修改熔断器常用低压电器.docx
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修改熔断器常用低压电器
4、常用低压电器1
4.1低压电器基本知识1
4.1.1低压电器的定义1
4.1.2低压电器的分类1
4.1.3低压电器的组成2
4.1.4低压电器的主要性能指标2
4.2低压开关2
4.2.1刀开关2
4.2.2组合开关5
4.2.3低压断路器7
4.3主令电器10
4.3.1按钮10
4.3.2行程开关12
4.3.3万能转换开关13
4.3.4主令控制器14
4.4熔断器15
4.4.1插入式熔断器15
4.4.2无填料式熔断器15
4.4.3填料式熔断器16
4.4.4螺旋式熔断器16
4.4.5熔断器的技术参数17
4.4.6熔断器的选用17
4.4.7熔断器常见故障及维修18
4.5交流接触器18
4.5.1交流接触器的结构及工作原理18
4.5.2交流接触器接触器的基本技术参数21
4.5.3交流接触器的选用22
4.5.4接触器安装方法22
4.5.5接触器维护及常见故障处理23
4.6继电器23
4.6.1电流继电器23
4.6.2电压继电器24
4.6.3中间继电器24
4.6.4空气阻尼式时间继电器25
4.6.5热继电器26
4.6.6速度继电器29
第三章常用低压电器
第一节低压电器基本知识
一、低压电器的定义
低压电器是指用在交流50Hz、额定电压1200V以下及直流额定电压1500V以下的电路中，能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或电气设备的切换、控制、保护、检测和调节的工业电器。
低压电器作为基本控制电器，广泛应用于输配电系统和自动控制系统，在工农业生产、交通运输和国防工业中起着及其重要的作用。
无论是低压供电系统还是控制生产过程的电力拖动控制系统均是由用途不同的各类低压电器所组成。
目前，低压电器正朝着小型化、模块化、组合化和高性能化发展。
二、低压电器的分类
（一）按动作原理分为手动电器和自动电器。
1.手动电器这类电器的动作是由工作人员手动操纵的，如刀开关、组合开关及按钮等。
2.自动电器这类电器是按照操作指令或参量变化自动动作的，如接触器、继电器、熔断器和行程开关等。
（二）按用途和所控制的对象分类
1.低压控制电器主要用于设备电气控制系统，用于各种控制电路和控制系统的电器，如接触器、继电器、电动机起动器等。
2.低压配电电器主要用于低压配电系统中，用于电能的输送和分配的电器，如刀开关、转换开关、熔断器和自动开关、低压断路器等。
3.低压主令电器主要用于自动控制系统中发送动作指令的电器，如按钮、转换开关等。
4.低压保护电器：
主要用于保护电源、电路及用电设备，使它们不致在短路、过载等状态下运行遭到损坏的电器，如熔断器、热继电器等。
5.低压执行电器：
主要用于完成某种动作或传送功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等。
（三）按工作环境分类
1.一般用途低压电器是指用于海拔高度不超过2000m，周围环境温度在-25℃～40℃之间，空气相对湿度为90％，安装倾斜度不大于5℃，无爆炸危险的介质及无显著摇动和冲击振动的场合的电器。
2.特殊用途电器是指在特殊环境和工作条件下使用的各类低压电器，通常是在一般用途低压电器的基础上派生而成的，如防爆电器、船舶电器、化工电器、热带电器、高原电器以及牵引电器等。
三、低压电器的组成
低压电器的组成一般由感受部分和执行部分两部分组成，感受部分感受外界的信号并作出有规律的反应。
在自动切换电器中，感受部分大多由电磁机构组成，如交流接触器的线圈、铁心和衔铁构成电磁机构。
在手动电器中，感受部分通常为操作手柄，如主令控制器由手柄和凸轮块组成感受部分。
