低压电器基础知识.ppt

低压电器基础知识,第1节 概述,一、我国低压电器发展概况 我国低压电器工业的发展经历全面仿苏、自行设计、更新换代、技术引进、跟踪国外新产品等几个阶段，在品种、水平、生产总量、新技术府用、检测技术与国际标准接轨等方面部取得了巨大成就。,1.第代产品，在20世纪60年代初至70 年代初，自行开发设计的统一设计产品，以CJ10、DZ10、DW10为代表，约29个系列。2.第二代产品在20世纪70年代后期到80年代，完成的更新换代和引进国外技术生产的产品，更新换代产品以CJ20、DZ20、DWl5系列等为代表，56个系列。引进技术制造产品以ME、3WE、B、3TB、LCID系列等为代表，34个系列。这批产品总体技术性能水平相当于国外20世纪70年代末、80午代初的水平，目前市场占有率约50。随着新型电器的出现其市场占有率有下降趋势。,3.第三代产品，在20世纪90年代跟踪国外新技术、新产品、白行开发、设计、研制的产品，以DW40、DW45、DZ40、CJ40、S系列等为代表的10多个系列。与国外合资生产的M、F、3TF系列等，约30个系列。,二、国内外低压电器发展趋势（1）现代设计技术的应用 现代设计技术主要表现在三维计算机辅助设计系统与制造软件系统的引入、电器开关特性的计算机模拟和仿真、现代化的样机测试手段等3个方面。,（2）低压电器专用计算机应用软件 为完善设计和提高设计效率，除建立必须的数据、符号、标准元件库外，还需要一些专用分析、计算软件。（3）计算机网络系统的应用 微处理机技术和计算机技术的引入及汁算机网络技术和信息通信技术的应用，一方面使低压电器智能化，另一方面使智能化电器与中央控制计算机进行双向通信。,（4）可靠性技术 随着低压电器和控制系统的大型化、复杂化，系统元件越来越多，一个元件故障将导致系统瘫痪。因此，国内外重点研究以下几个方面：可靠性物理研究，即产品失效机理研究，可靠性指标与考核方法研究，可靠性实验装置研究，提高可靠性研究。,(5)新的灭弧系统和限流技术 国内外致力于研究新的灭弧系统和限流技术，实现开关电器“无飞弧”。,第二节 熔断器,熔断器是一种利用物质过热熔化的性质制作的保护电器：当电路发生严重过载或短路时，将有超过限定值的电流通过熔断器而将熔断器的熔体熔断而切断电路，达到保护的目的。,一、熔断器结构及工作原理 熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管或熔座两部分组成。其中熔体是主要部分，它既是感受元件又是执行元件。熔体可做成丝状、片状、带状或笼状，其材料有两类：一类为低熔点材料，如铅、锌、锡及铅锡合金等；另一类为高熔点材料，如银、铜、铝等。熔断器接人电路时，熔体是串接在被保护电路中的。熔管是熔体的保护外壳，可做成封闭式或半封闭式，其材料一般为陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维。,熔断器熔体中的电流为熔体的额定电流时，熔体长期不熔断；当电路发生严重过载时，熔体在较短时间内熔断；当电路发生短路时，熔体能在瞬间熔断。熔体的这个特性称为反时限保护特件。熔断器的主要技术参数有额定电压、额定电流、熔体额定电流和极限分断能 力等。,熔断器的安秒特性,二、熔断器的选用原则（1）熔断器类型的选择 选择熔断器类型时，主要依据负载的保护特性和预期短路电流的大小。（2）熔断器额定电压的选择 所选熔断器的额定电压应不低于线路的额定工作电压，但当熔断器用于直流电路时，应注意制造厂提供的直流电路数据或与制造厂协商，否则应降低电压使用。,（3）熔体额定电流的选择 用于保护照明或电热设备及一般控制电路的熔断器，所选熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流。用于保护电动机的熔断器，应按电动机的起动电流倍数考虑，避开电动机起动电流的影响，一般选熔体额定电流为电动机额定电流的(1535)倍。对于不经常起动或起动时间不长的电动机，选较小倍数；对于频繁起动的电动机选较大倍数。