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安全电工理实一体化学材
动力保护装置——用按钮及交流接触器控制三相电动机的启动、运转及点动
1.用按钮及交流接触器控制三相电动机的启动.运转及点动
1.1.基本要求;接线正确,电动机能够启动.运转.点动.停止运行。
电路原理图
1.2.口述:
怎样选择电动机用的熔断器的熔体?
(1)绕线式电动机按电动机额定电流的1-1.25倍选择;
(2)鼠笼式电动机按电动机额定电流的1.5-2.5倍选择;
(3)起动时间较长的鼠笼式电动机按电动机额定电流的3倍选择;
(4)连续工作制的直流电动机按电动机额定电流值选择;
(5)反复短时工作制的直流电动机接电动机额定电流的1.25倍选择。
1.3.扣分标准
序号
扣分项目
扣分数
1
主回路接错线
25
2
主回路接线正确,控制回路接错线
20
3
设备的金属外壳没有接地
3
4
黄绿双色线用于主回路或控制回路
5
5
口述不会或回答不完整
3-8
2.电器元件
2.1.闸刀开关的作用及原理(加实物图)
闸刀开关是一种手动配电电器。
主要用来隔离电源或手动接通与断开交直流电路,也可用于不频繁的接通与分断380V,5.5kW以下的负载,如小型电动机、电炉等。
闸刀刀开关是最经济但技术指标偏低的一种刀开关。
闸刀开关也称开启式负荷开关。
根据刀片数多少,闸刀开关分单极(单刀)、双极(双刀)、三极(三刀)。
将三极闸刀开关和熔断器组装在一个用铸铁或钢板制成的箱壳内,就叫铁壳开关,铁壳侧面有手柄供操作开关之用。
2.1.1.闸刀开关的结构(动刀片:
动触头,夹座:
静触头)
刀
闸刀开关主要有:
与操作瓷柄相连的动触刀片、静触头夹座、熔丝、进线及出线接线座,这些导电部分都固定在瓷底板上,且用胶盖盖着。
所以当闸刀合上时,操作人员不会触及带电部分。
胶盖还具有下列保护作用:
(1)将各极隔开,防止因极间飞弧导致电源短路;
(2)防止电弧飞出盖外,灼伤操作人员;(3)防止金属零件掉落在闸刀上形成极间短路。
熔丝的装设,又提供了短路保护功能。
2.1.2.闸刀开关的注意事项
1、将它垂直的安装在控制屏或开关扳上,不可随意搁置;
2、进线座应在上方,接线时不能把它与出线座搞反,否则在更换熔丝时将会发生触电事故;
3、更换熔丝必须先拉开闸刀,并换上与原用熔丝规格相同的新熔丝,同时还要防止新熔丝受到机械损伤;
4、若胶盖和瓷底座损坏或胶盖失落,闸刀开关就不可再使用,以防止安全事故。
我们可以知道:
(1)闸刀开关能控制整个电路电源的接通和切断;
(2)在闸刀开关闭合的情况下,拉线开关能控制电灯的点亮和熄灭,
(3)在闸刀开关闭合的前提下,插座将始终处于带电状态。
正常情况下,闸刀开关一般能接通和分断其额定电流,因此,对于普通负载可根据负载的额定电流来选择闸刀开关的额定电流。
对于用闸刀开关控制电机时,考虑其起动电流可达(4-7)倍的额定电流,选择闸刀开关的额定电流,宜选电动机额定电流的3倍左右。
2.1.3.型号:
2.1.4.图形和文字符号:
增加单极、双极、多极
2.2.铁壳开关铁壳开关
又称封闭式负荷开关,主要由闸刀、熔断器、夹座和铁壳等组成。