执行部分根据指令要求，执行电路接通、断开等任务，如交流接触器的触点连同灭弧装置。
对自动开关类的低压电器，还具有中间（传递）部分，它的任务是把感受和执行两部分联系起来，使它们协同一致，按一定的规律动作。
四、低压电器的主要性能指标
低压电器的性能参数主要包括额定电压、额定电流、通断能力、电气寿命和机械寿命等。
（一）额定电压
低压电器在规定条件下长期工作时，能保证电器正常工作的电压值，通常是指主触点的额定电压。
有电磁机构的控制电器还规定了吸引线圈的额定电压。
（二）额定电流
是保证电器能正常工作的电流值。
同一电器在不同的使用条件下，有不同的额定电流等级。
（三）通断能力
低压电器在规定的条件下，能可靠接通和分断的最大电流。
通断能力与电器的额定电压、负载性质、灭弧方法等有很大关系。
（四）电气寿命
低压电器在规定条件下，在不需修理或更换零件时的负载操作循环次数。
（五）机械寿命
低压电器在需要修理或更换机械零件前所能承受的负载操作次数。
第二节低压开关
一、刀开关
刀开关是低压配电电器中结构最简单、应用最广泛的电器，主要用在低压成套配电装置中，作为不频繁地手动接通和分断交直流电路或作隔离开关用。
也可以用于不频繁地接通与分断额定电流以下的负载，如小型电动机等。
（一）刀开关的结构
刀开关的典型结构如图4-1所示，它由手柄、触刀、静插座和底板组成。
刀开关按极数分为单极、双极和三极；按操作方式分为直接手柄操作式、杠杆操作机构式和电动操作机构式；按刀开关转换方向分为单投和双投等。
（二）常用的刀开关
目前常用的刀开关型号有HD（单投）和HS（双投）等系列。
其中HD系列刀开关按现行新标准应该称HD系列刀形隔离器，而HS系列为双投刀形转换开关。
在HD系列中，HD11、HD12、HDl3、HDl4为老型号，HDl7系列为新型号，产品结构基本相同，功能相同。
HD系列刀开关、HS系列刀形转换开关，主要用于交流380V，50HZ电力网路中作电源隔离或电流转换之用，是电力网路中必不可少的电器元件，常用于各种低压配电柜、配电箱、照明箱中。
当电源一进入首先是接刀开关，之后再接熔断器、断路器、接触器等其他电器元件，以满足各种配电柜、配电箱的功能要求。
当其以下的电器元件或线路中出现故障，切断隔离电源就靠它来实现，以便对设备、电器元件的修理更换。
HS刀形转换开关，主要用于转换电源，即当一路电源不能供电，需要另一路电源供电时就由它来进行转换，当转换开关处于中间位置时，可以起隔离作用。
刀开关的型号及其含义如下：
HD17系列刀开关的主要技术参数见表4-1。
为了使用方便和减少体积，在刀开关上安装熔丝或熔断器，组成兼有通断电路和保护作用的开关电器，如胶盖刀开关、熔断器式刀开关等。
表4-1HD17系列刀开关的主要技术参数
额定电流（A）
通断能力
在AC380V和60﹪额定电流时，刀开关的电气寿命（次）
电动稳定性电流峰值（KA）
1S热稳定性电流（KA）
AC380V
COSФ
=0.72~0.9
DC
220V
440V
T=0.01~0.011s
200
200
200
100
1000
30
10
400
400
400
200
1000
40
20
600
600
600
300
500
50
25
1000
1000
1000
500
500
60
30
1500
—
—
—
—
80
40
（三）胶盖刀开关
胶盖刀开关即开启式负荷开关，适用于交流50Hz，额定电压单相220V、三相380V，额定电流至100A的电路中，作为不频繁地接通和分断有负载电路与小容量线路的短路保护之用。
其中三极开关适当降低容量后，可作为小型感应电动机手动不频繁操作的直接起动及分断用。
常用的有HKl和HK2系列。
胶盖刀开关的型号及其含义如下：
HK2系列开启式负荷开关的主要技术参数列于表4-2。