,螺栓连接熔断器,半导体保护熔断器,第三节 隔离器 刀开关,一、常用隔离器 刀开关 隔离器、刀开关是低压电器中结构比较简单，应用十分广泛的一类手动操作电器，其主要作用是将电路和电源明显的隔开，以保障检修人员的安全，有时也用于直接起动笼式异步电功机。,(1)刀开关,刀开关由手柄、触刀、静插座、铰链支座和绝缘底板等 组成，依靠手动来实 现触刀插人插座与脱 离插座的控制。,(2)开起式负荷开关,开起式负荷开关俗称瓷底胶壳刀开关，是种结构简单、应用最广泛的手动电器，常用作交流额定电压380220V额定屯流至100A的照明配电线路的电源开关和小容量电动机非频繁起动的操作开关。,开起式负荷开关结构图,（3）封闭式负荷开关,封闭式负荷开关，俗称铁壳开关，一般在电力排灌、电热器、电气照明线路的配电设备中，作为手动不频繁地接通与分断负荷电路用。,(4)熔断器式隔离器,熔断器式隔离器是种新型电器，有多种结构形式，般多采用有填料熔断器和刀开关组合而成，广泛应用于开关柜或与终端电器配套的电器装置中，作为线路或用电设备的电源隔离开关及严重过载和短路保护之用。,HR17熔断器式隔离器,刀开关,二、隔离器、刀开关的选用原则,（1）额定绝缘电压（2）额定工作电压（3）额定工作电流（4）额定通断能力,HD17系列隔离器基本技术数据,第四节 断路器,低压断路器俗称自动空气开关，是低压配电网中的主要电器开关之一，它不仅可以接通和分断正常负载电流、电动机工作电流和过载电流，而且可以接通和分断短路电流。主要用在不频繁操作的低压配电线路或开关柜(箱)中作为电源开关使用，并对线路、电器设备及电动机等实行保护，当它们发生严重过电流、过载、短路、断相、漏电等故障时，能自动切断线路，起到保护作用应用十分广泛。,一、低压断路器的结构及工作原理,低压断路器按结构形式分有万能框架式、塑料外壳式和模块式三种。低压断路器主要由触头和灭弧装置，各种可供选择的脱扣器与操作机构，自由脱扣机构三部分组成。各种脱扣器包括过流、欠压(失压)脱扣器和热脱扣器等。,低压断路器的结构示意图,分励脱扣器电路,低压断路器的主要技术参数,（1）额定电压（2）额定电流（3）通断能力（4）分断时间,二、常用典型低压断路器,（1）万能框架式断路器（DW15HH）,（2）塑料外壳式断路器 塑料外壳式断路器有一绝缘塑料外壳，触点系统、灭弧室及脱扣器等均安装于塑料外壳内，而手动搬把露在正面壳外中央处，可手动或电动分合闸。它也有较高的分断能力和动稳定性以及比较完善的选择性保护功能，广泛用于配电线路，也可用于控制不频繁起动的电动机和照明电路。,DZ20塑壳断路器,西门子3VU电动机保护断路器,施耐德NSD塑壳断路器,施耐德GV2电动机保护断路器,DZ20塑料外壳式低压断路器主要技术数据,三、智能化断路器,智能化断路器的特征则是采用了以微处理器或单片机为核心的智能控制器(智能脱扣器)，它不仅具备普通断路器的各种保护功能，同时还具备定时显示电路的各种电器参数（电流、电压、功率、功率因数等），对电路进行在线监视、自行调节、测量、试验、自诊断、可通信等功能，还能够对各种保护功能的动作参数进行显示、设定和修改，保护电路动作时的故障参数能够存储在非易失存储器中以便查询。,四、低压断路器的选用原则,(1)额定工作电压和额定电流 低压断路器的额定工作电压Ue和额定电流Ie应分别不低于线路、设备的正常额定工作电压和工作电流或计算电流。（2）长延时脱扣器整定电流Ir1 所选断路器的长延时脱扣器整定电流Ir1应大于或等于线路的计算负载电流，可按计算负载电流的1到1.1倍确定；同时应不大于线路导体长期允许电流的081倍。,（3）瞬时或短延时脱扣器的整定电流Ir2 所选断路器的瞬时或短延时脱扣器整定电流Ir2应大于线路尖峰电流。（4）短路通断能力和短时耐受能力校验（5）分励和欠电压脱扣器的参数确定,第五节 接触器,接触器是一种用于频繁地接通或断开交直流主电路、大容量控制电路等大电流电路的自动切换电器。,一、接触器的结构及工作原理,电磁式接触器的结构包括电磁机构、主触头及灭弧系统、辅助触头、反力装置、支架和底座几部分。