1、第第3 3章低压电器概述章低压电器概述3.1低压电器类型低压电器类型1按分类原则不同，低压电器可分为五种类型，见表按分类原则不同，低压电器可分为五种类型，见表3-13-1。第第3 3章低压电器概述章低压电器概述3.2低压电器市场低压电器市场2按分类原则不同，低压电器可分为五种类型，见表按分类原则不同，低压电器可分为五种类型，见表3-13-1。3.3低压电器行业低压电器行业3.3.1 3.3.1 行业状况行业状况 说说湘潭，温州说说湘潭，温州3.3.2 3.3.2 产品状况产品状况 低压电器四代产品低压电器四代产品3.3.3 3.3.3 发展趋势发展趋势 四四“化化”（小型，模块，一体，标准）（
2、小型，模块，一体，标准）第第3 3章低压电器概述章低压电器概述3.4低压电器技术的发展低压电器技术的发展33.4.1 3.4.1 标准标准3.4.2 3.4.2 已应用的技术已应用的技术 包括包括仿真设计技术，开断技术，选择性保护技术，智能化技仿真设计技术，开断技术，选择性保护技术，智能化技术，现场总线技术，环保技术，可靠性技术术，现场总线技术，环保技术，可靠性技术。为提高低压电器的可靠性，为提高低压电器的可靠性，要对低压电器的可靠性设计、可要对低压电器的可靠性设计、可靠性指标与考核方法、可靠性试验设备和可靠性增长等进行不断靠性指标与考核方法、可靠性试验设备和可靠性增长等进行不断研究。研究。3
3、.4.3 3.4.3 待研究的技术待研究的技术第第4 4章章低压配电电器低压配电电器4.1低压配电电器的定义、分类和性能低压配电电器的定义、分类和性能4.1.1 4.1.1 定义定义 低压配电电器是指在低压配电系统或动力装置中，用于电能低压配电电器是指在低压配电系统或动力装置中，用于电能的输送、分配、电路的接通和分断以及对低压配电系统进行保护的输送、分配、电路的接通和分断以及对低压配电系统进行保护的电器。的电器。4.1.2 4.1.2 分类分类 分低压开关、低压熔断器、低压断路器和低压互感器四大类，分低压开关、低压熔断器、低压断路器和低压互感器四大类，表表4-14-1为前三大类的主要品种、主要
4、技术参数和用途（使用场所）。为前三大类的主要品种、主要技术参数和用途（使用场所）。4.1.3 4.1.3 性能要求性能要求 1 1、配电系统对低压配电电器的常用性能要求、配电系统对低压配电电器的常用性能要求 1 1）使用寿命长；）使用寿命长；2 2）通断能力强；）通断能力强；示例：为满足低压配电系统选择性保护的要求，上、下级低压示例：为满足低压配电系统选择性保护的要求，上、下级低压 断路器之间的过电流保护特性的配合如断路器之间的过电流保护特性的配合如图图4-1所示。所示。3 3）绝缘性能好；）绝缘性能好；4 4）电源转换快。）电源转换快。2 2、智能电网对低压配电电器的功能扩展要求、智能电网对
5、低压配电电器的功能扩展要求4.24.2低压开关类电器低压开关类电器4.2.1 4.2.1 类型类型 包括包括“刀开关、低压隔离开关、低压转换开关、低压双电源转换开刀开关、低压隔离开关、低压转换开关、低压双电源转换开关关”四种类型。四种类型。4.2.2 4.2.2 用途用途 主要用作隔离低压配电系统，以保证维修时系统中其他电器设备的主要用作隔离低压配电系统，以保证维修时系统中其他电器设备的安全。安全。4.2.3 4.2.3 典型产品典型产品 4.2.3.1 4.2.3.1 刀开关刀开关 组成结构不同的组成结构不同的刀开关刀开关结构示意图如图结构示意图如图4-2所示；所示；刀开关刀开关的电气符号和
6、产品外形如图的电气符号和产品外形如图4-3所示。所示。4.2.3 4.2.3 典型产品典型产品 是在断开位置能符合规定要求的机械开关电器。是在断开位置能符合规定要求的机械开关电器。用于不频繁地接通、分断交直流电路。用于不频繁地接通、分断交直流电路。有负荷隔离开关和熔断器式隔离开关两种，有负荷隔离开关和熔断器式隔离开关两种，一般需无负载操作。一般需无负载操作。电气符号如图电气符号如图 所示。所示。有四个作用：有四个作用：4.2.3 4.2.3 典型产品典型产品 又称组合开关，是一种可以控制多回路的低压开关电器。又称组合开关，是一种可以控制多回路的低压开关电器。有多触点、多档位、多段式、体积小、性
