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《电器产品的结构与装配》
任务一,开关的结构与选择
器件展示:
工矿企业典型配电线路
变压器
隔离开关
断路器
熔断器
热继电器热元件
接触器触头
低压电器:交流额定电压1200V及以下
直流额定电压1500V及以下
配电电器:
低压电器:
控制电器:
用于低压配电电路,对线路和设备进行保护,以及通断,转换电源或负载
用于低压电力拖动系统,对电动机的运行进行控制,调节与保护的电器
一,概念:
过载:指线路或设备的负载电流大于额定电流.
负载阻抗仍然存在,电流一般是额定电流的10倍以下.
几种现象及保护:
短路:不同电位的两点,不经过负载阻抗的低阻连接.通常是额定电流的几十倍甚至几百倍.
欠压:电压低于额定电压.
断路器欠压保护的电压值是75%UN
漏电:设备外壳带电或线路发生漏电流.危及人身.我国产品一般取30mA为安全电流值.
对低压配电电器的要求:
通断能力大;
具有多种保护;
能做选择性保护;
动稳定性高;
热稳定性高.
二,刀开关
1.刀开关的结构
2.刀开关的作用
用于隔离电源;
用来接通和断开电路;
刀开关可分为开启式负荷开关, 封闭式负荷开关,组合开关, 熔断器式刀开关等
3.刀开关的分类
4.刀开关的主要技术参数
(1)额定电压:在规定条件下,保证电器正常工作的电压值.
(2)额定电流:在规定条件下,保证电器正常工作的电流值.
(3)通断能力:在规定条件下,电器能够接通分断的电流值.
(4)动稳定电流:(峰值耐受电流)
(5)热稳定电流:(短时耐受电流)
(6)机械寿命:机械开关电器在需要修理或更换零件前,所能承受的无载操作循环次数.
(7)电寿命
5.刀开关及刀形转换开关的典型产品
(1)刀开关:
HD系列:额定电压交流500V及以下,直流440V及以下,额定电流100~1500A.
HS系列:基本与刀开关相同.
常用的几种刀开关:
HD11,HS11:正面手柄操作,仅做隔离开关用;
HD12,HS12:正面两侧操作,前面维修的开关柜中;
HD13,HS13:正面操作,后面维修的开关柜中;
HD14:用于动力配电箱中.
6.刀开关和刀形转换开关的选用
(1)类型选择:
选取型式应根据控制的要求,安装条件及安全需要来确定
与断路器或接触器配合使用,只用于隔离电源,可选用没有灭弧罩的产品.
单独使用分断负载电流时,选用带有灭弧罩的.
(2)额定电压,电流选择:
额定电压大于等于线路额定电压;
额定电流大于等于线路额定电流.
(3)刀的极数要与电源进线相数相等.
型号
三,转换开关
1.结构
作用:用于主电路,可以通断过载电流.
结构:触头座,静触头,动触头,隔弧板
典型产品结构:
HZ系列额定电压交流380V,直流220V,额定电流10~100A,能通断过载电流
2.符号型号意义
组合开关
设计代号
电流
HZ 10 - 10 / 3
HZ10——为早期全国统一设计产品
HZ15——为新型的全国统一设计产品
HZ5——系列是类似万能转换开关产品
极数
3.计算电动机额定电流口诀:
(给定电动机功率和电源电压)
例:电源是220V,7.5KW的电机,其额定电流=7.5*3.5=26.25A
电源是380V,7.5KW的电机,其额定电流=7.5*2=15A
注意:额定电流算出后,还要根据不同控制器件的规格限制选取器件
三相二百二电机,千瓦三点五安培.
常用三百八电机,一个千瓦两安培.
低压六百六电机,千瓦一点二安培.
高压三千伏电机,四个千瓦一安培.
高压六千伏电机,八个千瓦一安培.