它和一般闸刀开关的区别是装有与转轴及手柄相连的速断弹簧。
速断弹簧的作用是使闸刀与夹座快速接通和分离,从而使电弧很快熄灭。
为了保证安全,铁壳开关装有机械联锁装置,使开关合闸后箱盖打不开;箱盖打开时,开关不能合闸。
2.2.1.铁壳开关的组成
铁壳开关的操作机构有以下特点:
采用储能合、分闸操作机构,当扳动操作手柄时,通过弹簧储存能量,当操作手柄扳动到一定位置时,弹簧储存的能量瞬间爆发出来,推动触点迅速合闸、分闸,因此触点动作的速度很快,并且与操作速度无关。
具有机械联锁,当铁盖打开时不能进行合闸操作;而合闸后不能打开铁盖。
2.2.2.铁壳开关的选用
1、作为隔离开关或控制电热、照明等电阻性负载时,其额定电流等于或稍大于负载的额定电流即可。
2、用于控制电动机起动和停止时,其额定电流可按大于或等于两倍电动机额定电流选取。
半封闭式负荷开关型号及意义如下:
常用半封闭式负荷开关的型号有HH3、HH4、HHlO和HHll等系列。
铁壳开关适用于工矿企业、农村电力排灌和电热、照明等各种配电设备中,供手动不频繁地接通与分断电路,以及作为线路末端的短路保护之用。
2.3.组合开关
组合开关是刀开关的另一种结构形式,在设备自动控制系统中,一般用作电源引入开关或电路功能切换开关,也可直接用于控制小容量交流电动机的不频繁操作。
2.3.1.组合开关的组成(加实物图)
2.3.2.型号:
2.3.3.组合开关的主要技术参数与选用
组合开关的主要技术参数与刀开关相同
选用时可按以下原则进行:
1、用于一般照明、电热电路,其额定电流应大于或等于被控电路的负载电流总和。
2、当用作设备电源引入开关时,其额定电流稍大于或等于被控电路的负载电流总和。
3、当用于直接控制电动机时,其额定电流一般可取电动机额定电流的2一3倍。
注意:
组合开关的通断能力较低,故不可用来分断故障电流。
当用于电动机可逆控制时,必须在电动机完全停转后才允许反向接通。
2.3.4.操作
1、应用于电动机的直接起动控制电路图联接如下(a)(b)所示:
2.4.低压断路器(加实物图)
概述:
低压断路器也称为自动空气开关,它主要用在交直流低压电网中,既可手动又可电动分合电可对电路或用电设备实现过载、短路和欠电压等保护,也可以用于不频繁起动电动机,是一种重要的控制和保护电器。
断路器都装有灭弧装置;因此,它可以安全地带负荷合闸与分闸
2.4.1.断路器的分类
1、按结构分(如何分)
2、按用途来分:
可分为配电用、电动机保护用、照明用、漏电保护用断路器等。
2.4.2.断路器的基本结构:
低压断路器一般由触点系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器及外壳或框架等组成。
漏电保断路器还需有漏电检测机构和动作装置等。
2.4.3.断路器的基本工作原理
2.4.4.塑料外壳式断路器的型号及意义如下:
2.4.5.文字符号和图形符号
2.5.漏电保护断路器:
(加实物图)
漏电保护断路器通常被称为漏电保护开关,是为了防止低压电网中人身触电或漏电造成火灾等事故而研制的一种新型电器,除了起断路器的作用外,还能在设备漏电或人身触电时迅速断开电路,保护人身和设备的安全
2.5.1.漏电保护断路器的基本原理与结构如图?