7、能可靠、操作有多触点、多档位、多段式、体积小、性能可靠、操作方便、安装灵活等优点。方便、安装灵活等优点。图形和文字符号如图图形和文字符号如图 所示。所示。图图 为万能转换开关的结构。为万能转换开关的结构。示例：示例：系列系列 示例：示例：倒顺开关倒顺开关 示例示例3 3：系列万能转换开关系列万能转换开关4.2.3 4.2.3 典型产品典型产品 一、定义：自动转换开关俗称双电源自动转换开关，是由一个（或几一、定义：自动转换开关俗称双电源自动转换开关，是由一个（或几个）个）转换开关电器和其他电器组成的。转换开关电器和其他电器组成的。二、作用：当电源发生断电、断相、过电压、欠电压等故障时，自动二、作
8、用：当电源发生断电、断相、过电压、欠电压等故障时，自动切换至备用电源，以保证重要负载的连续通电。切换至备用电源，以保证重要负载的连续通电。三、分类：三、分类：1、根据低压等级不同，分为低压转换开关和中压转换开关。、根据低压等级不同，分为低压转换开关和中压转换开关。2、根据操作方式不同，有双电源自动、根据操作方式不同，有双电源自动/手动手动/遥控转换三种。其中，双遥控转换三种。其中，双电源自动转换开关有电源自动转换开关有 级和级和 级级 两大类。两大类。3、根据配电系统的不同，、根据配电系统的不同，可选择不同的开关极数。可选择不同的开关极数。4.34.3低压熔断器类电器低压熔断器类电器4.3.1
9、 4.3.1 原理原理 1 1、低压熔断器的原理：熔断器串联于线路中，当线路发生过载和短、低压熔断器的原理：熔断器串联于线路中，当线路发生过载和短路时，线路电流增大，以本身产生的热量使路时，线路电流增大，以本身产生的热量使低压熔断器低压熔断器熔体的温度上升熔体的温度上升到熔点，熔体熔断并分断电路，以实现短路保护和过载保护。到熔点，熔体熔断并分断电路，以实现短路保护和过载保护。2 2、低压熔断器的熔体材料：有熔点较低、电阻率较大的铅、锡、锌、低压熔断器的熔体材料：有熔点较低、电阻率较大的铅、锡、锌及其合金和熔点较高、电阻率较小的银、铜、铝两大类。及其合金和熔点较高、电阻率较小的银、铜、铝两大类。
10、3 3、低压熔断器的熔体形状：有丝状和片状两种。、低压熔断器的熔体形状：有丝状和片状两种。4 4、低压熔断器的熔体温度：低压熔断器的熔体熔断包括升温、熔化、低压熔断器的熔体温度：低压熔断器的熔体熔断包括升温、熔化、汽化和燃弧四个阶段。前三项时间之和为弧前时间，后一项为燃弧时间。汽化和燃弧四个阶段。前三项时间之和为弧前时间，后一项为燃弧时间。5 5、低压熔断器的熔体熔断：熔断过程如图、低压熔断器的熔体熔断：熔断过程如图 所示。所示。4.34.3低压熔断器类电器低压熔断器类电器4.3.2 4.3.2 类型类型 ）低压熔断器按填充物的有无，分低压熔断器按填充物的有无，分有填料和无填料有填料和无填料两
11、类。两类。填充材料要求填充材料要求熔点高、比热高、热导率高；灭弧过程中膨胀系数小，产生气体少；形状最好为卵圆形，颗粒大小适当；必须清洁，不能有金属或有机物质。填充材料填充材料主要有石英砂与三氧化二铝。其中，后者的性能优于前者主要有石英砂与三氧化二铝。其中，后者的性能优于前者（密度、熔点、热导率均较高），但石英砂价廉，多采用，其直径为（密度、熔点、热导率均较高），但石英砂价廉，多采用，其直径为0.2-0.4mm。）低压熔断器按填充物的有无，分低压熔断器按填充物的有无，分有填料和无填料有填料和无填料两类。两类。优点很多，包括优点很多，包括使用安全；绝缘管内压力低；有良好的过载保使用安全；绝缘管内压
12、力低；有良好的过载保护反时限特性，又有良好的短路保护特性；具有限流作用；有护反时限特性，又有良好的短路保护特性；具有限流作用；有醒目的熔断指示，便于识别故障电路；额定分断能力高（醒目的熔断指示，便于识别故障电路；额定分断能力高（25-100kA），等。），等。RL6RL6螺旋式熔断器螺旋式熔断器NTNT系列低高分断能力熔断器系列低高分断能力熔断器NGTNGT系列系列RSO/RS3RSO/RS3系列系列4.3.2 4.3.2 类型类型4.3.2 4.3.2 类型类型 ）按照使用方法不同按照使用方法不同，分，分一般工业用熔断器、半导体器件保护一般工业用熔断器、半导体器件保护用快速熔断器、特殊熔断器
