低压电器被广泛地应用于工业电气和建筑电气控制系统中,它是实现继电——接触器控制的主要电器元件。
1.常用低压电器的分类
常用低压电器是按照电器的工作电压等级进行划分的。通常将工作电压直流1200V,交流1000V以下的电器元件称为低压电器。
电器是用来完成对被控对象实施控制、调节、检测和保护等作用的电气设备(器件)的总称。主要应用于电能的产生、输送、分配和电气控制。
低压电器的分类由低压配电电器和低压控制电器两类组成。低压配电电器包括断路器、漏电保护器、熔断器、刀开关、转换开关等。低压控制电器包括接触器、继电器、起动器、控制器、主令电器、电阻器、变阻器、电磁铁等。
在我国低压电器目前有国家产品、合资产品、进口产品。相比之下进口和合资的产品价格偏高,在设计和使用的过程中,不一定非要追求品牌,现在国产品牌大多都经过了ISO9002的质量认证,在质量上也很过关。具有很高的性能价格比。
(1)低压配电电器的分类
低压配电电器的分类包括断路器、漏电保护器、熔断器、刀开关、转换开关等,主要用来实现电能的分配和电气保护(短路、过载、欠压、防漏电等)。
(2)低压控制电器的分类
低压控制电器的分类包括接触器、继电器、起动器、控制器、主令电器、电阻器、变阻器、电磁铁等,主要用来实现电路的接通和断开(实现被控对象的运行和停止)。
2.低压断路器
低压断路器是用于线路和设备保护的电气产品,它具有短路、过载、欠压等保护功能。按种类划分低压断路器有保护配电线路、保护电动机、保护照明负载和漏电保护四种用途,按结构划分有框架式和装置式。
(1)低压断路器的组成
低压断路器主要由触头系统、灭弧装置、操作机构以及各种脱扣机构组成。
1)触头系统和灭弧装置。触头系统是低压断路器的执行机构,主触头用于实现主电路的接通和断开,其配套的辅助触头用于控制电路中的联锁控制。灭弧装置用于主触头的熄弧。
2)操作机构和自由脱扣机构。操作机构和自由脱扣机构是低压断路器的机械传动部分,主要实现低压断路器主触头和辅助触头的接通和断开,其操作形式有手柄操作、杠杆操作、电磁铁操作和电动机操作。低压断路器的自动脱扣由短路、过载、欠压等三种保护装置实现,当电路传来故障信号时,相应的脱扣装置动作,最终
顶主杠杆上移,主杠杆驱动自由脱扣机构而使其挂勾
摘除,主触头靠反力弹簧的作用实现分断,电路得到
了保护。
3)电磁脱扣器。电磁脱扣器是由开口铁心和励磁
线圈组成(如图3-1所示),主触头闭合后,工作电流
流过主触头和电磁脱扣器的励磁线圈,当电路正常工
作时(工作电流不大于电磁脱扣器整定的电流值),电
磁脱扣器的衔铁不吸合,电路发生短路故障时,电路
中的短路电流会剧增(一般是工作电流的5~7、10~
14倍),电磁脱扣器的衔铁吸合并推动主杠杆上移,图3-1低压断路器动作原理图
主杠杆驱动自由脱扣机构使低压断路器分断。短路时,1—弹簧2—主触头
4)过载脱扣器。9、10、11—欠压脱扣器
过载脱扣器由发热元件和双金属片组成。主触12、13—过载脱扣器
5)欠压脱扣器。欠压脱扣器是由开口铁心和励磁线圈组成。当有外电压时(电压应来自于主触头的上口),欠压脱扣器的励磁线圈有电流流过,衔铁吸合且不影响低压断路器的正常分断,外电压失压或电压偏低时,衔铁释放并推动主杠杆上移,主杠杆驱动自由脱扣机构使低压断路器分断,此时低压断路器不能接通。
(2)低压断路器的型号种类
低压断路器的结构和型号种类很多,目前我国常用的有DW和DZ系列。DW型也叫万能式空气开关,DZ型叫塑料外壳式空气开关,其产品代号含义如下:
应注意的是,不同型号的低压断路器分别具有不同的保护机构和参数的整定方法,使用时应根据电路的保护要求选择其型号并进行参数的整定。
(3)万能式低压断路器
DW16系列万能式低压断路器是适用于交流50Hz、额定电流100A至4000A、额定工作电压400V或690V的配电网中。可实现电能的分配,保护线路和电源设备的过载、欠电压、短路。额定电流160A至690A的断路器也可作为变压器中性点直接接地的TN电网中单相金属性对地短路保护之用。还可在交流50HZ、380V网络中用作电动机的不频繁起动及过载、欠电压和短路保护之用。DW16型万能式低压断路器结构如图3-2、3-3所示。
图3-2DW16系列万能式低压断路器结构
图3-3DW16系列万能式低压断路器保护特性曲线
图3-3(左图)是热—电磁式过电流脱扣器的保护特性曲线,它采用长延时电流整定调
DW16断路器的操作有手动、杠杆传动和电动方式。电磁式瞬间过电流脱扣器实现短路保护,过载长延时脱扣器由电流互感器和双金属片组合后实现过载保护,断路器的主触头选用特殊的合金材料,灭弧罩采用耐弧塑料和栅片灭弧方式,提高了断路器的短路分断能力和抗熔焊性能。DW16断路器的技术参数见表3-1。
表3-1DW16系列万能空气断路器的技术参数
表3-2C32系列塑料外壳式低压断路器的技术参数
(4)塑料外壳式低压断路器
C32型系列断路器是适用于交流50HZ,额定电流从1A至63A,额定工作电压380(400)V及以下的电路中。在民用低压配电中有很大的用量,另外,也可以作为电动机的不频繁起动。