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1、低低 压压 电电 器器低压熔断器低压熔断器n n 熔断器是一种低压配电电器，当电流超过规定值熔断器是一种低压配电电器，当电流超过规定值一定时间后，以它本身产生的热旦使熔体熔化而一定时间后，以它本身产生的热旦使熔体熔化而分断电路。分断电路。n n熔片装在一个绝缘材料制成的管壳内，里而充填熔片装在一个绝缘材料制成的管壳内，里而充填灭弧材机两端用导电材料联结灭弧材机两端用导电材料联结f f组成一个整体元件组成一个整体元件即称为熔断器。当熔断器熔断后，需重新更换新即称为熔断器。当熔断器熔断后，需重新更换新熔断器，才能接通电路继续工作。熔断器，才能接通电路继续工作。n n 熔断器结构简单、体积小、重量轻
2、、价格低并熔断器结构简单、体积小、重量轻、价格低并具有高分断能力和良好阻挠性能。具有高分断能力和良好阻挠性能。熔断器分断电路的物理过程熔断器分断电路的物理过程n n一般故障电流通过熔断器时，熔断器分断电路的物一般故障电流通过熔断器时，熔断器分断电路的物理过程大致为四个阶段：理过程大致为四个阶段：n n第一个阶段：熔体被故障电流逐渐加热到它的熔化第一个阶段：熔体被故障电流逐渐加热到它的熔化温度；温度；n n第二个阶段：熔体继续吸收热量，熔体进一步熔化第二个阶段：熔体继续吸收热量，熔体进一步熔化形成液态，形成液态，n n第三个阶段：熔体液态金属随温度进一步升高到汽第三个阶段：熔体液态金属随温度进一
3、步升高到汽化点，形成电弧；化点，形成电弧；n n第四个阶段：电弧燃烧扩散到填科中，使熔体电弧第四个阶段：电弧燃烧扩散到填科中，使熔体电弧间隙进一步扩大，以致电弧不能继续燃烧，电弧熄间隙进一步扩大，以致电弧不能继续燃烧，电弧熄灭灭.熔断器才真正切断电流断开被保护的电路。熔断器才真正切断电流断开被保护的电路。n n目前国内外熔断器熔体通常用电阻率小的铜材制成。由于银的价格贵，往往只用于要求在正常工作时特性需稳定的保护半导体器件的熔断器中。n n由于铜的的熔点较高，在熔体单独使用钢材比使熔断器分断较小的故障电流有相当困难。熔断器熔体利用了所谓“冶金效应”。冶金效应 即采用高熔点材料的基础上，于其局部
4、引入低熔点材料，使高熔点金属在合金状态下呈现出易熔特性。冶金效应冶金效应它的物理过程：焊在高熔点材料铜熔体上的锡合公首它的物理过程：焊在高熔点材料铜熔体上的锡合公首先在达到它的熔点温度下先熔化，并包在高熔点材先在达到它的熔点温度下先熔化，并包在高熔点材料表面形成料表面形成“溶剂溶剂”，使熔体此时处于外液内固的，使熔体此时处于外液内固的合金状态这种合金的熔点较低而电阻率较高，随着合金状态这种合金的熔点较低而电阻率较高，随着温度进一步升高，高熔点材料在这温度进一步升高，高熔点材料在这“溶剂溶剂”中熔化，中熔化，迅速切断电路，过载保护能力大为改善。由于熔体迅速切断电路，过载保护能力大为改善。由于熔体
5、本体仍是熔点高，电阻率小的材料，熔体截面积仍本体仍是熔点高，电阻率小的材料，熔体截面积仍比较小，所以熔断器的高分断能力性能仍保持不变，比较小，所以熔断器的高分断能力性能仍保持不变，即在发生短路肘，由于熔体分断过程是瞬间完此即在发生短路肘，由于熔体分断过程是瞬间完此 “溶剂溶剂”来不及起作用，故此时与有无冶金效应结果来不及起作用，故此时与有无冶金效应结果是一致的。是一致的。熔断器主要结构元件熔断器主要结构元件一、熔体一、熔体一、熔体一、熔体 熔断器的熔体除小额定电流规熔断器的熔体除小额定电流规熔断器的熔体除小额定电流规熔断器的熔体除小额定电流规格采用丝状熔体外，根据保护格采用丝状熔体外，根据保护