13、用快速熔断器、特殊熔断器（自复式）。（自复式）。）按照限流情况不同按照限流情况不同，分，分不限流和限流不限流和限流两类低压熔断器。两类低压熔断器。如图如图 所示。所示。4.3.3 4.3.3 结构结构 低压熔断器的典型结构如图低压熔断器的典型结构如图 和图和图 所示。所示。用滑石陶瓷或高频陶瓷制成的用滑石陶瓷或高频陶瓷制成的绝缘管绝缘管具有较高的机械强度具有较高的机械强度和耐热性（十几个大气压）。和耐热性（十几个大气压）。熔体、熔断体（结构见右图）熔体、熔断体（结构见右图）和熔断器的关系？和熔断器的关系？圆管刀形触头熔断体圆管刀形触头熔断体圆筒帽形熔断体圆筒帽形熔断体4.34.3低压熔断器类电
14、器低压熔断器类电器4.3.4 4.3.4 主要技术参数主要技术参数 1 1）额定电压）额定电压 2 2）额定电流）额定电流 3 3）最小熔化电流）最小熔化电流 表征 熔断器对过载的灵敏度。4 4）额定分断能力）额定分断能力 5 5）限流系数）限流系数 4.34.3低压熔断器类电器低压熔断器类电器4.3.4 4.3.4 主要技术参数主要技术参数 6 6）保护特性（安秒特性）保护特性（安秒特性）4.34.3低压熔断器类电器低压熔断器类电器4.3.4 4.3.4 主要技术参数主要技术参数 7 7）冶金效应冶金效应 4.34.3低压熔断器类电器低压熔断器类电器4.3.5 4.3.5 产品选择产品选择
15、1 1、选择原则：、选择原则：有有6 6个方面。个方面。2 2、类型选择：、类型选择：4.3.6 4.3.6 典型产品典型产品 示例：示例：有填料封闭管式和无填料封闭管式低压熔断器的对比，有填料封闭管式和无填料封闭管式低压熔断器的对比，见表见表 。示例：示例：低压熔断器。低压熔断器。4.44.4低压断路器类电器低压断路器类电器4.4.1 4.4.1 概述概述 一、定义：一、定义：二、构造：二、构造：三、发展：三、发展：4.44.4低压断路器类电器低压断路器类电器4.4.2 4.4.2 分类分类 一、按保护对象不同分类：一、按保护对象不同分类：二、二、按结构型式不同分类：按结构型式不同分类：万能
16、式断路器（又称框架式断路器，万能式断路器（又称框架式断路器，Air Circuit Breaker，A）、）、塑壳式断路器（塑壳式断路器（Moulded Case Circuit Breaker，）、微型断路，）、微型断路器（器（Miniature Circuit Breaker，），剩余电流断路器（也称漏电，），剩余电流断路器（也称漏电保护断路器，保护断路器，Earth Leakage Circuit Breaker，），）4.44.4低压断路器类电器低压断路器类电器4.4.2 4.4.2 分类分类 三三、按使用类别不同分类：、按使用类别不同分类：四四、按灭弧介质不同分类：、按灭弧介质不同分
17、类：五五、按灭弧技术不同分类：、按灭弧技术不同分类：六六、按操作方式不同分类：、按操作方式不同分类：4.4.2 4.4.2 分类分类 七、七、按极数不同分类：按极数不同分类：八、八、按安装方式不同分类：按安装方式不同分类：九、按电流种类不同分类：九、按电流种类不同分类：十、按灭弧介质不同分类：十、按灭弧介质不同分类：十一、按使用类别不同分类：十一、按使用类别不同分类：十二、按限流原理不同分类：十二、按限流原理不同分类：有限流作用的好处：有限流作用的好处：减小线路及电气设备通过短路电流时所承受的电减小线路及电气设备通过短路电流时所承受的电动力及热效应，既可以节省线路和设备投资，又保证了设备的安全
