高、低壓電器及其應(yīng)用

1、高、低壓電器及其應(yīng)用西南石油大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化陳 貴什么是電器？廣義地說(shuō)，凡是電氣器具都稱為電器。 但是，電工行業(yè)所說(shuō)的電器是指能夠根據(jù)外界施加的信號(hào)或要求，自動(dòng)或手動(dòng)地接通和斷開電路，從而斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)或狀態(tài)， 以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、檢測(cè)、保護(hù)、變換 以及調(diào)節(jié)的電器設(shè)備。簡(jiǎn)言之，電器就是接通和斷開電路 或調(diào)節(jié)、控制和保護(hù)電路及設(shè)備用的電工器具和裝置。 高壓電器與低壓電器的定義一般地說(shuō)來(lái)：低壓電器：低壓電器：是指工作于交流50或60Hz、額定電壓1200V及以下、或直流額定電壓1500V及以下電路中的電器。高壓電器：高壓電器：是指工作于額定電壓3kV及以上電路中的電

2、器。以下將對(duì)高、低壓電器的種類與應(yīng)用進(jìn)行討論低壓電器的分類及其應(yīng)用1、低壓電器的特點(diǎn)低壓電器的特點(diǎn)： 低壓電器的特點(diǎn)可以用九個(gè)字來(lái)概括： 2、低壓電器的用途： a、低壓配電電器：用于低壓配電電路（也稱低壓電網(wǎng)）或動(dòng)力裝置中對(duì)電路和設(shè)備進(jìn)行保護(hù)以及通斷、轉(zhuǎn)換電源或負(fù)載。 b、低壓控制電器：用于低壓電力拖動(dòng)系統(tǒng)中對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)與保護(hù)。低壓電器的分類及其應(yīng)用3、低壓電器的分類低壓電器的分類： 低壓電器通常分為： a、低壓配電電器 b、低壓控制電器 低壓電器還可以按操作方式分為自動(dòng)電器和手動(dòng)電器。此外，還可按工作條件、滅弧介質(zhì)、外殼防護(hù)等級(jí)、污染等級(jí)、安裝類別和防觸電等級(jí)等進(jìn)行分類。 通

3、常按第一種方式來(lái)分類低壓配電電器v低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： 一、開關(guān) 開關(guān)主要用于分?jǐn)嗪徒油娐贰Ｒ话闱闆r下用手進(jìn)行操作，因此，它是一種非自動(dòng)切換電器。 主要類型有：o刀開關(guān)o組合開關(guān)o斷路器具體型式及作用如下：低壓配電電器v低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： 1、刀開關(guān) 刀開關(guān)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用十分廣泛的低壓電器。其種類較多，主要有以下幾種： a、開啟式負(fù)荷開關(guān) 結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，有兩極和三種兩種。 用在一般照明和不頻繁起動(dòng)的小功率電動(dòng)機(jī)的控制電路中 其外形結(jié)構(gòu)以及在電氣原理圖中的符號(hào)如下圖所示：低壓配電

4、電器 二極刀開關(guān) 三極刀開關(guān) 低壓配電電器 不帶熔斷器式刀開關(guān) 帶熔斷器式刀開關(guān) 低壓配電電器v低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： b、封閉式負(fù)荷開關(guān) 在開啟式負(fù)荷開關(guān)的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的，主要由刀開關(guān)、瓷插式熔斷器、操作機(jī)構(gòu)和外殼等組成。為了保證用電安全，封閉式負(fù)荷開關(guān)有機(jī)械聯(lián)鎖裝置，即箱蓋打開時(shí)不能合閘，合閘后箱蓋不能打開。 封閉式刀開關(guān)常用于不頻繁的通斷電路中，或作為電源的隔離開，也可以用來(lái)直接起動(dòng)小功率電動(dòng)機(jī) 其外形結(jié)構(gòu)以及在電氣原理圖中的符號(hào)如下圖所示:低壓配電電器 封閉式刀開關(guān) 封閉式刀開關(guān)符號(hào) 低壓配電電器v低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)