6、格采用丝状熔体外，根据保护格采用丝状熔体外，根据保护特性的需要通常设计成灭弧删特性的需要通常设计成灭弧删特性的需要通常设计成灭弧删特性的需要通常设计成灭弧删状和具有变截面片状结构。状和具有变截面片状结构。状和具有变截面片状结构。状和具有变截面片状结构。在熔体的特定部位上焊有低熔在熔体的特定部位上焊有低熔在熔体的特定部位上焊有低熔在熔体的特定部位上焊有低熔点合金的锡桥。可以使熔断器点合金的锡桥。可以使熔断器点合金的锡桥。可以使熔断器点合金的锡桥。可以使熔断器具有低损耗功率、高分断能力、具有低损耗功率、高分断能力、具有低损耗功率、高分断能力、具有低损耗功率、高分断能力、保护特性稳定、限流特性好和保
7、护特性稳定、限流特性好和保护特性稳定、限流特性好和保护特性稳定、限流特性好和较低的过电压。较低的过电压。较低的过电压。较低的过电压。二、熔管熔管是熔断器的“灭弧室”一般采用高强度陶瓷制造，也有采用浸渍有机树脂玻璃纤维管制造，保护熔断器能承受在分断故障电流时产生强大电弧能量对熔管的损坏，以免电弧溢出而损伤操作人员和周围设备。三三、填料、填料熔断器最广泛用的填抖是石英砂作为灭弧介质。因熔断器最广泛用的填抖是石英砂作为灭弧介质。因为石英砂具有热稳定性、熔点高、化学惰性、热为石英砂具有热稳定性、熔点高、化学惰性、热导率高和价格低等优点。导率高和价格低等优点。熔断器熔断时，一方面电弧在石英砂颗粒间的窄缝
8、熔断器熔断时，一方面电弧在石英砂颗粒间的窄缝中受到强烈的去游离作用而熄灭，另一方面，电中受到强烈的去游离作用而熄灭，另一方面，电弧在极短的时间在很小的容积里会产生巨大的能弧在极短的时间在很小的容积里会产生巨大的能量，使熔管型腔内温度非常高，而且温度上升很量，使熔管型腔内温度非常高，而且温度上升很快。颗粒填料层存在就保护了熔断器零件使之免快。颗粒填料层存在就保护了熔断器零件使之免遭电弧的强烈热作用。遭电弧的强烈热作用。四、载熔件四、载熔件n n 载熔件是插入及拆卸熔断体的装置。它应能防止操作人员触及熔断体的带电和发热部分。载熔件采用绝缘材料制成手操作型式。它靠自身的弹簧、锁扣联接熔断体上的差板搭
9、攀面把熔断体夹持住和联锁并通过手柄按钮来解除弹簧锁扣。五、接线端子五、接线端子n n熔断器按线端子是它与外部电路进行电连接的导电部分。n n熔断器接线端子还有另一个重要作用，就是将熔断器在通电时所产生的热量，通过按线端子传导到外部导线，从而将热量散发到空间，防止温度过高使按线端子表面氧化而加速接线端子表面接触电阻增大的恶性循环，按线端子表面均镀覆导电良好和抗氧化的电镀层。六、熔断指示器六、熔断指示器熔断器熔断与否通过熔断指示器来反映。熔断指示器由高电阻材料制成的金属丝、弹簧、指示件、弹簧座组成。低压断路器低压断路器剩余电流动作保护器名称剩余电流动作保护器名称剩余电流动作保护器，简称剩余电流保护
10、器剩余电流动作保护器，简称剩余电流保护器我国和日本又称为漏电保护器我国和日本又称为漏电保护器欧洲称为漏电接地短路器（欧洲称为漏电接地短路器（E.L.C.BE.L.C.B）美国称为接地故障短路器（美国称为接地故障短路器（G.F.C.DG.F.C.D）国际电工委员会称为剩余电流装置（国际电工委员会称为剩余电流装置（R.C.DR.C.D）剩余电流动作保护器的工作原理剩余电流动作保护器的工作原理 剩余电流动作保护器由零序电流互感器、中间环剩余电流动作保护器由零序电流互感器、中间环节和脱扣机构三个基本环节组成。节和脱扣机构三个基本环节组成。零序电流互感器零序电流互感器(ZCT)(ZCT)为剩余电流检测部