表4-2HK2开启式负荷开关的主要技术参数
型号规格
额定电压（V）
极数
额定电流（A）
型号规格
额定电压（V）
极数
额定电流（A）
HK2—100/3
380
3
100
HK2—100/3
220
2
60
HK2—60/3
380
3
60
HK2—100/3
220
2
30
HK2—30/3
380
3
30
HK2—100/3
220
2
15
HK2—15/3
380
3
15
HK2—100/3
220
2
10
（四）熔断器式刀开关
熔断器式刀开关即熔断器式隔离开关，是以熔断体或带有熔断体的载熔件作为动触点的一种隔离开关。
常用的型号有HR3、HR5、HR6系列，主要用于额定电压AC660V（45~62Hz），额定发热电流至630A的具有高短路电流的配电电路和电动机电路中，作为电源开关、隔离开关、应急开关，并作为电路保护用，但一般不作为直接开关单台电动机之用。
HR5、HR6熔断器式隔离开关中的熔断器为NT型低压高分断型熔断器。
NT型熔断器系引进德国AEG公司制造技术生产的产品。
HR5、HR6系列若配用有熔断撞击器的熔断体，当某极熔断体熔断，撞击器弹出使辅助开关发出信号，以实现断相保护。
熔断器式刀开关的型号及其含义如下：
HR5系列的主要技术参数及所配用的熔体列于表4-3。
表4-3HR5系列熔断器式隔离开关的主要技术参数
额定工作电压（V）
380
660
约定发热电流
100
200
400
630
熔体电流值
4~160
80~250
125~400
315~630
熔断体号
00
1
2
3
另外，还有封闭式负荷开关即铁壳开关，常用的型号为HH3、HH4系列，适用于额定工作电压380V、额定工作电流至400A、频率50Hz的交流电路中，可作为手动不频繁地接通、分断有负载的电路，并有过载和短路保护作用。
（五）刀开关的选用及图形、文字符号
刀开关的额定电压应等于或大于电路额定电压。
其额定电流应等于（在开启和通风良好的场合）或稍大于（在封闭的开关柜内或散热条件较差的工作场合，一般选1.15倍）电路工作电流。
在开关柜内使用还应考虑操作方式，如杠杆操作机构、旋转式操作机构等。
当用刀开关控制电动机时，其额定电流要大于电动机额定电流的3倍。
刀开关的图形符号及文字符号如图4-5所示。
二、组合开关
组合开关又称转换开关，也是一种刀开关。
不过它的刀片（动触片）是转动式的，比刀开关轻巧而且组合性强，能组成各种不同的线路。
组合开关有单极、双极和三极之分，由若干个动触点及静触点分别装在数层绝缘件内组成，动触点随手柄旋转而变更其通断位置。
顶盖部分是由滑板、凸轮、扭簧及手柄等零件构成操作机构。
由于该机构采用了扭簧储能结构从而能快速闭合及分断开关，使开关闭合和分断的速度与手动操作无关，提高了产品的通断能力。
其结构示意图如图4-6所示。
由图可知，静止时虽然触点位置不同，但当手柄转动900时，三对动、静触点均闭合，接通电路。
常用的组合开关有HZ5、HZl0和HZW（3LB、3STl）系列。
其中HZW系列主要用于三相异步电动机带负荷起动、转向以及作主电路和辅助电路转换之用，可全面代替HZl0、HZ12、LW5、LW6、HZ5-S等转换开关。
HZWl开关采用组合式结构，由定位、限位系统，接触系统及面板手柄等组成。
接触系统采用桥式双断点结构。
绝缘基座分为1-10节共lO种，定位系统采用棘瓜式结构，可获得3600旋转范围内900、600、450、300定位，相应实现4位、6位、8位、12位的开关状态。
组合开关的型号及其含义如下：
HZl0系列组合开关的主要技术参数列于表4-4。
表4-4HZl0系列组合开关主要技术参数
型号
用途
AC（A）
DC（A）
次数
接通
断开
接通
断开
HZ10—10（1.2.3极）
做配电电器用
10
10
10
10000
