配电设备工作原理(配电主要设备)

　　一 . 断路器

　　低压断路器俗称自动开关或空气开关，用于低压配电电路中不频繁的通断控制。在电路发生短路、过载或欠电压等故障时能自动分断故障电路，是一种控制兼保护电器。

　　断路器的种类繁多，按其用途和结构特点可分为DW型框架式断路器、DZ型塑料外壳式断路器、DS型直流快速断路器和DWX型、DWZ型限流式断路器等。框架式断路器主要用作配电线路的保护开关，而塑料外壳式断路器除可用作配电线路的保护开关外，还可用作电动机、照明电路及电热电路的控制开关。

　　下面以塑壳断路器为例简单介绍断路器的结构、工作原理、使用与选用方法。

　　断路器的结构和工作

　　断路器主要由3个基本部分组成，即触头、灭弧系统和各种脱扣器，包括过电流脱扣器、失压（欠电压）脱扣器、热脱扣器、分励脱扣器和自由脱扣器。

　　图1是断路器工作原理示意图及图形符号。断路器开关是靠操作机构手动或电动合闸的，触头闭合后，自由脱扣机构将触头锁在合闸位置上。当电路发生上述故障时，通过各自的脱扣器使自由脱扣机构动作，自动跳闸以实现保护作用。分励脱扣器则作为远距离控制分断电路之用。

　　过电流脱扣器用于线路的短路和过电流保护，当线路的电流大于整定的电流值时，过电流脱扣器所产生的电磁力使挂钩脱扣，动触点在弹簧的拉力下迅速断开，实现短路器的跳闸功能。

　　 图1 断路器工作原理示意图及图形符号

　　热脱扣器用于线路的过负荷保护，工作原理和热继电器相同。

　　 失压（欠电压）脱扣器用于失压保护，如图1-8所示，失压脱扣器的线圈直接接在电源上，处于吸合状态，断路器可以正常合闸；当停电或电压很低时，失压脱扣器的吸力小于弹簧的反力，弹簧使动铁心向上使挂钩脱扣，实现短路器的跳闸功能。

　　分励脱扣器用于远方跳闸，当在远方按下按钮时，分励脱扣器得电产生电磁力，使其脱扣跳闸。

　　不同断路器的保护是不同的，使用时应根据需要选用。在图形符号中也可以标注其保护方式，如图1-8所示，断路器图形符号中标注了失压、过负荷、过电流3种保护方式。

　　低压断路器选择原理

　　低压断路器的选择应从以下几方面考虑：

　　（1）断路器类型的选择：应根据使用场合和保护要求来选择。如一般选用塑壳式；短路电流很大时选用限流型；额定电流比较大或有选择性保护要求时选用框架式；控制和保护含有半导体器件的直流电路时应选用直流快速断路器等。

　　（2）断路器额定电压、额定电流应大于或等于线路、设备的正常工作电压、工作电流。

　　（3）断路器极限通断能力大于或等于电路最大短路电流。

　　（4）欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。

　　（5）过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。

　　二 . 接触器

　　接触器主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等，能频繁地接通或断开交直流主电路，实现远距离自动控制。它具有低电压释放保护功能，在电力拖动自动控制线路中被广泛应用。

　　接触器有交流接触器和直流接触器两大类型。下面介绍交流接触器。

　　图2所示为交流接触器的结构示意图及图形符号。

　　图2 交流接触器的结构示意图及图形符号

　　交流接触器的组成部分

　　（1）电磁机构：电磁机构由线圈、动铁心（衔铁）和静铁心组成。

　　（2）触头系统：交流接触器的触头系统包括主触头和辅助触头。主触头用于通断主 电路，有3对或4对常开触头；辅助触头用于控制电路，起电气联锁或控制作用，通常有两对常开两对常闭触头。

　　（3）灭弧装置：容量在10A以上的接触器都有灭弧装置。对于小容量的接触器，常采用双断口桥形触头以利于灭弧；对于大容量的接触器，常采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧结构。

　　（4）其他部件：包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构及外壳等。

　　 接触器上标有端子标号，线圈为A1、A2，主触头1、3、5接电源侧，2、4、6接负荷侧。辅助触头用两位数表示，前一位为辅助触头顺序号，后一位的3、4表示常开触头，1、2表示常闭触头。

　　 接触器的控制原理很简单，当线圈接通额定电压时，产生电磁力，克服弹簧反力，吸引动铁心向下运动，动铁心带动绝缘连杆和动触头向下运动使常开触头闭合，常闭触头断开。当线圈失电或电压低于释放电压时，电磁力小于弹簧反力，常开触头断开，常闭触头闭合。

　　接触器的主要技术参数和类型

　　（1）额定电压：接触器的额定电压是指主触头的额定电压。交流有220V、380V和660V，在特殊场合应用的额定电压高达1140V，直流主要有110V、220V和440V。

　　（2）额定电流：接触器的额定电流是指主触头的额定工作电流。它是在一定的条件 （额定电压、使用类别和操作频率等）下规定的，目前常用的电流等级为10A～800A。

　　（3）吸引线圈的额定电压：交流有36V、127V、220V和380V，直流有24V、48V、220V和440V。

　　（4）机械寿命和电气寿命：接触器是频繁操作电器，应有较高的机械和电气寿命，该指标是产品质量的重要指标之一。

　　（5）额定操作频率：接触器的额定操作频率是指每小时允许的操作次数，一般为300次/h、600次/h和1200次/h。

　　（6）动作值：动作值是指接触器的吸合电压和释放电压。规定接触器的吸合电压大于线圈额定电压的85%时应可靠吸合，释放电压不高于线圈额定电压的70%。

　　常用的交流接触器有CJl0、CJl2、CJ10X、CJ20、CJXl、CJX2、3TB和3TD等系列。

　　接触器的选择

　　（1）根据负载性质选择接触器的类型。

　　（2）额定电压应大于或等于主电路工作电压。

　　（3）额定电流应大于或等于被控电路的额定电流。对于电动机负载，还应根据其运行方式适当增大或减小。

　　（4）吸引线圈的额定电压与频率要与所在控制电路的选用电压和频率相一致。

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