18、运行。动力及热效应，既可以节省线路和设备投资，又保证了设备的安全运行。4.4.2 4.4.2 分类分类 十三、按分断速度不同分类：十三、按分断速度不同分类：十四、按用途不同分类：十四、按用途不同分类：十五、按保护装置不同分类：十五、按保护装置不同分类：4.4.3 4.4.3 基本特性与技术参数基本特性与技术参数4.4.3.1 4.4.3.1 基本特性与技术参数基本特性与技术参数低压断路器具有结构复杂、通断能力强、保护特性多、动稳定性与低压断路器具有结构复杂、通断能力强、保护特性多、动稳定性与热稳定性高的特性。热稳定性高的特性。思考：思考：1 1、欠电压保护；低压断路器的欠电压脱扣器。、欠电压保
19、护；低压断路器的欠电压脱扣器。2 2、接地故障、接地故障。DW45CM14.4.3.2 4.4.3.2 技术参数技术参数 低压断路器的选择，需根据低压断路器的选择，需根据额定电压额定电压、额定电流额定电流、额定接通与分断能力、额定接通与分断能力、脱扣器整定电流脱扣器整定电流和和欠电压脱扣器电压欠电压脱扣器电压等参数来确定，需从短路特性和灵敏系等参数来确定，需从短路特性和灵敏系数方面进行校验。数方面进行校验。一、一、额定电压和额定电流额定电压和额定电流 低压断路器的额定工作电压和额定电流应分别不低于线路额定电压和计低压断路器的额定工作电压和额定电流应分别不低于线路额定电压和计算电流。算电流。1
20、1、额定电压、额定电压 包括包括额定工作电压额定工作电压（一般取电网额定电压等级）、（一般取电网额定电压等级）、额定绝缘电压额定绝缘电压（一般（一般取最大额定工作电压）取最大额定工作电压）和和额定脉冲电压额定脉冲电压（大于或等于线路过电压峰值）。（大于或等于线路过电压峰值）。对分励和欠电压脱扣器，对分励和欠电压脱扣器，其额定电压应等于线路的额定电压。其额定电压应等于线路的额定电压。2 2、额定电流、额定电流 为低压断路器的额定持续电流。为低压断路器的额定持续电流。长延时脱扣器的整定电流应大于或等于长延时脱扣器的整定电流应大于或等于线路的计算负载电流，线路的计算负载电流，同时应不大于线路导体长期
21、允许电流的同时应不大于线路导体长期允许电流的0.81倍；瞬倍；瞬时或短延时脱扣器整定电流应大于线路尖峰电流。时或短延时脱扣器整定电流应大于线路尖峰电流。二、二、额定接通与分断能力额定接通与分断能力 1、定义：、定义：是指在规定条件下，能够可靠地接通是指在规定条件下，能够可靠地接通和分断的短路电流值，包括额定接通能力和额定分断能力。和分断的短路电流值，包括额定接通能力和额定分断能力。1）额定接通能力）额定接通能力 指额定短路接通能力，是指在额定参数下可接通的指额定短路接通能力，是指在额定参数下可接通的最大短路电流，用最大预期峰值电流表示。最大短路电流，用最大预期峰值电流表示。2）额定分断能力）额
22、定分断能力 包括额定短路分断能力、额定极限短路分断能力包括额定短路分断能力、额定极限短路分断能力（Icu，试验后不要求断路器继续运行），试验后不要求断路器继续运行）和额定运行短路分断能力和额定运行短路分断能力（Ics，试验试验后要求断路器继续运行）后要求断路器继续运行）。三、三、限流能力限流能力 限流式断路器（分断时间短得足以使短路电流达到其预期峰值前分断限流式断路器（分断时间短得足以使短路电流达到其预期峰值前分断的断路器）和快速断路器（直流断路器，的断路器）和快速断路器（直流断路器，含义同限流式）含义同限流式）要求有较高的限要求有较高的限流能力。一般情况下，极限接通和分断能力时的限流系数流能
23、力。一般情况下，极限接通和分断能力时的限流系数 是实际分断电是实际分断电流（峰值）与预期短路分断电流（峰值）的比值，值在流（峰值）与预期短路分断电流（峰值）的比值，值在0.30.6之间。之间。为了达到较高的限流能力，为了达到较高的限流能力，要求限流式断路器的固有动作时间小于要求限流式断路器的固有动作时间小于。四、四、动作时间动作时间 低压断路器的低压断路器的动作时间动作时间指从电路出现短路的瞬间至触头分离、电弧熄指从电路出现短路的瞬间至触头分离、电弧熄灭、电路完全分断所需的全部时间。灭、电路完全分断所需的全部时间。限流式和快速断路器的动作时间一般小于。限流式和快速断路器的动作时间一般小于。五、