HZ10—25（2.3极）
25
25
25
15000
HZ10—60（2.3极）
作控制交流电动机用
60
60
60
5000
HZ10—10（3极）
60
10
5000
HZ10—25（3极）
150
25
组合开关的图形和文字符号如图4-8所示。
三、低压断路器
低压断路器又叫自动空气开关，可简称断路器。
是低压配电网络和电力拖动系统中常用的一种配电电器，它集控制和多种保护功能于一体，在正常情况下可用于不频繁的接通和断开电路以及控制电动机的运行。
当电路中发生短路、过载和失压等故障时，能自动切断故障电路，保护线路和电器设备。
低压断路器的特点：
有操作安全、安装使用方便、动作值可调、分短能力较高、兼顾多种保护、动作后不需要更换元件等优点，因此得到广泛应用。
常用的型号有DZ5系列和DZ10系列等很多种，还分D系列和C系列，D系列不带漏电保护C系列带漏电保护。
（一）低压断路器的工作原理
低压断路器主要由触点系统、操作机构和保护元件三部分组成。
主触点由耐弧合金制成，采用灭弧栅片灭弧；操作机构较复杂，其通断可用操作手柄操作，也可用电磁机构操作，故障时自动脱扣，触点通断瞬时动作与手柄操作速度无关。
其工作原理如图4-20所示。
断路器的主触点2是靠操作机构手动或电动合闸的，并由自动脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。
如果电路发生故障，自动脱扣机构在有关脱扣器的推动下动作，使钩子脱开，于是主触点在弹簧的作用下迅速分断。
过电流脱扣器5的线圈和过载脱扣器6的线圈与主电路串联，失压脱扣器7的线圈与主电路并联，当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁被吸合，使自动脱扣机构动作；当电路过载时，过载脱扣器的热元件产生的热量增加，使双金属片向上弯曲，推动自动脱扣机构动作；当电路失压时，失压脱扣器的衔铁释放，也使自动脱扣机构动作。
分励脱扣器8则；作为远距离分断电路使用，根据操作人员的命令或其他信号使线圈通电，从而使断路器跳闸。
断路器根据不同用途可配备不同的脱扣器。
（二）低压断路器的主要技术参数和典型产品介绍
低压断路器的主要技术参数
1.额定电压断路器的额定工作电压在数值上取决于电网的额定电压等级，我国电网标准规定为AC220、380、660及1140V，DC220、440V等。
应该指出，同一断路器可以规定在几种额定工作电压下使用，但相应的通断能力并不相同。
2.额定电流断路器的额定电流就是过电流脱扣器的额定电流，一般是指断路器的额定持续电流。
3.通断能力开关电器在规定的条件下（电压、频率及交流电路的功率因数和直流电路的时间常数），能在给定的电压下接通和分断的最大电流值，也称为额定短路通断能力。
4.分断时间指切断故障电流所需的时间，它包括固有的断开时间和燃弧时间。
（三）低压断路器典型产品介绍
低压断路器按其结构特点可分为框架式低压断路器和塑料外壳式低压断路器两大类。
1.框架式断路器框架式低压断路器又叫万能式低压断路器，主要用于40～100kW电动机回路的不频繁全压起动，并起短路、过载、失压保护作用。
其操作方式有手动、杠杆、电磁铁和电动机操作四种。
额定电压一般为380V，额定电流有200～4000A若干种。
常见的框架式低压断路器有DW系列等。
（1）DWlO系列断路器本系列产品额定电压为交流380V和直流440V，额定电流为200~4000A，非选择型（即无短路短延时），由于其技术指标较低，现已逐渐被淘汰。
（2）DWl5系列断路器它是更新换代产品，其额定电压为交流380V，额定电流为200~4000A，极限分断能力均比DW10系列大一倍。
它分选择型和非选择型两种产品，选择型的采用半导体脱扣器。
