第一章-2-低压电器种类1..ppt
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1、第一章第一章 常用低压电器常用低压电器各类低压电器各类低压电器第三节第三节 熔断器熔断器 一、熔断器的工作原理及特性一、熔断器的工作原理及特性u 熔断器是一种最简单有效的熔断器是一种最简单有效的短路保护短路保护电器。电器。u 主要由主要由熔体熔体和安装熔体的和安装熔体的熔管熔管两部分组成。两部分组成。熔体是熔断器的核心部分,常作成丝状或片状。熔体是熔断器的核心部分,常作成丝状或片状。其材料有两类:其材料有两类:1低熔点材料低熔点材料:如如铅锡合金铅锡合金、锌锌等;等;2高熔点材料高熔点材料:如如银、铜、铝银、铜、铝等。等。熔熔断断器器的的主主要要特特性性为为安安秒秒特特性性,即即熔熔断断器器的
2、的熔熔断断时时间间t t与与熔熔断电流断电流I I的关系曲线的关系曲线。I I为为最最小小熔熔化化电电流流或或称称临临界界电电流流,即即通通过过熔熔体体的的电电流流小小于于此此电电流流时时不不会会熔熔断断,选选择择的的熔熔体额定电流体额定电流I IN N应小于应小于I I 。通通常常I I /I IN N1.51.52 2,称称为为熔熔化化系系数数。该该系系数数反反映映熔熔断断器器在过载时的保护特性在过载时的保护特性。图图1-13 熔断器的安秒特性熔断器的安秒特性熔断器的安秒特性熔断器的安秒特性二、熔断器的常用类型及适用场合二、熔断器的常用类型及适用场合 瓷插式熔断器;瓷插式熔断器;螺旋式熔断
3、器;螺旋式熔断器;无填料封闭管式熔断器;无填料封闭管式熔断器;有填料封闭管式熔断器等。有填料封闭管式熔断器等。v主要类型主要类型v一一般般适适用用于于交交流流50Hz50Hz、额额定定电电压压380V380V、额额定定电电流流200A200A以以下下的的低低压压线线路路末末端端或或分分支支电电路路中中,作作为为电电气气设备的设备的短路保护及一定程度上的过载保护短路保护及一定程度上的过载保护之用。之用。1 1 瓷插式熔断器瓷插式熔断器图图1-21 瓷插式熔断器瓷插式熔断器1-动触头动触头 2-熔丝熔丝 3-瓷盖瓷盖4-静触头静触头 5-瓷底瓷底 2 2螺旋式熔断器螺旋式熔断器v主要适用于控制箱、
4、配电屏、机床设备及主要适用于控制箱、配电屏、机床设备及振动振动较大较大的场所,作为的场所,作为短路保护短路保护元件。元件。图图1-22 螺旋式熔断器螺旋式熔断器1-上接线端上接线端 2-瓷底瓷底 3-下接线端;下接线端;4-瓷套瓷套 5-熔断器熔断器 6-瓷帽瓷帽3 3 无填料封闭管式熔断器无填料封闭管式熔断器v一般适用于一般适用于低压电网低压电网和和成套配电装置成套配电装置中,作为中,作为导线、电缆及较大容量电气设备的导线、电缆及较大容量电气设备的短路或连续短路或连续过载过载时的保护。时的保护。a)b)图图1-23 无填料封闭式熔断器无填料封闭式熔断器a)外形外形 b)结构结构1、4-夹座夹
5、座 2-底座底座 3-熔管熔管 5-硬质绝缘管硬质绝缘管 6-黄铜套管黄铜套管 7-黄铜帽黄铜帽 8-触刀触刀 9-熔体熔体 10-夹座夹座4 4有填料封闭管式熔断器有填料封闭管式熔断器v 主要适用于主要适用于短路电流很大短路电流很大的电力网络或低压配电的电力网络或低压配电装置中。填料:装置中。填料:石英砂(起灭弧作用)石英砂(起灭弧作用)。a)b)图图1-24 有填料封闭管式熔断器的外形及结构有填料封闭管式熔断器的外形及结构a)外形外形 b)结构结构1熔断指示器熔断指示器 2石英砂填料石英砂填料 3指示器熔丝指示器熔丝 4触刀触刀 5底座底座 6熔体熔体 7熔管熔管5 5快速熔断器快速熔断器
