导图社区 低压电器
这是一篇关于低压电器的思维导图。介绍了低压器的基础知识与标准、基本电器、型式试验三个方面的内容,作了详细的阐述。
编辑于2021-08-02 16:07:37这是一篇关于家庭理财的思维导图,主要内容包括:现金流总体分布,第一层次(可以用来消费的钱),第二二层次(养老及财富增值的钱),第三层次(专款专用),第四层次(保障资金)。(相关信息存在时效性,仅供参考,非股票推荐)。
这是一篇关于非全的思维导图,主要内容包括:英语,管理综合,做题顺序。备考非全管综需要全面的准备和合理的安排。通过有效的时间管理、选择合适的学习资料、多做题并总结、保持积极心态、合理安排作息以及寻求帮助与支持,可以大大提高备考效率和成绩。
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低压电器
低压电器的基础知识与标准
标准号:GB 14048.1-2012
低压电器的结构及原理
电磁机构
分磁环
当交流电流过零时,交流电磁机构的衔铁和铁心在复位弹簧的作用下松开返回,而当交流电流过零后又重新吸合,于是衔铁和铁心之间会产生振动,为解决这个问题,需加分磁环
电磁线圈发:产生磁通
交流线圈
交流电磁线圈电流和气隙成正比,在线圈通电时间而衔铁尚未闭合时,电流可能达到额定电流的5-6倍,如果衔铁卡住不能吸合,或频繁操作,线圈可能因过热而烧毁,所以在可靠性要求较高或操作频繁的场合,一般不采用交流电磁机构
直流线圈
电磁吸力与气隙的二次方成反比,所以衔铁闭合前后电磁吸力变化较大,但由于电磁线圈中的电流不变,所以直流电磁机构适用于动作频繁的场合
铁心:磁通产生电磁吸力
麦克斯韦电磁吸力方程
衔铁:存在两个力
电磁吸力:由铁心和衔铁产生
反吸力:复位弹簧和触头弹簧产生
触头系统
接触形式
点接触:用在小电流电器
线接触:用于通电次数多、电流大的场合
面接触:用于较大电流场合
触头结构
双断点桥式触头结构
单断点指型触头结构
两个参数
触头开距:当触头处于打开位置时,动、静触头之间的最短距离
随着触头磨损,触头开距是不断增加的
触头开距与动、静触头间的介电能力有关
触头超程:将静触头取下,动触头会在弹簧的作用下可以继续运行的一段距离
触头超程与低压电器的电寿命有关
电接触特性
接触电阻
公式:
两类电阻
膜电阻:触头接触表面在大气中自然氧化而生成的氧化膜,比触头本身的电阻大数十到上千倍,且导电性极差(实际存在物质上的电阻)
收缩电阻:由于加工工艺,触头表面的粗糙度使触头的实际接触面积小于触头截面面积,从而有效导电截面面积减少,当电流流过时会出现电流收缩成若干“导电岛”的现象,这种现象增加的电阻为收缩电阻(不存在物质上的电阻,是计算值的改变)
温升
低压电器的温升定义为接线端子的温升,与材料有关,在标准中有明确定义
动稳定性
触头能承受短路电流峰值 产生的电动力,而不至于发生熔焊的能力
影响:动、静触头在闭合状态,若系统通过较大的电流,电流产生的总电磁斥力,有可能会超过系统施加的合闸压力,则动触头就会斥开并在动、静触头间产生电弧。
两种电磁斥力
霍姆力:由触头内电流线的收缩而产生的,占总斥开力50%以上
洛伦兹力
热稳定性
触头开断瞬间,动、静触头存在一个只剩一个接触点的阶段,此时,由于电流密度大,接触点处的温度急剧上升,造成触头材料熔融,进而在打开过程中形成金属桥,造成金属触头材料转移及损失
主要与触头的融化电流和熔焊有关
静熔焊:电阻性焊接
动熔焊:电弧性焊接
焊接力:触头焊接后需要拉开的力,受许多因素影响,如:
接触熔化区的熔化面积和深度
熔化区中材料的成分、含量、分布
提高抗熔焊能力的因素
减少回路电流和电压
减小触头表面粗糙度及熔焊后的焊接力
增大触头尺寸
提高材料熔沸点
灭弧系统
电弧:触头间隙中的气体在强电场作用下的放电现象,本质是一团稳定燃烧的高温气体
三个放电区
汤逊放电区
辉光放电区:荧光灯和节能灯等照明器具的工作区域
弧光放电区:有害区域
触头出现电弧的四个过程
强电场致电子发射
电子运动撞击制空气电离
热电子发射致空气温度剧烈上升
热空气高温电离形成等离子态电弧气体
三个性质
弧温不允许突变
电弧的温度越高,电弧的直径越细
流过电弧的电流越大,弧温就越高,弧压就越小:伏安特性曲线具有负阻特性
灭弧方法
直流灭弧
直流电弧因为没有过零时刻,所以灭弧相对困难
两个灭弧原理