2.6.断路器的选用
在选用断路器时,应首先确定断路器的类型,然后进行具体参数的确定。
断路器的选择可按以下步骤进行:
1、应根据具体使用条件、被保护对象的要求选择合适的类型
2、在确定断路器的类型后,再进行具体参数的选择。
选用的一般通则如下:
(1)断路器的额定工作电压(V)大于或等于被保护线路的额定电压(V)
(2)断路器的额定电流(A)大于或等于被保护线路的计算负载电流(A)
(3)断路器的额定通断能力(KA)大于或等于被保护线路中可能出现的最大短路电流(KA),一般按有效值计算
(4)线路末端单相对地短路电流(A)大于或等于1.25倍断路器瞬时(或短延时)脱扣器整定电流〔A)
(5)断路器欠电压脱扣器额定电压(V)等于被保护线路的额定电压(V)
(6)断路器分励脱扣器额定电压(V)等于控制电源的额定电压(V)
(7)若断路器用于电动机保护,则电流整定值的选用还应遵循以下原则:
①断路器的长延时电流整定值(A)等于电动机的额定电流(A)
②保护笼型异步电动机时,瞬时值整定电流(A)等于kf×电动机的额定电流(A);系数kf与电机的型号、容量和起动方法有关,其大小约在(8-15)间。
③保护绕线转子异步电动机时,瞬时值整定电流(A)等于kf×电动机的额定电流(A);系数kf大约在(3一6)之间。
若断路器用于保护和控制不频繁起动电动机时,则还应考虑断路器的操作条件和电寿命
2.7.断路器使用注意事项
为保证低压断路器可靠工作,使用时要注意以下事项:
1、断路器要按规定垂直安装,连接导线必须符合规定要求。
2、工作时不可将灭弧罩取下,灭弧罩损坏应及时更换,以免发生短路时电流不能熄灭的事
3、脱扣器的整定值一经调好就不要随意变动,但应作定期检查,以免脱扣器误动作或不动
4、分断短路电流后,应及时检查主触点,若发现弧烟痕迹,可用干布擦尽;若发现触点烧毛应及时时修复。
5、使用一定次数(一般为1/4机械寿命)后,应给操作机构添加润滑油。
6、应定期清除断路器的尘垢,以免影响操作和绝缘。
2.8.应用:
电动机的直接起动和直接停止控制如下(b)图所示:
2.9.熔断器
低压熔断器广泛用于低压供配电系统和控制系统中,主要用作短路保护,有时也可用于过载保护熔断器串联在电路中。
当电路发生短路或严重过载时,熔断器中的熔体将自动熔断,从而切断电路,起到保护作用。
2.9.1.一、低压熔断器的种类及型号
2.9.2.
(一)低压熔断器的种类?
2.9.3.
(二)低压熔断器的型号及意义
1、熔断器的型号及意义
型号:
2.9.4.2、文字符号及图形符号
2.9.5.二、熔断器的基本结构?
2.9.6.三、熔断器的保护特性及主要参数
(一)熔断器的保护特性:
又称安秒特性,它表示熔体熔断的时间与流过熔体的电流大小之间的关系特性。
熔断器的安秒特性如图所示。
熔断器的安秒特性为反时限特性,即通过熔体的电流值越大,熔断时间越短。
具有这种特性的元件就具备短路保护和过载保护的能力。
熔断器的熔断电流与熔断时间的数值关系如书表所示。
2.9.7.
(二)熔断器的主要参数
1、额定电压UN:
这是从灭弧角度出发,规定熔断器所在电路工作电压的最高限额。
如果线路的实际电压超过熔断器的额定电压,一旦熔体熔断时,有可能发生电弧不能及时熄灭的现象。
2、额定电流IN:
实际上是指熔座的额定电流,这是由熔断器长期工作所允许的温升决定的电流值。
配用熔体的额定电流应小于或等于熔断器的额定电流。
3、熔体的额定电流RRN:
熔体长期通过此电流而不熔断的最大电流。
4、极限分断能力:
熔断器所能分断的最大的短路电流值。
分断能力的大小与熔断器的灭弧能力有关,而与熔体的额定电流值无关。
熔断器的极限分断能力必须大于线路中可能出现的最大短路电流值。
2.9.8.四、常用熔断器筒介
2.9.9.五、熔断器的选用
熔断器的选择包括熔断器种类选择和额定参数的选择。
(一)熔断器种类的选择
熔断器的种类应根据使用场合、线路的要求以及安装条件作出选择。
(二)熔断器额定参数的选择
在确定熔断器的种类后,就必须对熔断器的额定参数作出正确的选择。
1、熔断器额定电压UN的选择
2、熔断器的额定电流IN的选择
3、熔体额定电流IRN的选择
六、熔断器使用注意事项
为保证低压熔断器可靠工作,使用时要注意以下事项:
1、低压熔断器的额定电压应与线路的电压相吻合,不得低于线路电压。
2、熔体的额定电流不可大于熔管(支持件)的额定电流。
3、熔断器的极限分断能力应高于被保护线路的最大短路电流。
4、安装熔体时必须注意不要使其受机械损伤,特别是较柔软的铅锡合金丝,以免发生误动作
5、安装时应保证熔体和触刀以及触刀和刀座接触良好,以免因接触电阻过大而使温度过高发生误动作。
6、当熔体已熔断或已严重氧化,需更换熔体时,要注意新换熔体的规格与旧熔体的规格相同,以保证动作的可靠性。
7、更换熔体或熔管,必须在不带电的情况下进行,即使有些熔断器允许在带电情况下取下,也必须在电路切断后进行。
§5-5主令电器(定义)?
