选择根据使用环境和负载性质选择适当类型的熔断器。例如，用于容量较小的照明线路，可选用RC1A系列插入式熔断器；在开关柜或配电屏中可选用RM10系列无填料封闭管式熔断器；对电流相当大或有易燃气体的地方，应选用RTO系列有填料封闭管式熔断器；在机床控制线路中，多选用RL1系列螺旋式熔断器；用于半导体功率元件及晶闸管保护时，则选用RLS或RS系列快速熔断器等。（2）熔断器额定电压和额定电流的选择①熔断器额定电压UN应大于或等于线路的工作电压UL，即UN≥UL②熔断器额定电流IN必须大于或等于所装熔体的额定电流IN，即IN≥IRN（3）熔体额定电流IRN的选择①对于阻性负载的短路保护IRN=1.1ILN——ILN为负载额定电流。②对单台电动机的短路保护IRN≥（1.5~2.5）ILN——ILN为电动机额定电流。轻载启动或启动时间短时系数可取得小些；相反若重载启动或启动时间长，系数可取得大些。③对多台电动机的短路保护IRN≥（1.5~2.5）ILNM+∑ILN——ILNM为容量最大一台电动机的额定电流；∑ILN为其余电动机的额定电流之和；系数的选取方法同前。（4）熔断器使用注意事项与维护①低压熔断器的额定电压应与线路的电压相吻合，不能低于线路电压。②熔体的额定电流不可大于熔管（支持件）的额定电流。③熔断器的极限分断能力应高于被保护线路的最大短路电流。④安装熔体时必须注意不要使其受机械损伤，较柔软的铅锡合金丝尤应如此，以免发生误动作。⑤安装时应保证熔体、触刀、刀座间接触良好，以免因接触电阻过大使温度过高，发生误动作。⑥当熔体已熔断需更换熔体时，要注意新换熔体规格与旧熔体规格相同，以保证动作的可靠性。⑦更换熔体或熔管时必须在不带电的情况下进行，即使有些熔断器允许在带电情况下取下，也必须在电路切断后进行。相关知识常用保护继电器继电器是一种根据外界输入信号（电信号或非电信号）来控制电路接通或断开的一种自动电器，主要用于控制、线路保护或信号转换。继电器的种类很多，分类方法也较多。按用途可分为控制继电器和保护继电器；按反映的信号可分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、热继电器和速度继电器等；按动作原理可分为电磁式、电子式和电动式等。保护继电器主要用来对电路与设备进行过电流、欠电流、过电压、欠电压保护。有热继电器、电流继电器、电压继电器等。最常用的为热继电器和电流继电器。一、热继电器热继电器是利用电流通过发热元件时所产生的热量使双金属片受热弯曲而推动触点动作的一种保护电器。它主要用于电动机的过载保护、断相保护以及电流不平衡运行保护，也可用于其他电气设备发热状态的控制。热继电器图7-17所示为常用热继电器的外形图、图形和文字符号。使用最普遍的热继电器是双金属按动作方式热继电器可分成双金属片式、热敏电阻式、易熔合金以及电子式等多种，片式，它结构简单，成本较低，且具有良好的反时限特性（即电流越大动作时间越短，电流与动作时间成反比）。1.热继电器的结构、工作原理（1）热继电器是利用电流的热效应使热元件发热而动作的电器。热元件由电阻丝和双金属片组成，双金属片由两种具有不同膨胀系数的金属片碾压而成。

（2）热元件的电阻丝串联在电动机的主电路中，如图7-18所示。 （3）热继电器的动断触点串联在电动机的控制电路中。（4）当主电路正常工作时，主电路中的电流在允许范围内，位于热元件内的双金属片变形弯曲较小，导板不动作。热元件制电路接通，电动机正常工作。串联在控制电路中的动断触点闭合，控推杆杠杆复位调节螺钉。（5）当电动机过载运行时，过载电流流过热元件的电阻丝时，双金属片受热导板变形弯曲较大，推动导板向右边运动，通静触点动触点过推杆机构，将推力传给杠杆上的动断触点，使动断触点断开，如图中虚线位置所示，切断控制回路电源。接触器线圈的接线原理示意图。（6）当热元件冷却后，双金属片恢复原状，动断触点自动复位。（7）如用手动复位，则需按下复位按钮，借助动触点上的杠杆装置使触点复位闭合。（8）热继电器动作电流值的大小可用位于复位按钮旁边的旋钮进行调节。一种型号的热继电器可配有若干种不同规格的发热元件，并有一定的调节范围。应根据电动机的额定电流来选择发热元件，并用电流调节凸轮旋钮将其整定在电动机额定电流的0.95~1.05倍，使用时再根据电动机的过载能力进行调节。2.热继电器的技术参数及选用热继电器的主要产品型号有JR20、JRS1、JRO、JR10、JR14和JR15等系列；引进产品有T系列、3UA系列和LR1-D系列等。其中，JR15为两相结构，其余大多为三相结构，并可带断相保护装置；JR20为更新换代产品，用来与CJ20型交流接触器配套使用。（1）额定电压。热继电器额定电压是指触点的电压值，选用时要求额定电压大于或等于触点所在线路的额定电压。（2）额定电流。热继电器的额定电流是指允许装入的发热元件的最大额定电流值。每一种额定电流的热继电器可以装入几种不同电流规格的发热元件。选用时要求额定电流大于或等于被保护电动机的额定电流。（3）热元件规格。热元件规格用电流值表示，它是指发热元件允许长时间通过的最大电流值。选用时一般要求其电流规格小于或等于热继电器的额定电流。（4）热继电器的整定电流。整定电流是指长期通