5、用低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： 2、組合開關(guān) 組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)。組全開關(guān)體積小，壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，多用于機(jī)床電氣中的電源隔離開關(guān)，也可以用于5kW以下電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)控制。最常用的有兩種形式 a、HZ10系列無(wú)限位型組合開關(guān) 其外形結(jié)構(gòu)以及在電氣原理圖中的符號(hào)如下圖所示：低壓配電電器 無(wú)限位組合式開關(guān) 無(wú)限位組合式開關(guān)符號(hào) 低壓配電電器v 低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： b、HZ4-132系列有限位型組合開關(guān) 其外形結(jié)構(gòu)以及在電氣原理圖中的符號(hào)如下圖所示：注意：1）、組合開關(guān)本身不帶過載和短路保護(hù)裝置2）、用組合開

6、關(guān)控制電動(dòng)機(jī)的全壓起動(dòng)，其開關(guān)容量應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)額定電流的1.52.5倍，每小時(shí)開關(guān)的次數(shù)不宜超過1520次3）、接線時(shí)要注意倒順開關(guān)的線號(hào)和位置。低壓配電電器 有限位組合式開關(guān) 有限位組合式開關(guān)符號(hào) 低壓配電電器v低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： 3、斷路器 斷路器主要用作供電線路的保護(hù)開關(guān)、電動(dòng)機(jī)及照明系統(tǒng)的控制開關(guān)等，也用于輸、配電系統(tǒng)的某些環(huán)節(jié)中。它帶有多種保護(hù)功能，能在線路中發(fā)生短路、過載、欠電壓等不正常現(xiàn)象時(shí)，能自動(dòng)切斷故障電路。 其外形結(jié)構(gòu)以及在電氣原理圖中的符號(hào)如下圖所示：低壓配電電器 斷路器 斷路器的符號(hào) 低壓配電電器 斷路器的工作原理

7、低壓配電電器v低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： 二、熔斷器 熔斷器是配電電路及電動(dòng)機(jī)控制線路中用作過載或短路保護(hù)的電器。熔斷器串聯(lián)在被保護(hù)的線路中，當(dāng)線路或用電設(shè)備發(fā)生短路或過載時(shí)，能在線路或設(shè)備尚未損壞之前及時(shí)熔斷，使設(shè)備與電路斷開，起到保護(hù)供電線路和設(shè)備的作用，最常用的有兩種形式 a、瓷插式熔斷器 其外形結(jié)構(gòu)以及在電氣原理圖中的符號(hào)如下圖所示：低壓配電電器 瓷插式熔斷器 瓷插式熔斷器符號(hào) 低壓配電電器v低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： 瓷插式熔斷器由瓷蓋、瓷座、動(dòng)觸頭及熔絲五部分組成。瓷座中部有一個(gè)空腔，與

8、瓷蓋的凸出部分組成滅弧室。60A以上的瓷插式熔斷器空腔中還墊有紡織石棉，用以加強(qiáng)滅弧功能 b、螺旋式熔斷器 螺旋式熔斷器由上接線端、底座、下接線端、瓷套、熔斷管及瓷六部分組成。 其外形結(jié)構(gòu)以及在電氣原理圖中的符號(hào)如下圖所示：低壓配電電器 螺旋式熔斷器 螺旋式熔斷器符號(hào) 低壓配電電器v低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓配電電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用：熔斷器的選擇： (1)、熔體額定電流的選擇 對(duì)電爐、照明電路等電阻性負(fù)載電路，熔體的額定電流應(yīng)稍大于負(fù)載的額定電流；對(duì)電動(dòng)機(jī)負(fù)載電路熔體的額定電流應(yīng)等于1.52.2倍電動(dòng)機(jī)的額定電流。 (2)熔斷器的選擇 熔斷器的額定電壓必須大于或等于線路的

