第一章2保護(hù)電器

斷路器又稱為自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)或自動(dòng)空氣斷路器。自動(dòng)開(kāi)關(guān)是一種可以自動(dòng)切斷電路故障的組合型保護(hù)電器。自動(dòng)開(kāi)關(guān)主要用于低壓動(dòng)力線路中，用于分?jǐn)嗪徒油ㄘ?fù)荷電路。所以，自動(dòng)開(kāi)關(guān)又被稱之為低壓斷路器。第二節(jié)保護(hù)電氣它相當(dāng)于刀開(kāi)關(guān)、熔斷器、熱繼電器和欠電壓繼電器的組合，是一種既有手動(dòng)開(kāi)關(guān)作用又能自動(dòng)進(jìn)行欠壓、失壓、過(guò)載和短路保護(hù)的電器。用于電路與電氣設(shè)備的安全保護(hù)，有斷路器、熔斷器、熱繼電器等。1.結(jié)構(gòu)和工作原理自動(dòng)開(kāi)關(guān)主要由觸點(diǎn)、滅弧裝置、操作機(jī)構(gòu)、保護(hù)裝置（各種脫扣器）等部分組成。自動(dòng)開(kāi)關(guān)具有多種保護(hù)功能（過(guò)載、短路、欠電壓保護(hù)等）、動(dòng)作值可調(diào)、分?jǐn)嗄芰Ω?、操作方便、安全等?yōu)點(diǎn)，能自動(dòng)切斷故障電路，保護(hù)用電設(shè)備的安全。低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和保護(hù)特性1．低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)1）額定電壓

