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什么是低压电器?低压电器选用有哪些原则?电气初学者戳进来学习

2020-05-20  电气设计...

低压电器是一种能根据外界的信号和要求,手动或自动地接通、断开电路,以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件或设备。控制电器按其工作电压的高低,以交流1200V、直流1500V为界。电气设计在线教学狄老师!

低压电器种类繁多,按其用途或所控制的对象,可大致分为两类:

(1)低压配电电器:对此类电器的要求是工作可靠、有足够的电动稳定度和热稳定度。电动稳定度是指电器承受短路电流的电动力作用而不致损坏的能力;热稳定度是指电器承受规定时间内短路电流所产生的热效应而不致损坏的能力。这类电器主要有刀开关、转换开关、断路器和熔断器等等,主要用于低压配电系统中。

(2)低压控制电器:对此类电器的要求是工作准确、操作频率高、寿命长。这类电器主要有接触器、继电器、启动器、控制器、主令电器、变阻器和电磁铁等等,主要用于电力拖动控制系统和用电设备中。

(表1 常见的低压电器的主要种类及用途)

一、确定低压电器电流容量的方法

以上介绍的两类低压电器各自都有多种规格和型号的产品,因而在使用时,只有恰当地选择相应的规格和型号,才能保证其可靠地运行工作,又能最大限度地节能和降低成本:不同类型的低压电器,选用的依据条件和物理参数也不完全相同。

但因低压电器选择条件是以发热条件为主,所以电流容量条件(即额定电流条件)是选择各种低压电器的通用条件,也是应首要确定的重要条件。

低压电器电流容量条件的确定和选择,是依据它们参与的电路所控制的对象(负载)的电流容量所决定的。因而需首先确定控制对象的额定电流。然后再选择低压电器的额定电流和其他相应的条件,并适当留有裕度。

控制对象未投入运行前,确定其额定电流的方法一般有三种:

(1)从铭牌上查取其额定电流值。

(2)应用电路原理公式,根据设备的功率、工作电压和功率因数等条件,计算出其额定电流值。

(3)根据经验公式估算出其额定电流值。

第三种方法虽然较前两种方法误差稍大,但在无特殊设计要求的场合下,做一般选件是允许的,也是能满足实际工作需要的,并且对于低压三相负荷平衡设备(380V)和低压单相设备(220V),在已知其有功功率情况下,估算法更为简单快捷。

估算法是以负载千瓦数乘以一个系数。

1) 对于交流380V三相平衡设备(如电动机):IN≈2PN

2)对于交流380V三相平衡电热设备(如电阻炉):IN≈1.5PN

3)对于交流220V相电压单相设备:,IN≈4.5PN

4)对于交流380V线电压单相设备:,IN≈2.5PN

式中IN——估算的额定电流值(A)。

PN——设备的有功功率(kW)。

二、低压电器选用原则及举例

(1)热继电器的选择

首先热继电器的脱扣值热不动作电流为1.05的In,动作电流为1.2In,是根据电机的过载特性设计的,所以选热继时,热继的电流调节范围可以满足电动机的额定电流就可以了。

第二要根据电动机是轻载启动还是重载启动来选热继的脱扣等级,一般分10A 。

10、20、30几个等级,分别对应7.2In下热继的脱扣时间(环境温度20度的条件下)。比如水泵类负载,为轻载启动用10A级。风机类负载为重载启动,用20等级的。

(2)塑料外壳式断路器——断路器一般选用原则

1)断路器的额定工作电压≥线路额定电压。 

2)断路器的额定电流≥线路负载电流。 

3)断路器的额定短路通断能力≥线路中可能出现的最大短路电流(按有效值计算)。 

4)线路末端单相对地短路电流≥1.25倍断路器瞬时脱扣器整定电流。 

5)断路器的欠电压脱扣器额定电压=线路额定电压。 

6)断路器分励脱扣器额定电压=控制电源电压。 

7)电动传动机的额定工作电压=控制电源电压。 

8)校核断路器允许的接线方向。有些型号断路器只允许上进线,有些型号允许上进线或下进线。 

(3)配电用断路器的选用原则 

1)断路器长延动作电流整定值≤导线容许载流量。对于采用电线电缆的情况,可取电线电缆容许载流量的80%。 

2)3倍长延时动作电流整定值的可返回时间≥线路中最大起动电流的电动机的起动时间。 

3)瞬时电流整定值≥1.1X(Ijx+k1kIedm) 

Ijx————线路计算负载电流; 

k1————电动机起动电流的冲击系数,一般取k1=1.7-2; 

k————电动机起动电流倍数; 

Icdm————最大一台电动机的额定电流 

(4)电动机保护断路器的选用原则 

1)长延时电流整定值=电动机额定电流 

2)瞬时整定电流: 对于保护笼型电动机的断路器,瞬时整定电流=(8-15)倍电动机额定电流; 对于保护绕线转子电动机的断路器,瞬时整定电流=(3-6)倍电动机额定电流。 

3)6倍长延时电流整定值的可返回时间≥电动机实际起动时间,按起动时负载的轻重,可选用的可返回时间为1S、3S、5S、8S、12S、15S中某一档。 

(5)断路器与熔断器的配合原则 

1)假如在安装点的预期短路电流小于断路器的额定分断能力,可采用熔断器作后备保护,因熔断器的额定短路分析能力较强。

2)熔断器应装在断路器的电源侧,以保证使用安全。

三、低压电器的常用术语

(1)通断时间:从电流开始在开关电器的一个极流过的瞬间起,到所有极的电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔。

(2)燃弧时间:电器分断过程中,从触头断开(或熔体熔断)出现电弧的瞬间开始,至电弧完全熄灭为止的时间间隔。

(3)分断能力:开关电器在规定的条件下,能在给定的电压下分断的预期分断电流值。

(4)接通能力:开关电器在规定的条件下,能在给定的电压下接通的预期接通电流值。

(5)通断能力:开关电器在规定的条件下,能在给定的电压下接通和分断的预期电流值。

(6)短路接通能力:在规定的条件下,包括开关电器的出线端短路在内的接通能力。

(7)短路分断能力:在规定的条件下,包括开关电器的出线端短路在内的分断能力。

(8)操作频率:开关电器在每小时内可能实现的最高循环操作次数。

(9)通电持续率:电器的有载时间和工作周期之比,常以百分数表示。

(10)电寿命:在规定的正常工作条件下,机械开关电器不需要修理或更换零件的负载操作循环次数。

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