11、件，检测为剩余电流检测部件，检测流经它的所有电流的矢量和，电流的矢量和为零流经它的所有电流的矢量和，电流的矢量和为零时，没有漏电电流；如不为零时，零序电流互感时，没有漏电电流；如不为零时，零序电流互感器的二次绕组会感应产生输出电信号，中间环节器的二次绕组会感应产生输出电信号，中间环节对电信号和基准值进行比较，若信号达到基准值，对电信号和基准值进行比较，若信号达到基准值，中间环节把信号变换和放大，输出到脱扣机构，中间环节把信号变换和放大，输出到脱扣机构，脱扣机构分断电路。脱扣机构分断电路。剩余电流动作保护器的分类剩余电流动作保护器的分类动作方式：动作方式：n n电子式电子式 日本美国等电子工业发
12、达国家生产以电子日本美国等电子工业发达国家生产以电子式剩余电流动作保护器为主式剩余电流动作保护器为主。我国电子式我国电子式约占总产量的约占总产量的90%90%。n n电磁式电磁式 西欧生产的剩余电流动作保护器以电磁式为西欧生产的剩余电流动作保护器以电磁式为主。主。电子式剩余电流动作保护器的工电子式剩余电流动作保护器的工作原理作原理 有漏电电流时，ZCT二次绕组输出电流信号，经电子元件放大至足够值，输出到脱扣器线圈，使断路器跳闸。电磁式剩余电流动作保护器的工电磁式剩余电流动作保护器的工作原理作原理 有漏电电流时，ZCT二次绕组输出电流信号，直接激励脱扣器线圈，使断路器跳闸。电子式和电磁式剩余电流
13、动作电子式和电磁式剩余电流动作保护器的比较保护器的比较n n电子式电子式 优点：制作工艺简单，制造成本低，对零序互感器的要求低。优点：制作工艺简单，制造成本低，对零序互感器的要求低。缺点：可靠性依赖电子元件的质量；抗干扰性能差；抗环境变化缺点：可靠性依赖电子元件的质量；抗干扰性能差；抗环境变化能力差；耐机械冲击性能差；需要辅助电源，受工作电压波动的能力差；耐机械冲击性能差；需要辅助电源，受工作电压波动的影响。影响。n n电磁式电磁式 优点：可靠性高；抗干扰性能强；特性不受环境温度的影响；不优点：可靠性高；抗干扰性能强；特性不受环境温度的影响；不需要辅助电源。需要辅助电源。缺点：成本高；制作工艺
14、要求复杂。缺点：成本高；制作工艺要求复杂。接接 触触 器器接触器的结构接触器的结构n n 一、触头n n 接触器的触头型式有双断点桥式触头和单断点指式触头两类，从提高接触器电寿命看，双断点触头比单断点触头优势。但是每个触点压力相同时，双断点触头总压力是单断点触头的两倍，且触头材料比较贵。二、接触器的灭弧装置二、接触器的灭弧装置 (一一)利用触头回路的电动力拉长电弧，使之与灭弧罩相利用触头回路的电动力拉长电弧，使之与灭弧罩相接触，电弧被拉长和冷却而熄灭。在交流电路中，近阴接触，电弧被拉长和冷却而熄灭。在交流电路中，近阴极效应也有助于熄弧。适于小容量交流接触器。极效应也有助于熄弧。适于小容量交流接
15、触器。(二二)在操作频率较高和工作电流较大的交流或直流接触在操作频率较高和工作电流较大的交流或直流接触器常采用纵缝灭弧室，电弧在电动力的作用下被迅速拉器常采用纵缝灭弧室，电弧在电动力的作用下被迅速拉长和贴近纵缝，控电弧迅速冷却和被分割成多条窄弧，长和贴近纵缝，控电弧迅速冷却和被分割成多条窄弧，被熄灭。被熄灭。(三三)栅片灭弧室结构。利用串联多条短弧原理熄弧，栅片灭弧室结构。利用串联多条短弧原理熄弧，这种死弧空项孤距离短，过电压低，较多采用在交流电这种死弧空项孤距离短，过电压低，较多采用在交流电路中，尤其适较高工作电压的交流接触器上，路中，尤其适较高工作电压的交流接触器上，(四四)采用真空灭弧室