2）斷路器額定電流

3）斷路器的通斷能力

4）分?jǐn)鄷r(shí)間2.類型自動(dòng)開(kāi)關(guān)按其用途和結(jié)構(gòu)不同分類，主要有裝置式、萬(wàn)能式、直流快速式和限流式。常用的主要是裝置式（塑殼式）、萬(wàn)能式（框架式）兩種。塑殼式低壓斷路器根據(jù)用途分為配電用熔斷器、電動(dòng)機(jī)保護(hù)用和其它負(fù)載用斷路器，用作配電線路、電動(dòng)機(jī)、照明電路及電熱器等設(shè)備的電源開(kāi)展開(kāi)關(guān)及保護(hù)。常用的有：DZ15、DZ20、3VE、S060等系列。后二種是引進(jìn)國(guó)外技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品。自動(dòng)開(kāi)關(guān)的型號(hào)及其含義自動(dòng)開(kāi)關(guān)的圖形、文字符號(hào)萬(wàn)能式自動(dòng)開(kāi)關(guān)又稱為框架式自動(dòng)開(kāi)關(guān)或萬(wàn)能式自動(dòng)斷路器。萬(wàn)能式自動(dòng)開(kāi)關(guān)是指以具有絕緣襯墊的框架結(jié)構(gòu)底座將所有構(gòu)件組成一個(gè)整體并具有多種結(jié)構(gòu)變化方式，能接通、承載以及分?jǐn)嗾ｋ娐窏l件下的電流，也能在規(guī)定的非正常電路條件（如短路）下接通、承載一定時(shí)間和分?jǐn)嚯娏鞯拈_(kāi)關(guān)電器。3.選用①根據(jù)線路對(duì)保護(hù)的要求確定自動(dòng)開(kāi)關(guān)的類型和保護(hù)形式；②自動(dòng)開(kāi)關(guān)的額定電壓應(yīng)等于或大于被保護(hù)線路的額定電壓；③自動(dòng)開(kāi)關(guān)欠壓脫扣器額定電壓應(yīng)等于被保護(hù)線路的額定電壓；④自動(dòng)開(kāi)關(guān)的額定電流及過(guò)流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于被保護(hù)線路的計(jì)算電流；⑤自動(dòng)開(kāi)關(guān)的極限分?jǐn)嗄芰?yīng)大于線路的最大短路電流的有效值。⑥配電線路中的上、下級(jí)自動(dòng)開(kāi)關(guān)的保護(hù)特性應(yīng)協(xié)調(diào)配合，下級(jí)的保護(hù)特性應(yīng)位于上級(jí)保護(hù)特性的下方且不相交。⑦自動(dòng)開(kāi)關(guān)的長(zhǎng)延時(shí)脫扣電流應(yīng)小于導(dǎo)線允許的持續(xù)電流。★智能化框架斷路器和智能化塑殼斷路器智能化斷路器的特征是采用了以微處理器或單片機(jī)為核心的智能控制器(智能脫扣器)。智能化斷路器有框架式和塑料外殼式兩種?？蚣苁街悄芑瘮嗦菲髦饕糜谥悄芑詣?dòng)配電系統(tǒng)中的主斷路器。主要型號(hào)有DW45、DW40、DW914(AH)、DW19(3WE)二熔斷器熔斷器是一種廣泛應(yīng)用于低壓電路或者電動(dòng)機(jī)控制電路中的最簡(jiǎn)單有效的保護(hù)電器。熔斷器串入電路，當(dāng)電路發(fā)生短路或過(guò)載時(shí)，通過(guò)熔斷器的電流超過(guò)限定的數(shù)值后，由于電流的熱效應(yīng)，使熔體的溫度急劇上升，超過(guò)熔體的熔點(diǎn)，熔體熔斷分?jǐn)嚯娐?，從而保護(hù)了電路和設(shè)備。（一）熔斷器的結(jié)構(gòu)及分類1、結(jié)構(gòu)：由熔體和熔管組成。熔體是用低熔點(diǎn)的金屬絲或者金屬薄片制成，熔體與絕緣底座或者融管組合而成熔斷器總成。熔體材料通常有兩種：一種是由鉛錫合金和鋅等低熔點(diǎn)、導(dǎo)電性能較差的金屬材料制成；另一種是由銀、銅等高熔點(diǎn)、導(dǎo)電性能好的金屬制成。2、分類按結(jié)構(gòu)有：插入式熔斷器、無(wú)填料封閉管式熔斷器、有填料封閉管式熔斷器、螺旋式熔斷器、半導(dǎo)體器件保護(hù)用熔斷器、自復(fù)式熔斷器。按用途來(lái)分：保護(hù)一般設(shè)備的、保護(hù)半導(dǎo)體器件的3.型號(hào)、圖形符號(hào)熔斷器的圖形及文字符號(hào)型號(hào)及含義：插入式熔斷器主要應(yīng)用于額定電壓380V以下的電路末端，作為供配電系統(tǒng)中對(duì)導(dǎo)線、及電氣設(shè)備（如電動(dòng)機(jī)、負(fù)荷電器）以及220V單相電路（例如民用照明電路及電氣設(shè)備）的短路保護(hù)電器。4、工廠電氣常用的幾種熔斷器螺旋式熔斷器：熔管內(nèi)裝有石英砂或惰性氣體。熔體的上端蓋有熔斷指示器。有RL6、RL7系列圖5-30螺旋式熔斷器結(jié)構(gòu)示意圖1-瓷帽2-金屬螺管3-指示器4-熔管5-瓷套6-下接線端7-上接線端8-瓷座密閉管式熔斷器導(dǎo)電銅帽緊固螺栓插孔半導(dǎo)體器件保護(hù)用熔斷器:半導(dǎo)體器件保護(hù)用熔斷器又稱為快速熔斷器。它主要用于半導(dǎo)體整流元件或整流裝置的短路保護(hù)。自復(fù)式熔斷器:自復(fù)式熔斷器采用金屬鈉作熔體，在常溫下具有高導(dǎo)電率。當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流產(chǎn)生的高溫會(huì)使金屬鈉在短時(shí)間內(nèi)迅速汽化，汽態(tài)鈉則呈現(xiàn)高阻態(tài)，從而限制了短路電流。熔斷器的保護(hù)特性曲線IＮ：熔斷器熔體額定電流。（僅以同一型號(hào)的熔體而言）（二）主要技術(shù)參數(shù)①額定電壓：熔斷器的額定電壓是指熔斷器長(zhǎng)期工作時(shí)和分?jǐn)嗪笏軌虺惺艿碾妷褐?。②額定電流：熔斷器的額定電流是指熔斷器長(zhǎng)期工作時(shí)，各組成部件的溫升不超過(guò)規(guī)定值時(shí)所能承受的電流強(qiáng)度。③極限分?jǐn)嗄芰Γ喝蹟嗥鞯臉O限分?jǐn)嗄芰κ侵溉蹟嗥髟谝?guī)定的額定電壓和功率因數(shù)（或時(shí)間常數(shù)）的條件下，能夠分?jǐn)嗟淖畲蠖搪冯娏髦?。（三）熔斷器的選擇1

