第一单元课题三低压开关.docx
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第一单元课题三低压开关
第3、4讲2学时总:
8学时
课题
课题三:
低压开关
章节
第一单元常用低压电器及其安装、检测与维修
课型
理论课
班级
时间
第周星期第 节
目的任务
1、能正确识别、选用、安装、使用低压断路器、负荷开关、组合开关
2、熟悉、掌握低压断路器、负荷开关、组合开关的功能、结构,工作原理。
重点
低压断路器、负荷开关、组合开关的选用、安装
难点
低压断路器的选用
教学方法、手段
课堂讲授(用课件讲解)
教学过程设计
教师活动与学生活动
复习并评讲上次课的练习(写在黑板上)
引入新课:
通过生活中,家庭的开关引入课题
新授:
一、低压断路器
图1-9所示是几款低压断路器,它们用在什么地方?
有哪些功能?
1.低压断路器的功能
低压断路器又叫自动空气开关或自动空气断路器,简称断路器。
它集控制和多种保护功能于一体,在线路工作正常时,它作为电源开关接通和分断电路;当电路中发生短路、过载和失压等故障时,它能自动跳闸切断故障电路,从而保护线路和电气设备。
低压断路器具有操作安全、安装使用方便、工作可靠、动作值可调、分断能力较高、兼作多种保护、动作后不需要更换元件等优点,因此得到了广泛应用。
2.低压断路器的分类
低压断路器按结构型式可分为塑壳式(又称装置式)、万能式(又称框架式)、限流式、直流快速式、灭磁式和漏电保护式等六类;按操作方式可分为人力操作式、动力操作式和储能操作式;按极数可分为单极、二极、三极和四极式;按安装方式又可分为固定式、插入式和抽屉式;按断路器在电路中的用途可分为配电用断路器、电动机保护用断路器和其他负载(如照明)用断路器等。
通常使用较多的是按结构型式分类,几种塑壳式和万能式低压断路器的外形如图1-9所示。
在电力拖动系统中常用的是DZ系列塑壳式低压断路器,下面以D25-20型低压断路器为例介绍。
3.低压断路器结构及原理
D25系列低压断路器的结构如图l-lOa所示。
它由触头系统、灭弧装置、操作机构、热脱扣器、电磁脱扣器及绝缘外壳等部分组成。
D25系列断路器有三对主触头,一对常开辅助触头和一对常闭辅助触头。
使用时三对主触头串联在被控制的三相电路中,用以接通和分断主回路的大电流。
按下绿色“合”按钮时接通电路;按下红色“分”按钮时切断电路。
当电路出现短路、过载等故障时,断路器会自动跳闸切断电路。
断路器的热脱扣器用于过载保护,整定电流的大小由电流调节装置调节。
电磁脱扣器用作短路保护,瞬时脱扣整定电流的大小由电流调节装置调节。
出厂时,电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流一般整定为lol\l(IN为断路器的额定电流)。
欠压脱扣器用作零压和欠压保护。
具有欠压脱扣器的断路器,在欠压脱扣器两端无电压或电压过低时不能接通电路。
4.低压断路器的符号及型号含义
断路器的电气图形符号和文字符号如图l-lOb所示。
D25系列低压断路器的型号及含义如下:
D25系列低压断路器适用于交流频率50Hz、额定电压380V、额定电流至50A的电路。
保护电动机用断路器用于电动机的短路和过载保护;配电用断路器在配电网络中用来分配电能和对线路及电源设备的短路和过载保护之用。
在使用不频繁的情况下,两者也可分别用于电动机的启动和线路的转换。
D25-20型低压断路器的技术数据见表1-9。
5.低压断路器的选用
低压断路器的选用原则如下:
(1)低压断路器的额定电压和额定电流应不小于线路、设备的正常工作电压和工作电流。
(2)热脱扣器的整定电流应等于所控制负载的额定电流。
(3)电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载电路正常工作时的峰值电流。
用于控制电动机的断路器,其瞬时脱扣整定电流可按下式选取:
J:
≥KJ。
式中,K为安全系数,可取1.5~1.7;J;t为电动机的启动电流。
(4)欠压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压。