16、。真空灭弧室具有很高的熄弧能力，采用真空灭弧室。真空灭弧室具有很高的熄弧能力，而比灭弧室对外界密封，电弧及游离气体不能逸出。因而比灭弧室对外界密封，电弧及游离气体不能逸出。因此使用安全、电寿命高，适用于煤矿井下和化工行业等此使用安全、电寿命高，适用于煤矿井下和化工行业等危险程度较高的场合。危险程度较高的场合。三、接触器的电磁铁三、接触器的电磁铁n n交流接触器的吸引电磁铁常选用双E直动式和双U直动式，而直流接触器的吸引电磁铁采用拍合式。电磁铁的特性及结构对接触器的寿电磁铁的特性及结构对接触器的寿命影响很大命影响很大n n(一)寻求最佳吸引特性与反力特性的配合。n n(二)采用缓冲结构以吸收衔铁
17、的动能，减少衔铁与静铁心及其它部件的冲击力，减轻触头的二次振动。n n(三)交流电磁铁的短路环是影响交流接触器机械寿命的重要因素。n n(四)触头支持材料采用热固性塑料刚性较好，但因脆性较差，耐冲击性能较差，目前采用抗冲击性能更好的尼龙66等玻璃丝增强热塑性塑料。n n(五)对交流电磁铁的铁心极面进行表面硬化处理。继电器继电器n n 继电器是在激励(输入量)的作用下，得到某种响应(输出量)，达到转换信号、传输信号、放大信号的目的，以控制电路执行某种功能的电器元件。以函数式表示：中间继电器中间继电器中间继电器是电路小远距离传输或转换信号的一种电器元件，可格控制信号数目增加，或将输入信号放大或反相
18、，以达到一点控制多点，小功率控制大功本的目的。时间继电器时间继电器n n 时间继电器亦属于有无型继电器，只是在接受到输入激励信号后延时一段时间进行响应。称为吸合(输入)延时继电器。激励信号取消后继电器经过一段时间才返回原状态，则称为释放延时型时间继电器。电子式时间继电器电子式时间继电器n n 从产生延时原理分：一般有电阻电容充电延时型和数字电路型两种。数字型又有以电源频率作为延时基准的和采用石英振荡斯密特电路作为延时基准的两种类型。气囊式时间继电图气囊式时间继电图工作原理工作原理n n当电磁铁线圈当电磁铁线圈1313通电，将衔铁通电，将衔铁3 3吸合，顶杆吸合，顶杆4 4与衔与衔铁间出现一段空
19、间距离，在弹簧铁间出现一段空间距离，在弹簧1111的作用下顶杆的作用下顶杆往下移动，顶杆与活塞往下移动，顶杆与活塞8 8相连，活塞下面固定橡皮相连，活塞下面固定橡皮膜膜9 9，向下移动，橡皮膜上面空气变稀，橡皮膜受，向下移动，橡皮膜上面空气变稀，橡皮膜受到空气负压的阻力，同时又受到下面空气的阻力，到空气负压的阻力，同时又受到下面空气的阻力，使活塞速度减慢，在活塞顶很小的进气孔，空间使活塞速度减慢，在活塞顶很小的进气孔，空间进气，平衡空气压力，速度主要取决进气量大小，进气，平衡空气压力，速度主要取决进气量大小，就是汽孔的大小。坐活塞下降到所带动的杠杆带就是汽孔的大小。坐活塞下降到所带动的杠杆带动
20、触头动触头1010动，则完成从线圈接受激励信号至产生动，则完成从线圈接受激励信号至产生响应的整个延时动作过程。所以延时的长短主要响应的整个延时动作过程。所以延时的长短主要取决于活塞密封度和气孔的大小。取决于活塞密封度和气孔的大小。电磁式电流继电器电磁式电流继电器n n 电流继电器的检测对象：电流变化信号；当电流超过或低于其一整定值，继电器动作输出状态翻转，完成继电控制作用。n n利用改变衔铁反力弹簧的作用力或改变衔铁打开位置的工作气隙的大小来改变继电器动作电流值。热继电器热继电器n n热继电器是一种热继电器是一种且有反时限过载且有反时限过载保护材性的过电保护材性的过电流继电器，广泛流继电器，广泛用于电动机过载用于电动机过载保护也可以用于保护也可以用于其它电气设备的其它电气设备的过载保护。最常过载保护。最常用的双金属片式用的双金属片式结构结构