6、v电电力力半半导导体体器器件件热热容容量量小小,在在故故障障状状态态下下必必须须要要快快速速保保护护。而而快快速速熔熔断断器器具具有有与与半半导导体体器器件件类似的热特性,是一种最好的保护器件。类似的热特性,是一种最好的保护器件。v其其特特点点是是采采用用在在石石英英砂砂填填料料中中增增加加了了特特制制钾钾盐盐、钠钠盐盐等等灭灭弧弧材材料料,使使快快熔熔总总体体水水平平有有了了大大幅幅度度提高。提高。图图1-25 快速熔断器产品实物快速熔断器产品实物薄膜型熔断器薄膜型熔断器v薄膜型熔断器薄膜型熔断器的特点:熔体薄、传热快、限流的特点:熔体薄、传热快、限流能力强、焦耳积分低和电流密度高等,结构原
7、能力强、焦耳积分低和电流密度高等,结构原理如图理如图1-26a1-26a所示。所示。图图1-26 a)薄膜型熔断器薄膜型熔断器 1铜底板铜底板 2薄膜薄膜 3熔体熔体 4石英砂石英砂 5接线端接线端智能化熔断器智能化熔断器(混合式高限流和高分断装置)(混合式高限流和高分断装置)v动动作作原原理理:当当发发生生故故障障时时,接接触触器器立立即即开开断断,电电流流从从接接触触器器触触点点电电路路转转移移到到TCBTCB电电路路,这这时时开开断断能能量量将将由由非非线线性变阻元件吸收。性变阻元件吸收。v常用于低、高压电力系统的常用于低、高压电力系统的过载保护。过载保护。v智能化熔断器智能化熔断器是由
8、接触器与晶闸管断路器(是由接触器与晶闸管断路器(TCBTCB)并联组成,如图并联组成,如图1-26b1-26b所示。所示。v优优点点:可可大大幅幅度度降降低低晶晶闸闸管管断断路路器器两两端端的的电电压压降降,可降级使用晶闸管。可降级使用晶闸管。图图1-26 b)智能化熔断器智能化熔断器6.6.自复熔断器自复熔断器v自复熔断器是一种采用自复熔断器是一种采用气体、超导材料或液态气体、超导材料或液态金属钠金属钠等作熔体的一种等作熔体的一种限流元件限流元件。v有限流型和复合型两种:有限流型和复合型两种:限流型限流型本身不能分断电路而常与断路器串联使本身不能分断电路而常与断路器串联使用限制短路电流,从而
9、提高分断能力。用限制短路电流,从而提高分断能力。复合型复合型的具有限流和分断电路两种功能。的具有限流和分断电路两种功能。v采用采用液态金属钠液态金属钠等作等作熔体熔体的自复熔断器的的自复熔断器的结构结构原理原理:在常温下其有在常温下其有高导电率高导电率,在故障电流作用下,其中的,在故障电流作用下,其中的局部局部液态金属钠受高温迅速汽化而蒸发液态金属钠受高温迅速汽化而蒸发,形成约,形成约 400MPa400MPa气压的等离子状态,呈现气压的等离子状态,呈现高阻态高阻态,从而,从而限制了限制了短路电流短路电流。当故障消失后温度下降,金属纳蒸气冷却并凝结,自当故障消失后温度下降,金属纳蒸气冷却并凝结
10、,自动恢复至原来的导电状态,熔体所在电路恢复,又为动恢复至原来的导电状态,熔体所在电路恢复,又为重新动作好准备。如图重新动作好准备。如图1-271-27所示。所示。图图1-27 自复熔自复熔断断器的结构原理器的结构原理图图1、4端子端子 2熔体熔体 3绝绝缘缘管管 5填充填充剂剂 6钢套钢套 7活塞活塞 8氮氮气气v 超导材料作限流元件超导材料作限流元件的自复熔断器的原理:的自复熔断器的原理:通过一个电磁线圈向超导限流元件供给超过其临界磁通过一个电磁线圈向超导限流元件供给超过其临界磁场的磁场场的磁场,使整个元件由超导体状态向常规导体状态使整个元件由超导体状态向常规导体状态转变,从而起到限流作用