9、工作電壓；熔斷器的額定電流必須大于或等于所裝熔體的額定電流。低壓控制電器v低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： 一、接觸器 1、作用： 主要用作遠(yuǎn)距離及頻繁地接通與分?jǐn)嗾９ぷ鞯闹麟娐坊螂妱?dòng)機(jī)，以及較大容量的控制電路； 2、種類：分為交流接觸器、直流接觸器和交、直流通用接觸器； 3、結(jié)構(gòu)：電磁系統(tǒng)，觸頭系統(tǒng)，滅弧裝置，反作用彈簧，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及底座等。低壓控制電器v低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： a、交流接觸器 低壓控制電器v低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： 低壓控制電器v低

10、壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： b、直流接觸器 低壓控制電器v低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： 二、控制繼電器 1、作用：在控制系統(tǒng)中用來(lái)控制其他電器的動(dòng)作或在小容量的主電路中起控制作用的繼電器。 2、分類：熱繼電器、電磁式電流繼電器、電磁式電流繼電器、時(shí)間繼電器、干簧管繼電器、濕簧管繼電器、極化繼電器、溫度繼電器、速度繼電器等等 注意：電壓與電流繼電器線圈的區(qū)別，以及在與電流聯(lián)接的方式上的不同。 低壓控制電器v熱繼電器 低壓控制電器v低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用：

11、三、主令電器 1、作用：用作接通和分?jǐn)嗫刂瓶刂齐娐芬园l(fā)布命令或作程序控制用的開關(guān)電器。 2、分類：按鈕、行程開關(guān)、旋轉(zhuǎn)（控制）開關(guān)等 低壓控制電器v按鈕 低壓控制電器v行程開關(guān) 低壓控制電器v低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： 四、操作電磁鐵 由線圈和鐵心組成，線圈通電后鐵心磁路中的磁通產(chǎn)生吸力，將電磁能轉(zhuǎn)變?yōu)樾的軄?lái)操作、牽引機(jī)械裝置或吸持鐵磁體的工件。如牽引電磁鐵、制動(dòng)電磁鐵、起重電磁鐵等。 低壓控制電器v低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： 五、啟動(dòng)器 主要用作控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與停止或反轉(zhuǎn)，并帶有過載保護(hù)的開關(guān)電

12、器。如手動(dòng)、自動(dòng)、可逆、油浸啟動(dòng)器等。它們又分：電磁啟動(dòng)器、星三角啟動(dòng)器、綜合啟動(dòng)器、自耦減壓?jiǎn)?dòng)器等。 低壓控制電器v低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： 六、控制器 用于電氣傳動(dòng)控制設(shè)備中，按照預(yù)定順序轉(zhuǎn)換主電路或控制電路的接線以及變更電路中參數(shù)的開關(guān)電器。例如，用作轉(zhuǎn)換主電路或勵(lì)磁電路的接法和改變電路中的電阻值，以達(dá)到電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、換向和調(diào)速的目的。如凸輪控制器、平面控制器、鼓形控制器等。 低壓控制電器v低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： 七、電阻器 由電阻元件組成，以改變電路電阻值或變電能為熱能的電器，如鐵基

13、或銅基合金電阻。低壓控制電器v低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用低壓控制電器的主要種類、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用： 八、變阻器 由電阻材料制成的電阻零部件和換接裝置組成的電器，可在不斷開電路的情況下，分級(jí)或平滑地改變電阻值。如勵(lì)磁變阻器，啟動(dòng)變阻器、頻敏變阻器等高壓電器的分類及其應(yīng)用1、高壓電器在電力系統(tǒng)中的作用壓電器在電力系統(tǒng)中的作用：高壓電器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，它在電能的生產(chǎn)、 傳輸和分配過程中起著控制、保護(hù)、安全隔離和測(cè)量作用，分述如下： a、控制關(guān)合和斷開高壓線路，控制電能的供、斷，并根據(jù)需要靈活地改變運(yùn)行方式。 b、保護(hù)開斷故障電流，保護(hù)線路和設(shè)備不受大電流和過電壓的危害，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)