增大电弧所在线路的电阻,即在熄弧过程中将外接电阻串入电路,使得电弧不能维持而熄灭
提高电弧的静态伏安特性曲线,使得电弧熄灭
增大近极压降,采用许多平行排列的金属栅片来灭弧
增大电弧长度来灭弧
用机械的方法增加触头之间的距离
依靠导电回路自身的磁场或者外加磁场使得电弧横向拉长来灭弧
在磁场作用下,使得弧根在电极上移动以拉长电弧
增加弧柱的电场强度来灭弧
增高气体介质的压强P
增大电弧与流体介质之间的相对运动速度,可以使电弧在磁场作用下,在静止的介质中横向运动,也可以采用高速运动的流体介质横吹或纵吹电弧来灭弧
使电弧与耐弧的绝缘材料密切接触,依靠绝缘材料对电弧的冷却作用及其表面对带电粒子的复合能力来灭弧
子主题
交流灭弧
熄灭条件
介质恢复强度曲线
电压恢复曲线
灭弧方法
拉长电弧
利用冷却介质对电弧降温
利用灭弧栅使得电弧降温灭弧
将电弧密封在高压容器或者真空容器内
低压配电网的接地系统
型式试验
电器温升试验
电器介电性能试验
接通与分断能力试验
过载电流试验
接通和分断能力试验
操作性能试验
机械寿命和电寿命试验
短路接通和分断能力试验
额定短时耐受电流试验
与短路保护电器的协调配合试验
电磁兼容试验
湿热、低温和高温试验
基本电器
断路器
结构分类
空气绝缘框架断路器
塑壳断路器
微型断路器(空气开关)
主要功能
控制
保护
测量
显示和人机对话
脱扣器
热脱扣器
一般用于过载保护:当脱扣器中双金属元件受热产生变形、弯曲,并打开锁扣使得断路器跳闸
磁脱扣器
一般用于短路保护:短路电流使得磁脱扣器的动衔铁被吸合
欠压脱扣器
一般设置为所在线路电压低于70%额定电压时,进行脱扣
分励脱扣器
一般用于远程操作断路器跳闸
主要技术术语
电压参数
额定工作电压(额定电压):一般指相间电压即线电压
额定绝缘电压:与介电试验电压和爬电距离有关
额定冲击耐受电压:在规定条件下,电器能够接受而且不发生击穿的冲击电压峰值(专门规定)
工频耐压
当断路器处于打开状态时,对断路器的进出线之间、断路器各极之间进行工频耐压测试
当断路器处于闭合状态,将断路器各级并接后进行各极与金属外壳间的工频耐压测试
判断标准:在所规定的电压下,测试过程中不允许出现闪络或击穿
电流参数
额定电流:保证电器正常工作的电流值,反应了断路器脱扣器的额定整定值
额定持续电流:在规定条件下长期运行的最大电流值,且当断路器长期流过额定电流时其运行温度不会超过规定极限
断路器框架等级电流:由断路器的壳架外型决定的,由断路器额定电流中的最大值来表示
极限短路分断能力:在规定的条件下断路器的分断能力,且分断后不考虑断路器能否继续承载它的额定电流。一般为破坏性试验
分断极限值,代表分断能力
运行短路分析能力:在规定的条件下,断路器的分断能力,且分断后断路器还能继续承载它的额定电流。表示了断路器的重复分断能力
最重要
电气间隙:具有电位差的两个导电部件之间的最短直线距离
爬电距离:具有电位差的两导体之间沿着绝缘材料表面的最短距离
限流能力
三相平衡
三相平衡时,三相电流之和为零,N线也随之为零,三相电流 不平衡时,三相电流之和与N线电流大小相等而方向相反
剩余电流(漏电流)
定义:将三条相线及N线都穿过零序电流互感器测量得到的电流,或者直接测量变压器的中性线接地极电流
两类
设备漏电电流:电器设备绝缘破坏而产生的漏电电流
人体发生直接点击时从人体上流过的漏电电流
电击伤害
人体接触带电导体是,如果流过的电流为40-50mA,且维持时间为1s,则会对人体产生电击伤害
人体电击伤害临界电流值:在IEC60364标准中,将人体电击伤害电流再乘以0.6的系数,得到50*0.6=30mA电流
漏电开关
按动作型式分
RCCB剩余电流动作断路器:剩余电流动作断路器不带过载保护和短路保护,仅有漏电保护
RCBO剩余电流动作断路器:RCBO剩余电流动作断路器带过载保护和短路保护,还带有漏电保护
剩余电流动作继电器:剩余电流动作继电器无过载保护和短路保护,也不能直接分合电路,仅有漏电报警功能。一般与其它电器(断路器或接触器)组合实现漏电保护功能
按测量和控制方式分
电磁式漏电断路器RCD:由零序电流互感器、铁心、衔铁、永久磁铁、去磁线圈等组成断路器的脱扣器。特点:灵敏度较差,很难做到30mA以下;从漏电开始到断路器跳闸需要的时间在0.1s以内,无延迟时间