熔斷器的類型應(yīng)根據(jù)線路的要求、使用場(chǎng)合以及安裝條件進(jìn)行選擇；2熔斷器的額定電壓必須等于或者高于其所在工作點(diǎn)的電壓；3熔斷器的額定電流應(yīng)根據(jù)被保護(hù)的電路及設(shè)備的額定負(fù)載電流選擇。熔斷器的額定電流必須等于或者高于所安裝的熔體的額定電流；4熔斷器的額定分?jǐn)嗄芰Ρ仨毚笥陔娐分锌赡艹霈F(xiàn)的最大故障電流值；5、熔斷器的選擇需考慮在同一電路網(wǎng)絡(luò)中與其他配電電器、控制電器之間的選擇性級(jí)差配合的要求。上一級(jí)熔斷器熔體的額定電流應(yīng)比下一級(jí)熔斷器熔體的額定電流大1～2個(gè)級(jí)差。

6熔體額定電流的選擇：A.對(duì)于只有很小或者沒(méi)有沖擊電流的負(fù)載電路的保護(hù)，熔體的額定電流應(yīng)等于或者稍大于被保護(hù)的電路的工作電流，即：IFU≥I

。B.對(duì)于電動(dòng)機(jī)類負(fù)載，必須考慮啟動(dòng)沖擊電流的影響來(lái)選擇熔體的額定電流值，即：IFU≥（1.5-2.5）IＮ。C.對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)由一個(gè)熔斷器保護(hù)時(shí)，熔斷器熔體額定電流的選擇應(yīng)按下式計(jì)算：

IFU≥（1.5-2.5）INMAX+∑IＮ

式中INMAX為容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流；∑IＮ為其余電動(dòng)機(jī)額定電流的總和。D.降壓?jiǎn)?dòng)的電動(dòng)機(jī)所選用的熔斷器熔體的額定電流可以等于或稍大于電動(dòng)機(jī)的額定電流。使用和維護(hù)熔斷器時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)①安裝前應(yīng)檢查所安裝的熔斷器的型號(hào)、額定電流、額定電壓、額定分?jǐn)嗄芰?、所配裝的熔體的額定電流等參數(shù)是否符合被保護(hù)電路所規(guī)定的要求；②安裝時(shí)應(yīng)保證熔斷器的接觸刀或者接觸帽與其相對(duì)應(yīng)的接觸片、夾接觸良好，以避免因接觸不良產(chǎn)生較大的接觸電阻或者接觸電弧，造成溫度升高而引起的熔斷器的誤動(dòng)作和周?chē)娖髟膿p壞。③熔斷器所安裝的熔體熔斷后，應(yīng)由專職人員更換同一規(guī)格、型號(hào)的熔體。④定期檢修設(shè)備時(shí)，對(duì)已損壞的熔斷器應(yīng)及時(shí)更換同一型號(hào)的熔斷器。三熱繼電器熱繼電器是一種具有過(guò)載保護(hù)特性的過(guò)電流型繼電器。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，如果長(zhǎng)期過(guò)載、頻繁起動(dòng)、欠電壓運(yùn)行或者斷相運(yùn)行等都可能使電動(dòng)機(jī)的電流超過(guò)它的額定值。如果超過(guò)額定值的量不大，熔斷器在這種情況下不會(huì)熔斷，這樣將引起電動(dòng)機(jī)過(guò)熱，損壞繞組的絕緣，縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至燒壞電動(dòng)機(jī)。因此，采用熱繼電器用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)以及斷相保護(hù)，也適用于對(duì)其他電氣設(shè)備的過(guò)載保護(hù)。1、電氣控制對(duì)熱繼電器性能的要求１)．應(yīng)具有合理可靠的保護(hù)特性２)．具有一定的溫度補(bǔ)償