1、用途:
主令电器主要用于切换控制电路,用它来“命令”电动机及其他控制对象的起动、停止或工作状态的变换,因此,称这类发布命令的电器为“主令电器”
2、主令电器的种类很多,常用的主令电器有控制按钮、行程开关、万能转换开关和主令控制器
2.10.控制按钮:
控制按钮在低压控制电路中用于手动发出控制信号,作远距离控制之用。
1、控制按钮的基本结构(加实物图)
2、型号
1、文字符号和图形符号
4、按钮的选用方法
(1)根据使用场合,选择按钮的种类,如开启式、保护式、防水式和防腐式等。
(2)根据用途,选用合适的形式,如手把旋钮式、钥匙式、紧急式和带灯式等。
(3)按控制回路的需要,确定不同按钮数,如单钮、双钮、三钮和多钮等。
(4)按工作状态指示和工作情况要求,选择按钮和指示灯的颜色(参照国家有关标准)。
(5)核对按钮额定电压、电流等指标是否满足要求。
常用控制按钮的型号有LA4、LAlO、LAl8、LAl9、LA20和LAZ5等系列。
2.11.行程开关
1、用途:
行程开关又称为限位开关,它的作用是将机械位移转变为触点的动作信号,以控制机械设备的运动
(一)行程开关的基本结构
1、直动式行程开关
2、微动式行程开关
3、滚轮式行程开关
(二)行程开关的主要技术参数及型号意义
1、型号:
1、字符号和图形符号
(三)行程开关的选用
行程开关可按下列要求进行选用:
(1)根据应用场合及控制对象选择,有一般用途行程开关和起重设备用行程开关。
(2)根据安装环境选择结构型式,如开启式、防护式等。
(3)根据机械运动与行程开关相互间的传力与位移的关系选择合适的操作头型式。
(4)根据控制回路的电压与电流选择系列。
2.12.接近开关
接近开关是一种无机械触点的开关,它的功能是当物体接近到开关的一定距离时就能发出“动作”信号,不需要机械式行程开关所必须施加的机械外力。
接近开关可当作行程开关使用,还广泛应用于产品计数、测速、液面控制、金属检测等设备中。
2.13.万能转换开关
万能转换开关主要用作控制电路的转换或功能切换,电气测量仪表的转换以及配电设备(高压油断路器、低压空气断路器等)的远距离控制,亦可用于控制伺服电机和其他小容量电机的起动、换向以及变速等。
由于这种开关触点数量多,因而可同时控制多条控制电路,用途较广,故称为万能转换开关。
1、万能转换开关的基本结构
2、万能转换开关的型号及意义如下
能转换开关的选用
万能转换开关可按下列要求进行选择:
(1)按额定电压和工作电流等选择合适的系列。
(2)按操作需要选择手柄型式和定位特征。
(3)按控制要求确定触点数量与接线图编号。
(4)选择面板型式及标志。
五、主令控制器:
用于频繁切换复杂的多回路控制电路,以达到发布命令或与其他控制电路联锁、转换等目的的手动电器。
其主要作用是与交流磁力控制盘配合共同控制起重机、轧钢机以及其他生产机械。
六、操作
1、按钮开关的检测,动合触点和动断触点的判别
2、行程开关和万能转换开关的检测。
2.14.接触器
接触器:
是一种用途最为广泛的开关电器。
它利用电磁、气动或液动原理,通过控制电路来实现主电路的通断。
具有通断电流能力强、动作迅速、操作安全、能频繁操作和远距离控制等优点,但不能切断短路电流,因此接触器通常须与熔断器配合使用。
接触器的主要控制对象是电动机,也可用来控制其他电力负载,如电焊机、电炉等。
交流接触器
1、基本结构与工作原理
(1)结构:
由电磁机构、触点系统、灭弧系统三部分组成
(2)工作原理:
当吸引线圈通电后,衔铁被吸合,并通过传动机构使触点动作,达到接通或断开电路的目的;当线圈断电后,衔铁在反力弹簧的作用下回到原始位置使触点复位。
接触器电磁机构的动作值与释放值不需要调整,所以无整定机构。
2、交流接触器的主要技术参数:
额定电压、额定电流、通断能力、机械寿命与电寿命等。
3、接触器的型号及意义如下:
4、文字符号和图形符号
5、交流接触器的选用
1)、根据接触器控制负载的实际工作任务的繁重程度选用相应类别的接触器。
2)、根据电动机或其他负载的功率和操作情况确定接触器的容量等级。
3)、根据控制电路要求确定吸引线圈参数。
4)、根据特殊环境条件选用接触器的派生产品以满足环境要求。
6、应用:
1、接触器的检测、常开常闭及主触点和辅助触点的判别
2、电动机的的点动及停止控制电路:
2.15.继电器
1、功能:
继电器是一种根据外界输入信号(电信号或非电信号)来控制电路“接通”或“断开”的一种自动电器,主要用于控制、线路保护或信号转换。
2、分类:
按用途来分,可分为控制继电器和保护继电器;按反映的信号来分,可分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、热继电器和速度继电器等;按动作原理来分,可分为电磁式、电子式和电动式等。
一、电磁式继电器:
电磁式继电器主要有电压继电器、电流继电器和中间继电器等。
(一)电磁式继电器的基本结构与工作原理
(二)常用电磁式继电器介绍
1、电压继电器:
电压继电器根据电路中电压的大小来控制电路的“接通”或“断开”。
主要用于电路的过电压或欠电压保护,使用时其吸引线圈直接(或通过电压互感器)并联在被控电路中。
(1)过电压继电器:
用于电路过电压保护,当电路电压正常时不动作;当电路电压超过某一整定值,一般为(105%一120%)UN以上时,过电压继电器动作。
(2)欠(零)电压继电器:
用于电路欠(零)电压保护,其电路电压正常时欠(零)电压继电器电磁机构动作;当电路电压下降到某一整定值,一般为(30%一50%)UN以下或消失时,欠(零)电压继电器电磁机构释放,实现欠(零)电压保护。
2、电流继电器:
电流继电器根据电路中电流的大小动作或释放,用于电路的过电流或欠电流保护,使用时其吸引圈直接(或通过电流互感器)串联在被控电路中。
(1)过电流继电器:
用于电路过电流保护,当电路工作正常时不动作;当电路出现故障、电流超过某一整定值时,过电流继电器动作。
(2)欠电流继电器:
用于电路欠电流保护,电路工作正常时已动作,当电路中电流减小到某—整定值以下时,欠电流继电器释放。
3、中间继电器:
中间继电器实际上是一种动作值与释放值不能调节的电压继电器,它主要用于传递控制过程中的中间信号。
中间继电器的触点数量比较多,可以将一路信号转变为多路信号,以满足控制希求。
4、通用继电器:
(三)文字符号及图形符号
二、时间继电器
1、当继电器的感测机构接受到外界动作信号、经过一段时间延时后触点才动作的继电器,称为时间继电器。
2、分类:
时间继电器按动作原理可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和电子式;按延时方式可分为通电延时和断电延时两种。
(一)直流电磁式时间继电器
1、基本结构
2、工作原理
3、文字符号及图形符号
4、直流电磁式时间继电器延时时间的调整方法