11、。转变,从而起到限流作用。电磁线圈电磁线圈既有限流功能,又有切换功能既有限流功能,又有切换功能,在限流的同,在限流的同时带动本身所附触头将电路切断,一旦故障消失,超时带动本身所附触头将电路切断,一旦故障消失,超导限流元件又恢复原超导状态,操作装置重新使其切导限流元件又恢复原超导状态,操作装置重新使其切换触头复原,做好再次动作的准备。换触头复原,做好再次动作的准备。优点:不必更换熔体,能重复使用,能实现自动重合优点:不必更换熔体,能重复使用,能实现自动重合闸。闸。三、熔断器的符号及型号含义三、熔断器的符号及型号含义 图图1-28 熔断器的图形熔断器的图形 及文字符号及文字符号四、熔断器的使用四、
12、熔断器的使用v (一)熔断器的选用原则(一)熔断器的选用原则1 1选择熔断器的类型选择熔断器的类型 主要依据负载的主要依据负载的保护特性保护特性和预期和预期短路电流短路电流的大小。的大小。用于保护照明和小容量电动机的熔断器,一般是考虑用于保护照明和小容量电动机的熔断器,一般是考虑它们的它们的过电流保护过电流保护,熔体的熔化系数适当小些,采用,熔体的熔化系数适当小些,采用熔体为熔体为铅锡合金的熔丝铅锡合金的熔丝的瓷插熔断器。的瓷插熔断器。大大容量容量的照明线路和电动机,主的照明线路和电动机,主要要考虑考虑短路保护短路保护。u若若预期预期短路电流较小短路电流较小时,采用熔体为锌的无填时,采用熔体为
13、锌的无填料密封管式熔断器料密封管式熔断器 ;u当当预期预期短路电流较大短路电流较大时,可采用具有高分断能时,可采用具有高分断能力的螺旋式熔断器力的螺旋式熔断器 ;u当当预期预期短路电流相当大短路电流相当大时,宜采用有限流作用时,宜采用有限流作用的有填料封闭管式高分断能力熔断器。的有填料封闭管式高分断能力熔断器。v 2 2熔断器与其他开关电器配合使用时的选用熔断器与其他开关电器配合使用时的选用 1)1)各元件的保护特性均应在电动机反时限特性曲线的下各元件的保护特性均应在电动机反时限特性曲线的下方,而在方,而在电动机起动特性曲线的上方电动机起动特性曲线的上方。如图。如图1-29a 1-29a 所示
14、。所示。2)2)热继电器与熔断器的时间热继电器与熔断器的时间电流特性必须能满足电动电流特性必须能满足电动机从零速起动到全速运行的延时特性。机从零速起动到全速运行的延时特性。3)3)熔断器还必须保护热继电器不受可能超过其额定电流熔断器还必须保护热继电器不受可能超过其额定电流的的8 8倍及以上的大电流破坏。倍及以上的大电流破坏。图图 1-29 三相异步电动机控制电路的三相异步电动机控制电路的保护特性配合保护特性配合a)电动机控制电器间的电动机控制电器间的配合配合 b)熔断器与断路熔断器与断路器的器的配合配合 1电动机起动特性电动机起动特性 2热继电器特性热继电器特性 3熔断器特性熔断器特性 4接触
15、器分断能力接触器分断能力 5电缆承载能力特性电缆承载能力特性 6断路器脱扣特性断路器脱扣特性v 4)4)熔断器还必须在短路情况下保护接触器,使接触熔断器还必须在短路情况下保护接触器,使接触器不用分断的过大电流,使接触器的触头在任何情况器不用分断的过大电流,使接触器的触头在任何情况下不发生熔焊,或仅出现轻微熔焊现象。接触器分断下不发生熔焊,或仅出现轻微熔焊现象。接触器分断能力,一般为能力,一般为1010倍额定电流值。倍额定电流值。v5)5)熔断器与断路器的配合时,熔断器与断路器的配合时,熔断器主要分断大短路熔断器主要分断大短路电流电流,即熔断器的分断范围是在交点以外的短路电流,即熔断器的分断范围