电子式漏电断路器RCD:电子式RCD同样安装了零序电流互感器。当发生漏电时,零序电流互感器二次绕组输出漏电电流信号给电子测量元件,再通过电子元件将漏电信号放大后驱动中间继电器或断路器的分励线圈,使得开关电器或者断路器跳闸。特点:高灵敏度,可以做到6mA以下,可以实现延迟时间,但需要辅助电源供电
混合式漏电断路器RCD:发生漏电时,分相的零序电流互感器二次绕组能输出剩余电流。脱扣器是电磁式结构,包括铁心、衔铁、永久磁铁、去磁线圈等。当零序电流互感器检测到剩余电流后,电子元件将剩余电流信号放大后去激励去磁线圈,再通过衔铁使得断路器脱扣跳闸
接触器(交流接触器)
定义:用来自动接通或断开带负载电路的电器
控制对象:电动机或其他电力负载
触头型式:双断点桥式结构
分类
按主触点分
单级:用于单相负荷
双级:用于绕线转子异步电动机的转子回路,起动电机时用来短接起动绕组
三级:用于三相电动机的控制
四级:用于三相四线制的照明线路及双速电动机
五级接触器:用于组成电动机的自耦变压器起动电路,同时用来控制双速电动机控制电路以变换绕组接法
按灭弧介质分
空气绝缘式接触器:用于一般负载
真空式接触器:用于煤矿等特殊环境
按有无触点分
有触点接触器
无触点接触器:利用晶闸管作为电路的通断元件,常用于易燃易爆的场合
基本技术参数
额定电压:交流接触器主触点的额定工作电压=负载的额定工作电压(交流接触器一般会有若干个额定电压值)
额定电流:交流接触器主触点的额定电流值
最大接通电流:触点闭合且不会造成触点熔焊的最大电流值
最大分断电流:触点断开时能可靠灭弧的最大电流
1.反映了接触器的通断能力,一般通断能力是额定电流的5-10倍 2.若电压等级越高则通断能力越小
动作值
吸合电压:在接触器吸合前缓慢增加线圈电压使交流接触器吸合的最小电压。不得低于线圈额定电压值的85%
释放电压:在缓慢降低线圈电压使交流接触器释放的最大电压,不得高于于线圈额定电压值的70%
操作频率:每小时允许操作次数的最大值
工作制
8h工作制:接触器的基本工作制,约定发热电流参数就是按8h工作制确定的
不间断工作制:接触器触头容易出现氧化而线圈容易出现过热,需要降容使用
断续周期工作制:负载率分别为标准值的15%、25%、40%和60%
短时工作制:通电时间标准值为10min、30min、60min和90min
继电器
分类
按输入量的物理性质分
按工作原理分
按输出形式分类
按用途分类
结构
感测结构
中间结构
执行结构
特性
继电器的继电特性具有阶跃式的输入输出特性:即在规定条件下,当输入特性量达到动作值时,电气输出电路发生预定的阶跃变化
吸合曲线:储备系数,一般取1.25
释放曲线:返回系数反映了继电器的吸力特性与反力特性配合紧密程度,一般继电器要求低返回系数(0.1-0.4),避免输入值波动较大,导致误动作;欠电压继电器则要求高返回系数(0.6)
吸合和释放时间一般设置在0.05-0.15s
几种常见继电器简介
电磁式继电器
按电路连接方式分类
电流继电器
特点
线圈串接在电路中,线圈的线径粗而匝数少,阻抗也小
一般用于电流型保护的场合或用于按电流原则控制的场合
分类
按电流种类
交流电压继电器
直流电压继电器
按吸合大小
过电流继电器
欠电流继电器
交流过电流继电器的吸合电流整定范围通常为1.1-4倍额定电流,直流过电流继电器的吸合电流整定范围通常为0.7-3.5倍额定电流
电压继电器
特点
线圈与负载并联,线圈匝数多,线径细、阻抗大。
分类
按电流种类
交流电压继电器
直流电压继电器
按吸合大小
过电压
欠电压
在电路电压正常时吸合,在发生欠电压(0.4-0.7额定电压)释放返回
零电压
中间继电器
实质为电压继电器,作为转换控制信号的中间元件
触点数量较多,触点容量较大
按电磁系统分类
直动式
交流继电器有E形直动式
拍合式
交流继电器有U形拍合式
直流继电器有U形拍合式
时间继电器
按延时时间分
通电延时型
断电延时型
重复延时型
主令电器
用于控制系统中发出指令的电器
按功能分
控制按钮
位置开关
行程开关
选择开关(凸轮开关)
由多组相同结构的触点组件叠装而成的多回路控制电器,主要用于各种控制线路的转换、电气测量仪表测量参数的转换
结构
操作结构
定位装置
定位形式
自复式
定位式
凸轮触点
万能转换开关
微动开关
接近开关
主令开关
信号灯
参考标准:GB/T 4025-2010《人机界面标志标识的基本和安全规则 指示器和操作器的编码规则》