３)．熱繼電器動(dòng)作電流可以方便地調(diào)節(jié)４)．具有手動(dòng)復(fù)位與自動(dòng)復(fù)位功能圖5-22熱繼電器保護(hù)特性與電動(dòng)機(jī)過(guò)載特性的配合1-電動(dòng)機(jī)的過(guò)載特性2-熱繼電器的保護(hù)特性2.熱繼電器的分類及主要技術(shù)參數(shù)和型號(hào)主要分類方法有：按相數(shù)、按功能、按復(fù)位方式、按溫度補(bǔ)償。主要技術(shù)參數(shù)有：額定電壓、額定電流、相數(shù)、整定電流等。熱繼電器的型號(hào)及含義：常用的熱繼電器有：JR20、JRS1、JR36、JR21、3UA5、3UA6、LR1-D、T系列等JR20系列熱繼電器技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)熱元件號(hào)整定電流范圍/A型號(hào)熱元件號(hào)整定電流范圍/AJR20-10配CJ20-101R0.1~0.13~0.15JR20-10配CJ20-109R2.6~3.2~3.82R0.15~0.19~0.2310R3.2~4~63R0.23~0.29~0.3511R4~5~64R0.35~0.44~0.5312R5~6~75R0.53~0.67~0.813R6~7.2~8.46R0.8~1~1.214R8.6~10~11.67R1.2~1.5~1.815R0.1~0.13~0.158R1.8~2.2~2.6型號(hào)熱元件號(hào)整定電流范圍/A型號(hào)熱元件號(hào)整定電流范圍/AJR20-16配CJ20-161S3.6~4.5~5.4JR20-25配CJ20-253T2.6~3.2~3.82S5.4~6.7~84T3.2~4~63S8~10~12JR20-63配CJ20-631U4~5~64S10~12~142U5~6~75S12~14~163U6~7.2~8.46S14~16~184U8.6~10~11.6JR20-25配CJ20-251T7.8~9.7~11.65U0.1~0.13~0.152T11.6~14.3~176U55~62~713.工作原理

雙金屬片式熱繼電器結(jié)構(gòu)原理圖1-主雙金屬片2-電阻絲3-導(dǎo)板4--補(bǔ)償雙金屬片5-螺釘6-推桿7-靜觸頭8-動(dòng)觸頭9-復(fù)位按鈕10-調(diào)節(jié)凸輪11-彈簧4、具有斷相保護(hù)的熱繼電器

電動(dòng)機(jī)三角形聯(lián)結(jié)時(shí)U相斷線時(shí)的電流分析差動(dòng)式斷相保護(hù)機(jī)構(gòu)及工作原理a)通電前b)三相正常電流c)三相均勻過(guò)載d)W相斷路1-上導(dǎo)板2-下導(dǎo)板3-杠桿4-頂頭5-補(bǔ)償雙金屬片6-主雙金屬片5、熱繼電器的選用1）熱繼電器有三種安裝方式，應(yīng)按實(shí)際安裝情況選擇其安裝型式。2）原則上熱繼電器的額定電流應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定電流選擇。3）在不頻繁起動(dòng)的場(chǎng)合，要保證熱繼電器在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中不產(chǎn)生誤動(dòng)作。4）對(duì)于三角形接法電動(dòng)機(jī)，應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器5）當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作于重復(fù)短時(shí)工作制時(shí)，要注意確定熱繼電器的允許操作頻率。①星形接法的電動(dòng)機(jī)及電源對(duì)稱性較好的情況可選用兩相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器;三角形接法的電動(dòng)機(jī)應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器。②原則上熱繼電器的額定電流應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定電流來(lái)選擇。但對(duì)于過(guò)載能力較差的電動(dòng)機(jī)，其配用的熱繼電器(主要是發(fā)熱元件)的額定電流應(yīng)適當(dāng)小些，一般選取熱繼電器的額定電流(實(shí)際上是選取發(fā)熱元件的額定電流)為電動(dòng)機(jī)額定電流的