14、行。高壓電器的分類及其應(yīng)用1、高壓電器在電力系統(tǒng)中的作用壓電器在電力系統(tǒng)中的作用： c、安全隔離將檢修或安裝設(shè)備與高壓電源隔離，保證檢修、安裝人員及設(shè)備的安全。 d、測(cè)量將高電壓和大電流技比例降到可以用儀表直接進(jìn)行測(cè)量的程度。 2、高壓電器種類壓電器種類 高壓電器的種類很多，按照它在電力系統(tǒng)中所起的作用可以分為: a、開關(guān)電器 如斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、接地開關(guān)等；高壓電器的分類及其應(yīng)用 2、高壓電器種類壓電器種類 b、保護(hù)電器 如熔斷器、避雷器等； c、測(cè)量電器 如電壓互感器、電流互感器等； d、限流電器 如電抗器、電阻器等； e、成套電器與組合電器； f、其他 如電力電容器等。3 3、

15、通常所說(shuō)的高壓開關(guān)是指哪些高壓電器、通常所說(shuō)的高壓開關(guān)是指哪些高壓電器? ? 廣義地說(shuō)，高壓開關(guān)是指工作電壓為3kV及以上的關(guān)合或斷開電路的設(shè)備，包括斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、接地開關(guān)和各種組合并關(guān)電器。 高壓電器的分類及其應(yīng)用 3 3、通常所說(shuō)的高壓開關(guān)是指哪些高壓電器、通常所說(shuō)的高壓開關(guān)是指哪些高壓電器? ? 狹義地說(shuō)，高壓開關(guān)僅指高壓斷路器，在運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)常常這樣稱謂。4 4、高壓電器應(yīng)滿足哪些基本要求、高壓電器應(yīng)滿足哪些基本要求? ? a、絕緣安全可靠 高壓電器既要能承受工頻最高工作電壓的長(zhǎng)期作用，又要能承受內(nèi)部過電壓和外部(大氣)過電壓的短時(shí)作用，因此對(duì)絕緣要求很高。 b、在額定電流下

16、長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)其溫升合乎國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，且有一定的短時(shí)過載能力。 高壓電器的分類及其應(yīng)用4 4、高壓電器應(yīng)滿足哪些基本要求、高壓電器應(yīng)滿足哪些基本要求? ? c c、能承受短路電流的熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)而不致?lián)p壞。 d、開關(guān)電器應(yīng)能安全可靠地關(guān)合和開斷規(guī)定的電流。提供繼電保護(hù)和測(cè)量用信號(hào)的電器應(yīng)具有符合規(guī)定的測(cè)量精度。 e、高壓電器、特別是戶外工作的高壓電器應(yīng)能承受一定自然條件的作用。大氣壓力、環(huán)境溫度以及風(fēng)、霜、雨、雪、霧、冰和凝露等自然條件都會(huì)影響電器的工作性能。在規(guī)定的使用環(huán)境條件下高壓電器應(yīng)能安全可靠地運(yùn)行。高壓電器的分類及其應(yīng)用5 5、高壓開關(guān)裝置有哪些基本組成部分、高壓開關(guān)裝置有哪些基本組成部

17、分? ?備部分的備部分的功能如何功能如何? ? a a、開閉裝置 它是高壓開關(guān)的核心部分，主要由滅弧室、主觸頭系統(tǒng)、載流回路、均壓電容及輔助切換裝置(包括輔助觸頭和并聯(lián)電阻等)組成，其功能是開斷及關(guān)合線路或安全隔離電源。 b、絕緣支持 這是指由瓷瓶、瓷套成其他型式的絕緣子構(gòu)成的支柱本體，用來(lái)支承開閉裝置，并保讓對(duì)地絕緣。 c、傳動(dòng)系統(tǒng) 內(nèi)各種連桿、齒輪、拐臂以及液壓及空氣導(dǎo)管等元件組成。其功能是給開閉裝置高壓電器的分類及其應(yīng)用5 5、高壓開關(guān)裝置有哪些基本組成部分、高壓開關(guān)裝置有哪些基本組成部分? ?備部分的備部分的功能如何功能如何? ?傳遞操作命令和操動(dòng)力。 e、基座 它是整臺(tái)開關(guān)的支承和安