直流电磁式时间继电器延时时间有两种调整方法,改变非磁性垫片的厚度和改变反作用弹簧的松紧。
(二)空气阻尼式时间继电器
(三)电子式时间继电器
(四)电动动式时间继电器
三、热继电器
电动机在运行过程中经常会遇到过载(电流超过额定值)现象,只要过载不严重、时间不长,电动机绕组的温升没有超过其允许温升,这种过载是允许的;但如果电动机长时间过载,温升超过允许温升时,轻则使电动机的绝缘加速老化而缩短其使用寿命,严重时可能会使电动机温度过高而烧毁
2、工作原理及功能:
热继电器是利用电流通过发热元件时所产生的热量,使双金属片受热弯曲而推动触点动作的一种保护电器。
它主要用于电动机的过载保护、断相保护以及电流不平衡运行保护,也可用于其他电气设备发热状态的控制。
(一)热继电器的保护特性
作为对电动机过载保护的热继电器,应能保证电动机不因过载烧毁,同时又要能最大限度地发挥电动机的过载能力,因此热继电器必须具备以下一些条件:
1、具备一条与电动机过载特性相似的反时限保护特性
2、具有一定的温度补偿性
3、热继电器的动作值应能在一定范围内调节以适应生产和使用要求。
(二)热继电器的结构及工作原理
1、热继电器的结构:
由发热元件、双金属片、触点系统和传动机构等部分组成。
有两相结构和三相结构热继电器
2、发热元件:
由电阻丝制成,使用时它与主电路串联(或通过电流互感器)
3、双金属片:
它是热继电器的核心部件,由两种热膨胀系数不同的金属材料辗压而成;当它受热膨胀时,会向膨胀系数小的一侧弯曲。
4、热继电器的图形符号和文字符号如图5-37所示。
5、热继电器的工作原理
(三)具有断相保护能力的热继电器
(四)热继电器的选用
热继电器的选用主要有种类和主要参数的选择。
1、热继电器种类的选择:
应根据被保护电动机的联结组别进行选择:
(1)当电动机星形联结时:
选用两相或三相热继电器均可进行保护。
(2)当电动机三角形联结时:
应选用三相带差分放大机构的热继电器才能进行最佳的保护。
1、热继电器主要参数的选择:
热继电器的主要参数有额定电压、额定电流、相数和热元件编号等。
2、热继电器的型号及意义:
四、速度继电器
速度继电器主要用于电动机反接制动,所以也称反接制动继电器。
电动机反接制动时,为防止电动机反转,必须在反接制动结束时或结束前及时切断电源
1、速度继电器的结构
2、速度继电器的工作原理
2、文字符号及图形符号
3.作业:
铁壳开关或一些组合开关在结构上加装了速断弹簧装置,其主要作用是有利于迅速熄灭电弧。
()
选择电动机操作开关时,开关的额定容量应按电动机的额定负荷和起动电流选择,一般不小于电动机额定电流的1.3倍。
()
107、负荷开关可以拉合负荷电流,也可以开断短路电流。
()
108、带负载拉开动力配电箱的闸刀开关,应用力迅速拉开。
()
109、控制照明灯用的单极开关及熔断器应串接在相线上。
()
110、倒闸操作必须由两人执行,其中对设备较为熟悉者操作。
千瓦及以上的用电设备,其插座前应加装闸刀开关控制。
A、1;B、2;C、3
70、应按每灯分别设置熔断器保护。
A、宾馆饰灯;B、餐厅壁灯;C、厨房照明灯
71、型的空气自动开关控制电动机,其过流瞬动元件的整定值应为电动机起动电流的1.7-2倍。
A、DZ-10;B、DW-10
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