(5)断路器的极限通断能力应不小于电路的最大短路电流。
例题
例1-2用低压断路器控制一台型号为Y132S-4的三相异步电动机,电动机的额定功率为5.5kW,额定电压为380V,额定电流为11.6A,启动电流为额定电流的7倍,试选择断路器的型号和规格。
解:
(1)确定断路器的种类:
根据电动机的额定电流、额定电压及对保护的要求,初步确定选用D25-20型低压断路器。
(2)确定热脱扣器额定电流:
根据电动机的额定电流查表1-9,选择热脱扣器的额定电流为15A,相应的电流整定范围为10--15A。
(3)校验电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流:
电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流为J:
-10×15150A,而KI。
.-1.7×7×11.6-138A,满足I。
≥KJ。
.,符合要求。
(4)确定低压断路器的型号规格:
根据以上分析计算,应选用D25-20/330型低压断路器。
6.低压断路器的安装与使用
(1)低压断路器应垂直安装,电源线接在上端,负载线接在下端。
(2)低压断路器用作电源总开关或电动机的控制开关时,在电源进线侧必须加装刀开关或熔断器等,以形成明显的断开点。
(3)低压断路器使用前应将脱扣器工作面上的防锈油脂擦挣,以免影响其正常工作。
同时应定期检修,清除断路器上的积尘,给操作机构添加润滑剂。
(4)各脱扣器的动作值调整好后,不允许随意变动,并应定期检查各脱扣器的动作值是否满足要求。
(5)断路器的触头使用一定次数或分断短路电流后,应及时检查触头系统,如果触头表面有毛刺、颗粒等,应及时维修或更换。
7.低压所路嚣的常见故障及处理方法
低压断路器的常见故障及处理方法见表1-10。
二、负荷开关
1.开启式负荷开关
在实际生活中你见过或使用过图1-11所示的开关吗?
它们常用在什么地方?
(1)功能图1-11所示就是生产中常用的HK系列开启式负荷开关,又称为瓷底胶盖刀开关,简称刀开关。
它结构简单,价格便宜,手动操作,适用于交流频率50Hz、额定
电压单相220V或三相380V、额定电流10A至100A的照明、电热设备及小容量电动机等不需要频繁接通和分断电路的控制线路,并起短路保护作用。
(2)结构与符号开启式负荷开关的结构与符号如图l-llb、c所示。
开关的瓷底座上装有进线座、静触头、熔体、出线座和带瓷质手柄的刀式动触头,上面盖有胶盖,以防止人员操作时触及带电体或开关分断时产生的电弧飞出伤人。
仔细观察一下开启式负荷开关的结构,说说它是怎样控制电路接通和断开的,又是怎样实现短路保护的。
(3)迭用HK系列开启式负荷开关用于一般的照明电路和功率小于5.5kW的电动机控制线路中。
这种开关没有专门的灭弧装置,其刀式动触头和静夹座易被电弧灼伤引起接触不良,因此不宜用于操作频繁的电路。
具体选用方法如下:
1)用于照明和电热负载时,选用额定电压220V或250V、额定电流不小于电路所有负载额定电流之和的两极开关。
2)用于控制电动机的直接启动和停止时,选用额定电压380V或500'v,额定电流不小于电动机额定电流3倍的三极开关。
(4)安装与使用
1)开启式负荷开关必须垂直安装在控制屏或开关板上(图l-8b),且合闸状态时手柄应朝上,不允许倒装或平装,以防发生误合闸事故。
2)开启式负荷开关用于控制照明和电热负载时,要装接熔断器作短路保护和过载保护。
接线时应把电源进线接在静触头一边的进线座,负载接在动触头一边的出线座。
3)开启式负荷开关用作电动机的控制开关时,应将开关的熔体部分用铜导线直接连接,并在出线端另外加装熔断器作短路保护。
4)在分闸和合闸操作时,应动作迅速,使电弧尽快熄灭。
更换熔体时,必须在闸刀断开的情况下按原规格更换。
(5)常见故障及处理方法开启式负荷开关最常见的故障是触头接触不良,造成电路开路或触头发热,可根据情况整修或更换触头。
2.封闭式负荷开关
(1)功能图112所示是封闭式负荷开关,它是在开启式负荷开关的基础上改进设计而成的,因其外壳多为铸铁或用薄钢板冲压而成,故俗称铁壳开关,适用于交流频率50Hz、额定工作电压380V、额定工作电流至400A的电路中,用于手动不频繁地接通和