在DWl5系列断路器的结构基础上，适当改变触点的结构，则制成DWXl5系列限流式断路器，它具有快速断开和限制短路电流上升的特点，因此特别适用于可能发生特大短路电流的电路中。
在正常情况下，它也可作为电路的不频繁通断及电动机的不频繁起动用。
（3）塑料外壳式低压断路器塑料外壳式低压断路器又称装置式低压断路器或塑壳式低压断路器。
一般用作配电线路的保护开关，以及电动机和照明线路的控制开关等。
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外壳内，而手动扳把露在正面壳外，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。
我国目前生产的塑壳式断路器有DZ5、DZlO_、DZXlO、DZ12、DZ15、DZX19、DZ20及DZl08等系列产品，DZl08为引进德国西门子公司3VE系列塑壳式断路器技术而生产的产品。
常见的DZ20系列塑壳式低压断路器型号意义及技术参数如下：
注：
1．配电用无代号：
保护电机用以“2’’表示。
2．手柄直接操作无代号：
电动机操作用“P’’表示：
转动手柄用“Z”表示。
3．按额定极限短路分断能力高低分为：
Y-般型G-最高型S-四极型J-较高型C-经济型
DZ20系列塑料外壳式断路器的主要技术参数列于表4-5。
表4-5DZ20系列塑料外壳式断路器主要技术参数
型号
额定电压（V）
壳架额定电流（A）
断路器额
定电流In（A）
瞬时脱扣器
整定电流倍数
DZ20Y—100
~380
~220
100
16.20.25.
32.40.50.
63.80.100
配电用10In保护电机用12In
DZ20J—100
DZ20G—100
DZ20Y—225
225
100.125.160
180.200.225
配电用5In.10In保护电机用12In
DZ20J—225
DZ20G—225
DZ20Y—400
400
250.315.
350.400
配电用10In保护电机用12In
DZ20J—400
DZ20G—400
配电用5In.10In
DZ20Y—630
630
400.500.630
DZ20J—630
断路器的图形符号及文字符号如图4-11所示。
（四）低压断路器的选择：
1.断路器的额定工作电压应大于或等于线路或设备的额定工作电压。
对于配电电路来说应注意区别是电源端保护还是负载保护，电源端电压比负载端电压高出约5％左右。
2.断路器主电路额定工作电流大于或等于负载工作电流。
3.断路器的过载脱扣整定电流应等于负载工作电流。
4.断路器的额定通断能力大于或等于电路的最大短电流。
5.断路器的欠电压脱扣器额定电压等于主电路额定电压。
6.断路器类型的选择，应根据电路的额定电流及保护的要求来选用。
（五）低压断路器的常见故障及处理方法
表4-6低压断路器的常见故障及处理方法
故障现象
故障原因
处理方法
不能合闸
（1）欠压脱扣器无电压或线圈损坏
（2）储能弹簧损坏
（3）反作用弹簧力过大
（4）机构不能复位再扣
（1）检查施加电压或更换线圈
（2）重新调整
（3）调整再扣接触面至规定值
电流达到整定值、断路器不动作
（1）热脱扣器双金属片损坏
（2）电磁脱扣器的衔铁与铁芯太大或电磁线圈损坏
（3）主触头熔焊
（1）更换双金属片
（2）调整衔铁与铁芯的距离或更换断路器
（3）检查原因并更换主触头
启动电动机时断路器立即分断
（1）电磁脱扣器瞬时整定值过小
电磁脱扣器某些零件损坏
（1）调高整定值至规定值
更换脱扣器
断路器闭合后经一段时间自行分断
（1）热脱扣器整定值过小
（1）调高整定值至规定值
断路器温升过高
（1）触头压力过小
（2）触头表面过分磨损或接触不良
（3）两个导电零件连接螺钉松动
（1）调整出头压力过更换弹簧
（2）更换触头或修整接触面
（3）重新拧紧
第三节主令电器