22
380
100
HZ10-100/3
10
4.5
380
60
HZ10-60/3
5.5
3
380
25
HZ10-25/3
1.7
1.1
380
10
HZ10-10/3
380V
220V
可控制电动机最大容量/KW
额定电压/V
额定电流/A
型号(规格)
常用组合开关的主要技术指标
4.HZ5系列组合开关
应用于50HZ, 380V及以下电气电路中做电源开关和鼠笼型电机起动,换向及调速,执行标准GB140148.3
10
4.5
380
60
HZ5-60/3
7.5
3
380
40
HZ5-40/3
4
2.2
380
20
HZ5-20/3
1.7
1.1
380
10
HZ5-10/3
380V
220V
可控制电动机
最大容量/KW
额定电压/V
额定电流/A
型号
(规格)
5.LW5系列万能转换开关
LW5-16万能转换开关主要用于交流50Hz,电压至500V及直流电压至440V的电路中,作电气控制线路转换之用,也可用于电压至3 80V,5.5kW及以下的三相鼠笼型异步电动机的直接控制.
四,电动力概念
电动力:是指载流导体在磁场中所受力 .
电动稳定性:电器在电动力作用下,其有关部分能够不损坏或不永久变形的性能.
动稳定电流:又称峰值耐受电流,是指在规定的使用和性能条件下,开关电器或其他电器在闭合位置上所能承受的电流峰值.
1.电动力大小和方向:
磁场中的载流导体受到的力大小:
F=BLISinβ (N)
电动力的方向可以用安培左手定则确定:
左手平伸,让拇指与其余四指垂直,手心迎着磁感应强度,四指是电流方向,则大拇指就是电动力方向.
其中:I—流过导体的电流(A)
B—磁感应强度(T);
L—导体的长度(m).
2.电动力现象举例:
两平行载流导体
电流方向相反——排斥.
电流方向相同——吸引.
2.电动力现象举例:
两个共轴线平行放置的线圈
2.电动力现象举例:
环行回路和U行回路
3.电动力对线路的危害:
母线间电动力
3.电动力对线路的危害:
隔离开关产生误动作
4.电动力的利用:
1)磁吹灭弧
4.电动力的利用:
2)利用电动力作用,增强电器触头间的接触压力
5.计算电动力的两种基本方法
能量平衡法计算电动力:dW=Fdx
式中:
dW—系统磁能的变化量;
dx—导体受电动力作用在x方向产生的单元位移.
比奥-沙瓦定律计算电动力
在导线上取长度单元dl,取单元电流Idl,根据比奥-沙瓦的实验,得知dl内的电流在P点所产生的磁感应强度dB的大小为:
式中: ——真空磁导率,
——单元电流Idl与电流起始点到该点的矢径r之间的夹角;
l——导线长度(m).
6.典型情况力的求法:
平行等长:
平行等长且距离很近l>>s
较大尺寸园截面母线:
平行等长的,电流相同时,导线之间的作用力相同.
其他情况不同
7.电动力沿导线上各点分布:平行
7.电动力沿导线上各点分布:垂直
7.电动力沿导线上各点分布:倾斜
结论:
1)总电动力为F,单位长度上各点的电动力为f.
2)两个相同点,不同放置方式,f不同
3)同一个放置方式,两个不相同点,f不同
8.单相正弦交流电动力
电动力最大值
电动力平均值
9.三相正弦交流电动力
作用于A相导体的力
作用于B相导体的力
B相所受左右电动力最大值为0.866K'
作用于c相导体的力
1)单相短路时,导体承受的电动力
当正弦电压过零时合闸,将出现过渡过程最大电流峰值,称为短路冲击电流
10.短路电流产生的电动力
i, u
2)三相对称短路时,导体承受的电动力
两边的A,C相导体受到的最大电动力为排斥力,其值为
中间B相,左右的最大的电动力为
A,B,C三相其受力方向都是随时间交变的.
11.电器电动稳定性的校验
电器电动稳定性是考核电器性能的重要指标之一
发生三相对称短路时,中间相导体所受电动力最大:
发生两相对称短路时,以短路冲击电流通过两相导体时的电动力为最大:
1)电流校验
对三相交流电力系统而言,三相短路电流一般大于
单相或两相短路电流.因此,选择电器时,应要求
电器的动稳定电流大于三相短路冲击电流,即:
电器稳定电流峰值 三相对称短路时的短路
冲击电流
2)频率校验
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