分断带负载的电路及线路末端的短路保护,或控制15kW以下小容量交流电动机的直接启动和停止。
(2)结构特点与型号含义常用的HH系列封闭式负荷开关在结构上设计成侧面旋转操作式,主要由操作机构、熔断器、触头系统和铁壳组成。
操作机构具有快速分断装置,开关的闭合和分断速度与操作者手动速度无关,从而保证了操作人员和设备的安全;触头系统全部封装在铁壳内,并带有灭弧室以保证安全;罩盖与操作机构设置了联锁装置,保证开关在合闸状态下罩盖不能开启,罩盖开启时不能合闸。
另外罩盖也可以加锁,确保操作安全。
封闭式负荷开关在电路图中的符号与开启式负荷开关相同。
封闭式负荷开关的型号及含义如下:
(3)选用封闭式负荷开关的额定电压应不小于工作电路的额定电压;额定电流应等于或稍大于电路的工作电流。
用于控制电动机工作时,考虑到电动机的启动电流较大,应使开关的额定电流不小于电动机额定电流的3倍。
(4)安装与使用安装和使用封闭式负荷开关时,应注意:
1)封闭式负荷开关必须垂直安装于无强烈振动和冲击的场合,安装高度一般离地不低于1.3—1.5m,外壳必须可靠接地。
2)接线时,应将电源进线接在静夹座一边的接线端子上,负载引线接在熔断器一边的接线端子上,且进出线都必须穿过开关的进出线孔。
3)在进行分合闸操作时,要站在开关的手柄侧,不准面对开关,以免因意外故障电流使开关爆炸,铁壳飞出伤人。
(5)常见故障及处理方法封闭式负荷开关常见故障及处理方法见表1-12。
表1-12封闭式负荷开关常见故障殛处理方法
目前,封闭式负荷开关的便用有逐步减少的趋势,取而代之的是大量使用的低压断路器。
三、组合开关
图1-13所示是HZ系列组合开关,又称为转换开关,其特点是体积小,触头对数多,接线方式灵活,操作方便。
适用于交流频率50Hz、电压至380V以下,或直流220V及以下的电气线路中,用于手动不频繁地接通和分断电路、换接电源和负载,或控制5kW以下小容量电动机启动、停止和正反转。
1.组合开关的结构与型号含义
组合开关的种类很多,常用的有H25、HZ10、H215等系列。
H210-10/3型组合开关的结构如图l-13b所示,其静触头装在绝缘垫板上,并附有接线柱用于与电源及负载相接,动触头装在能随转轴转动的绝缘垫板上,手柄和转轴能沿顺时针或逆时针方向转动90。
,带动三个动触头分别与静触头接触或分离,实现接通和分断电路的目的。
由于采用了扭簧储能结构,能快速闭合及分断开关,使开关的闭合和分断速度与手动操作无关。
其符号如图l-13e所示。
图l-14a所示是倒顺开关的外形图。
倒顺开关是组合开关的一种,也称可逆转换开关,是专为控制小容量三相异步电动机的正反转而设计生产的。
开关的手柄有“倒…‘停…‘顺”三个位置,手柄只能从“停”的位置左转或右转45。
,其图形符号如图l-14b所示。
2.组合开关的主要技术数据及选用
组合开关可分为单极、双极和多极三类,主要参数有额定电压、额定电流、极数等,额定电流有10A、20A、40A、60A等几个等级。
HZ10系列组合开关主要技术数据见表1-13.
组合开关应根据电源种类、电压等级、所需触头数、接线方式和负载容量进行选用。
用于控制小型异步电动机的运转时,开关的额定电流一般取电动机额定电流的1.5~2.5倍。
3.组合开关的安装与使用
(1)HZ10系列组合开关应安装在控制箱(或壳体)内,其操作手柄最好伸出在控制箱的前面或侧面。
开关为断开状态时应使手柄在水平旋转位置。
倒顺开关外壳上的接地螺钉应可靠接地。
(2)若需在箱内操作,开关应装在箱内右上方,并且在它的上方不安装其他电器,否则应采取隔离或绝缘措施。
(3)组合开关的通断能力较低,不能用来分断故障电流。
(4)当操作频率过高或负载功率因数较低时,应降低开关的客量使用,以延长其使用寿命。
4.组合开关的常见故障及处理方法
组合开关的常见故障及处理方法见表1-14。
把负荷开关与组合开关比较一下,两者的主要区别是什么?
举几个在实际生产或生活中应用这两种开关的例子。
作业布置
书P311-32、3、5小题
后记
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- 第一 单元 课题 低压 开关