,接触器的主要技术数据,（1）额定电压（2）额定电流（3）线圈额定电压（4）额定操作频率 另外还有接通与分断能力电气寿命和机械寿命、线圈的起动功率与吸持功率等。,二、常用典型接触器,（1）CJ10 CJ20接触器,（2）NC3接触器,（3）施耐德LC1系列接触器,（4）西门子3TF4系列接触器,三、接触器的选用原则,（1）接触器的类型选择 根据接触器所控制的负载性质和工作任务(轻任务、一般任务或重任务)来选择相应使用类别的直流接触器或交流接触器。,常用接触器的使用类别和典型用途,（2）额定电压的选择 接触器的额定电压应大于或等于所控制线路的电压。,（3）额定电流的选择 接触器的额定电流应大于或等于所控制线路的额定电流。对于电动机负载可按下列经验公式计算：IC=PN/KUN式中：IC接触器主触头电流A；PN电动机额定功率kw；UN电动机额定电压V K经验系数，一般取11.4。,（4）吸引线圈额定电压选择 根据控制回路的电压选用。（5）接触器触头数量、种类选择 触头数量和种类应满足主电路和控制线路的要求。,第六节 继电器,继电器是一种当输人量变化到某一定值时，其触头(或电路)即接通或分断交直流小容量控制回路的自动控制电器。在电气控制领域或产品中，凡是需要逻辑控制的场合，几乎都需要使用继电器，从家用电器到工农业应用，甚至国民经济各个部门，可谓无所不见。,一、电磁继电器,电磁继电器就是采用电磁式结构的继电器。低压控制系统中采用的继电器，大部分为电磁式，如电压(电流)继电器、中间继电器以及相当一部分的时间继电器等，都属于电磁式继电器。,（1）继电器的主要技术参数,额定参数 额定电压(电流)吸合电压(电流)释放电压(电流),时间特性 动作时间 返回时间,正泰JQX10F继电器,正泰JZX22继电器,欧姆龙继电器,二、时间继电器,时间继电器是从接受信号到执行元件(如触头)动作有一定时间间隔的继电器。其特点是接受信号后，执行元件能够按照预定时间延时工作，因而厂泛地应用在工业生产及家用电器等的自动控制中。,正泰JSZ3时间继电器,西门子3RP时间继电器,三、热继电器,（1）热继电器的作用和分类 热继电器的作用 热继电器在电路中是做三相交流电动机的过载保护用的。热继电器的分类 按相数来分，热继电器有单相，两相和三相式共3种类型。按职能来分，三相式热继电器又有不带断相保护和带断相保护两种类型。,(2)热继电器的保护特性和工作原理,热继电器的保护特件即电流时间特性，也称安秒特性。为了适应电动机的过载特性而又起到过载保护作用，要求热继电器具有如同电动机过载特性那样的反时限特性。,正泰NR2热继电器,西门子3UA热继电器,四、继电器的选用原则,（1）接触式继电器（2）时间继电器（3）热继电器,第七节 主令电器,主令电器用来闭合或断开控制电路，以发布命令或用作程序控制，它主要有控制按钮、行程开关、转换开关和主令控制器等。正因为主今电器在控制电路中是一种专门发布命令的电器，所以称为主令电器，但主令电器不允许分合主电路。,一、控制按钮,控制按钮是一种接通或分断小电流电路的主令电器，其结构简单、应用广泛。,二、行程开关,依照生产机械的行程发出命令以控制其运动方向或行程长短的主令电器称为行程开关。行程开关 限位开关 微动开关,三、转换开关,转换开关是由多组相同结构的开关元件叠装而成。用以控制多回路的一种主令电器。,四、主令电器的选用原则,额定工作电压、额定工作电流(含电流种类)、额定通断能力、额定限制短路电流等 应满足控制电路的控制功能要求 还需要满足一系列特殊要求 注意其颜色标记必须符合国标的规定,第八节 接近开关,接近开关又称为无触点行程开关，其功能是当某种物体与之接近到一定的距离时就发出动作信号，而不象机械行程开关那样需要施加机械力。接近开关是通过其感辨头与被测物体间介质能量的变化来取得信号的。,一、接近开关的工作原理,接近开关有电感式、电容式、超声波式和光电式等各种类型。电感式接近开关 超声波式接近开关 电容式接近开关 光电式接近开关,二、接近开关的技术指标,动作距离 重复精度 操作频率 复位行程,图示接近开关,电感式接近开关 电容式接近开关,