16、是在交点以外的短路电流,而交点以内的熔断器特性曲线位于断路器特性曲线的而交点以内的熔断器特性曲线位于断路器特性曲线的上方,由上方,由断路器分断断路器分断在交点以内的过电流和小倍数短在交点以内的过电流和小倍数短路电流。如图路电流。如图1-29b 1-29b 所示。所示。v(二)使用注意事项(二)使用注意事项铅、锡、锌为低熔点材料铅、锡、锌为低熔点材料,熔体不易熄弧,用,熔体不易熄弧,用在小电流电路中;在小电流电路中;银、铜、铝为高熔点材料银、铜、铝为高熔点材料,熔体易熄弧,一般,熔体易熄弧,一般用在大电流电路中。用在大电流电路中。第四节第四节 低压隔离器低压隔离器v也也称称刀刀开开关关。结结构构
17、比比较较简简单单,应应用用十十分分广广泛泛的的手手动电器。动电器。v主主要要类类型型:低低压压刀刀开开关关、熔熔断断器器式式刀刀开开关关和和组组合合开关三种。开关三种。v隔隔离离器器作作用用:在在电电源源切切除除后后,将将线线路路与与电电源源明明显显地隔开,以保障检修人员的安全。地隔开,以保障检修人员的安全。v熔熔断断器器式式刀刀开开关关由由刀刀开开关关和和熔熔断断器器组组合合而而成成,有有电电源源隔隔离离和和电电路路保保护护两两种种功功能能,可可分分断断一一定定的的负负载电流。载电流。图图1-30 胶盖开关胶盖开关a)型号含义型号含义 b)胶盖开关结构胶盖开关结构1-瓷柄瓷柄 2-动触头动触
18、头 3-出线座出线座 4-瓷底座瓷底座 5-静触头静触头 6-进线座进线座 7-胶盖锁定螺钉胶盖锁定螺钉 8-胶盖胶盖一、刀开关一、刀开关 v由操纵手柄、触刀、触头插座和绝缘底板等组成。由操纵手柄、触刀、触头插座和绝缘底板等组成。v主主要要类类型型:带带灭灭弧弧装装置置的的大大容容量量刀刀开开关关、带带熔熔断断器器的的开开启启式式负负荷荷开开关关 (胶胶盖盖开开关关)、带带灭灭弧弧装装置置和和熔熔断断器的封闭式负荷开关器的封闭式负荷开关(铁壳开关铁壳开关)等。等。v常常用用的的产产品品:HD11HD14HD11HD14和和HS11HS13HS11HS13系系列列刀刀开开关关,HK1HK1、HK
19、2HK2系列胶盖开关,系列胶盖开关,HH3HH3、HH4HH4系列铁壳开关。系列铁壳开关。v主主要要技技术术参参数数:额额定定电电压压长长期期工工作作所所承承受受的的最最大大电电压压;额额定定电电流流长长期期通通过过的的最最大大允允许许电电流流;以以及及分断能力等。分断能力等。v在在选选用用刀刀开开关关时时,刀刀开开关关的的额额定定电电压压应应大大或或等等于线路的额定电压于线路的额定电压,额定电流亦然。,额定电流亦然。v新新产产品品:HD18HD18、HD17HD17、HS17HS17等等系系列列刀刀形形隔隔离离器器,HR5HR5系列熔断器式隔离器等。系列熔断器式隔离器等。图图1-31 HR5
20、系列熔断器式隔离器产品实物系列熔断器式隔离器产品实物二、组合开关二、组合开关v也也是是刀刀开开关关的的一一种种,刀刀片片是是转转动动式式的的,动动触触头头(刀刀片片)和和静静触触头头装装在在封封闭闭的的绝绝缘缘件件内内,采采用用叠叠装装式式结结构构,其其层层数数由由动动触触头头数数量量决决定定,动动触触头头装装在在操操作作手手柄柄的转轴上,随转轴旋转而改变各对触头的通断状态。的转轴上,随转轴旋转而改变各对触头的通断状态。v由由于于采采用用扭扭簧簧储储能能,可可使使开开关关快快速速接接通通及及分分断断电电路路,而与手柄旋转速度无关。而与手柄旋转速度无关。v因因此此,它它不不仅仅可可用用作作不不频