18、裝基礎(chǔ)，包括開關(guān)本體的底架、底座或罐體。 f、操動(dòng)機(jī)構(gòu) 指電磁、彈簧、液壓、氣動(dòng)及手動(dòng)等各類機(jī)構(gòu)的個(gè)體及其配件。其功能是為開閉裝置提供操作能量，實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定的操作程序。高壓電器的分類及其應(yīng)用6 6、高壓電器的類型與作用、高壓電器的類型與作用 a、高壓斷路器在電力系統(tǒng)中的作用在電力系統(tǒng)中，能在無(wú)載(即有電壓，無(wú)負(fù)載電流有載(即有電壓，有負(fù)載電流)和各種故障狀況下都能分、合電路的高壓電器統(tǒng)稱為高壓斷路器。 高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)設(shè)備之一，它起著控制和保護(hù)電力設(shè)備的雙重作用： 控制作用 根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的需要，將部分或全部電力設(shè)備或線路投入或退出運(yùn)行。 保護(hù)作用 當(dāng)電力系統(tǒng)任何部分發(fā)生故

19、障時(shí)，高壓電器的分類及其應(yīng)用6 6、高壓電器的類型與作用、高壓電器的類型與作用應(yīng)將故障部分從系統(tǒng)中快速切除，防止事故擴(kuò)大，保護(hù)系統(tǒng)中各類電氣設(shè)備不受損壞，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 b、高壓隔離開關(guān)的主要用途 高壓隔離開關(guān)是一種無(wú)專門滅弧裝置的開關(guān)設(shè)備。它在合閘狀態(tài)能可靠地通過正常工作電流和故障(短路)電流，而在分閘狀態(tài)又有明顯可見的斷口，使電力設(shè)備與電源隔離。 隔離開關(guān)按安裝地點(diǎn)之不同有戶內(nèi)式(GN型)與戶外式(Gw型)之分(戶外式的在覆有一定厚度如高壓電器的分類及其應(yīng)用6 6、高壓電器的類型與作用、高壓電器的類型與作用1020mm冰層時(shí)，仍應(yīng)能正常分閘與合閘)。其主要用途有： 1)、分閘后建立可

20、靠的絕緣間隙，使待檢修設(shè)備和線路與電源隔離，以保障檢修工作的安全； 2)、根據(jù)運(yùn)行的需要倒換母線； 3)、分合一定長(zhǎng)度母線、電線和架空線路的電容電流以及一定容量變壓器的空載電流。 4)、在具有自動(dòng)快速分?jǐn)鄷r(shí)，與接地開關(guān)配合，可在某些終端變電站用于代替斷路器。高壓電器的分類及其應(yīng)用6 6、高壓電器的類型與作用、高壓電器的類型與作用 b、高壓熔斷器有什么用途? 高壓熔斷器是在高壓電網(wǎng)中人為地設(shè)置的一個(gè)最薄弱的通流元件，當(dāng)流過短路或長(zhǎng)期過載電流時(shí)，元件本身發(fā)熱熔斷，借火弧介質(zhì)的作用使電路開斷，達(dá)到保護(hù)電力線路和電氣設(shè)備的目的。 高壓熔斷器在35kV及以下電壓等級(jí)的小容量電網(wǎng)中被廣泛使用。高壓電器的分類及其應(yīng)用6 6、高壓電器的類型與作用、高壓電器的類型與作用 c、避雷器的用途 避雷器是一種限制過電壓的保護(hù)電器，它用來(lái)保護(hù)電氣設(shè)備的絕緣，免受過電壓的危害。 避雷器通常接在導(dǎo)線和地之間，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)。當(dāng)被保護(hù)設(shè)備在正常工作電壓下運(yùn)行時(shí)，避雷器不動(dòng)作，即對(duì)地不通，一旦出現(xiàn)過電壓，且危及被保護(hù)設(shè)備絕緣時(shí)，避雷器立即動(dòng)作，將電荷導(dǎo)向大地(將高壓沖擊電流泄入大地)，從而限制過電壓幅值，保護(hù)電氣設(shè)備絕緣。當(dāng)過電壓消失后，避雷器又迅速恢復(fù)原狀，使系統(tǒng)能夠正常供電。 高