一、按钮
（一）按钮开关
按钮开关属于主令电器，是一种短时接通或断开小电流电路的手动低压控制电器，常用于控制电路中发出启动、停止、正转或反转等指令，通过控制继电器、接触器等动作，从而控制主电路的通断。
按下按钮帽，其常开触点闭合，常闭触点断开，松开按钮帽，在复位弹簧的作用下，触点复位，按钮触点允许通过的电流很小，一般不超过5A，不能直接控制主电路的通断。
按钮通常有常开按钮、常闭按钮、复合按钮和带灯按钮等。
选用按钮应根据它的作用，从触点数、颜色和形状等方面考虑，安装时要根据控制工艺要求，合理布局，整齐排列。
按钮开关由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳等组成，通常做成复合式，即具有常开触点和常闭触点，其结构示意图见图4-12。
按钮开关的图形符号和文字符号如图4-13所示。
按钮开关常见的有如下的种类：
1.按结构形式分
（1）旋钮式——用手动旋钮进行操作。
（2）指示灯式——按钮内装入信号灯显示信号，显示信号。
（3）紧急式——装有蘑菇型钮帽，以示紧急动作。
2.按触点形式分
（1）动合按钮——外力未作用时（手未按下），触点是断开的，外力作用时，触点闭合，但外力消失后，在复位弹簧作用下自动恢复到原来的断开状态。
（2）动断按钮——外力未作用时（手未按下），触点是闭合的，外力作用时，触点断开，但外力消失后，在复位弹簧作用下自动恢复到原来的闭合状态。
（3）复合按钮——既有动合按钮，又有动断按钮的按钮组，称为复合按钮。
按下复合按钮时，所有的触点都改变状态，即动合触点要闭合，动断触点要断开。
但是，这两对触点的变化是有先后次序的，按下按钮时，动断触点先断开，动合触点后闭合；松开按钮时，动合触点先复位（断开），动断触点后复位（闭合）。
常见按钮有LA系列和LAY1系列。
LA系列按钮的额定电压为交流500V、直流440V，额定电流为5A；LAY1系列按钮的额定电压为交流380V、直流220V，额定电流为5A。
按钮帽有红、绿、黄、白等颜色，一般红色用作停止按钮，绿色用作起动按钮。
按钮主要根据所需要的触点数、使用场合及颜色来选择。
按钮颜色的含义表4-7所示。
表4-7 按钮颜色及其含义
颜色
颜色含义
典型应用
红
急情出现时动作
急停
停止或断开
①总停；
②停止一台或几台电动机；
③停止机床的一部分；
④停止循环（如果操作者在循环期间按此按钮，机床
在有关循环完成后停止）；
⑤断开开关装置；
⑥兼有停止作用的复位。
黄
干预
排除反常情况或避免不希望的变化，当循环尚未完成，把机床部件返回到循环起始点按压黄色按钮可以超越预选的其他功能
绿
起动或接通
①总启动；
②开动一台或几台电动机；
③开动机床的一部分；
④开动辅助功能；
⑤闭合开关装置；
⑥接通控制电路。
蓝
红蓝绿三种颜色未包含的任何特定含义
①红、黄、绿含义未包括的特殊情况，可以用蓝色；
②蓝色：
复位。
黑灰
白
除专用“停止”功能按钮外，可用于任何功能，如：
黑色为点动，白色为控制与工作循环无直接关系的辅助功能
按钮开关的型号及含义如图4-14所示。
二、行程开关
行程开关又称限位开关或位置开关，其作用和原理与按钮相同，只是其触头的动作不是靠手动操作，而是利用生产机械某些运动部件的碰撞使其触头动作。
行程开关触点通过的电流一般也不超过5A。
行程开关有多种构造形式，常用的有按钮式（直动式）、滚轮式（旋转式）。
其中滚轮式又有单滚轮式和双滚轮式两种。
它们的外形如图4-15所示。
图4-15行程开关的外形及电气符号
行程开关按其结构可分为直动式（如LX1、JLXK1系列）、滚轮式（如LX2、JLXK2系列）和微动式（LXW-11、JLXK1-11系列）3种。
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