21、频繁繁地地接接通通、分分断断及及转转换换交交、直直流流电电阻阻性性负负载载电电路路;而而且且降降低低容容量量使使用用时时,可可直直接起动和分断运转中的小型异步电动机接起动和分断运转中的小型异步电动机。v主要参数主要参数:额定电压、额定电流、:额定电压、额定电流、极数等,额定电流有极数等,额定电流有10A、25A、60A等。等。v常用产品:常用产品:HZ5、HZl0系列和新系列和新型组合开关型组合开关HZl5等系列。等系列。图图 1-32 HZ10型组合开关结构型组合开关结构1-手柄手柄 2-转轴转轴 3-弹簧弹簧 4-凸轮凸轮 5-绝缘底板绝缘底板 6-动触头动触头 7-静触头静触头 8-绝缘
22、方轴绝缘方轴 9-接线柱接线柱第五节第五节 低压断路器低压断路器 v又称为又称为自动空气开关自动空气开关。v低低压压断断路路器器可可用用来来分分配配电电能能,不不频频繁繁地地起起动动异异步步电电动动机机,对对电电源源线线路路及及电电动动机机等等实实行行保保护护,当当它它们们发发生生严严重重的的过过载载、短路及欠电压等故障时能短路及欠电压等故障时能自动切断电路自动切断电路。v分分类类:框框架架式式 (又又称称万万能能式式)和和塑塑料料外外壳壳式式 (又又称称装装置置式式)两大类。两大类。v框架式断路器框架式断路器为为敞开式敞开式结构,适用于结构,适用于大容量配电装置大容量配电装置;v 塑塑料料外
23、外壳壳式式断断路路器器的的特特点点:外外壳壳用用绝绝缘缘材材料料制制作作,具具有有良良好好的的安安全全性性,广广泛泛用用于于电电气气控控制制设设备备及及建建筑筑物物内内作作电电源源线线路保护,及对电动机进行过载和短路保护。路保护,及对电动机进行过载和短路保护。v结构结构 :主要由主要由触头触头和和灭弧装置灭弧装置、各种可供选择的、各种可供选择的脱扣器与操作机构、自由脱扣机构脱扣器与操作机构、自由脱扣机构三部分组成。三部分组成。v各种脱扣器包括各种脱扣器包括过流、欠压过流、欠压(失压失压)脱扣器脱扣器和和热脱热脱扣器扣器、分励脱扣器分励脱扣器等。等。v工作原理:工作原理:选用了过载和欠压两种脱扣
24、器。开关选用了过载和欠压两种脱扣器。开关的主触头靠操作机构手动或电动合闸,在正常工的主触头靠操作机构手动或电动合闸,在正常工作状态下接通和分断工作电流。当电路发生短路作状态下接通和分断工作电流。当电路发生短路或过流故障时,流脱扣器的衔铁被吸合,使自由或过流故障时,流脱扣器的衔铁被吸合,使自由脱扣机构的钩子脱开,自动开关触头分离。若电脱扣机构的钩子脱开,自动开关触头分离。若电网电压过低或为零时,衔铁被释放,自由脱扣机网电压过低或为零时,衔铁被释放,自由脱扣机构动作。构动作。图图 1-33 低压断路器工作原理图低压断路器工作原理图1-释放弹簧释放弹簧 2-主触头主触头 3-钩子钩子 4-过流脱扣器
25、过流脱扣器 5-失压脱扣器失压脱扣器v塑塑壳壳式式断断路路器器的的主主要要参参数数:额额定定工工作作电电压压、壳壳架架额额定定电电流流等等级级、极极数数、脱脱扣扣器器类类型型及及额额定定电电流、短路分断能力等。流、短路分断能力等。v塑塑壳壳式式断断路路器器的的主主要要产产品品:DZl5DZl5、DZ20DZ20系系列列,DZ5DZ5、DZl0DZl0、DZXl0DZXl0、DZXl9DZXl9等等系系列列。其其中中PZ5PZ5的的壳架电流为壳架电流为1050A1050A,DZl0DZl0为为100600A100600A。图图1-34 塑壳式断路器结构图塑壳式断路器结构图 第六节第六节 主令电器
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- 第一章 低压电器 种类
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