24、五、使用寿命使用寿命 在正常负载条件下，在正常负载条件下，断路器应能保证在操作规定的次数（即使用寿命）断路器应能保证在操作规定的次数（即使用寿命）内不需更换零部件。内不需更换零部件。低压断路器的寿命根据产品容量的不同而不同，一般在低压断路器的寿命根据产品容量的不同而不同，一般在2000 20000 次之间。次之间。六、六、保护特性保护特性 低压断路器具有过电流保护特性低压断路器具有过电流保护特性（为多段选择性，（为多段选择性，见图见图 ）、欠）、欠电压保护特性（瞬时或短延时）、漏电电压保护特性（瞬时或短延时）、漏电保护特性（漏电电流超过规定值分断电保护特性（漏电电流超过规定值分断电路）路）等多
25、种保护，等多种保护，保护特性完善。保护特性完善。七、七、灵敏系数灵敏系数 即线路最小短路电流和断路器瞬时或延时脱扣器整定电流之比。即线路最小短路电流和断路器瞬时或延时脱扣器整定电流之比。低压断路器应按短路电流进行灵敏系数校验。两相短路时，灵敏系数低压断路器应按短路电流进行灵敏系数校验。两相短路时，灵敏系数不小于；不小于；单相短路时，灵敏系数可取单相短路时，灵敏系数可取1.5。4.4.4 4.4.4 低压断路器的低压断路器的工作原理工作原理一、工作原理一、工作原理 低压断路器工作时，利用各种感受元件检测电路电量的异常变化，低压断路器工作时，利用各种感受元件检测电路电量的异常变化，然后将电能的变化
26、量转化为机械能，通过操作机构，将力施加到执行元然后将电能的变化量转化为机械能，通过操作机构，将力施加到执行元件，使其产生动作，将电路分断。各种故障发生时，低压断路器能自动件，使其产生动作，将电路分断。各种故障发生时，低压断路器能自动分断，且不必更换任何零件即可重新闭合并迅速恢复供电。分断，且不必更换任何零件即可重新闭合并迅速恢复供电。当低压断路器的结构型式不同时，工作原理也有所区别，以下分别当低压断路器的结构型式不同时，工作原理也有所区别，以下分别进行简单介绍。进行简单介绍。二、组成二、组成 三、几个重要部件和概念三、几个重要部件和概念过电流脱扣器过电流脱扣器分励脱扣器分励脱扣器欠电压脱扣器欠
27、电压脱扣器操作机构操作机构自由脱扣自由脱扣4.4.4.1 4.4.4.1 万能式低压断路器（）万能式低压断路器（）一、一、概况概况 1、定义：、定义：因所有零件都装在一个钢制框架（小容量的也可用塑料底板因所有零件都装在一个钢制框架（小容量的也可用塑料底板加金属支架）加金属支架）上，万能式低压断路器也被称为框架式或上，万能式低压断路器也被称为框架式或 型低压断路器。型低压断路器。2、用途：主要用于额定电压、用途：主要用于额定电压380 1140、额定电流、额定电流 或分断能力要求特别高的配电系统的主电路，使被保护线路及电源设或分断能力要求特别高的配电系统的主电路，使被保护线路及电源设备免受过载、
28、欠电压、短路、单相接地等多种故障的危害。备免受过载、欠电压、短路、单相接地等多种故障的危害。3、种类：普通式和限流式；敞开式和金属箱防护式结构形式。、种类：普通式和限流式；敞开式和金属箱防护式结构形式。4、选择：选择型断路器、快速断路器、特别是大容量低压断路器，、选择：选择型断路器、快速断路器、特别是大容量低压断路器，多设计成万能式低压断路器。多设计成万能式低压断路器。二、二、发展历程发展历程 国内四代万能式低压断路器的典型产品情况。国内四代万能式低压断路器的典型产品情况。三、三、工作原理工作原理 以不限流型万能式低压断路器为例，以不限流型万能式低压断路器为例，其结构如图其结构如图 所示，所示
29、，工工作原理如图作原理如图 所示。所示。图图4-21 不限流型万能式低压断路器的工作原理图不限流型万能式低压断路器的工作原理图四、四、发展方向发展方向 万能式低压断路器产品的发展方向是：万能式低压断路器产品的发展方向是：分断能力高、保护性能完善、分断能力高、保护性能完善、智能化（具有双向通信智能化（具有双向通信“四遥四遥”功能）、数字化、结构模块化、小体化、功能）、数字化、结构模块化、小体化、节能化、塑料化、网络化、环保化、使用快捷方便等。节能化、塑料化、网络化、环保化、使用快捷方便等。（五、五、智能型万能式低压断路器智能型万能式低压断路器 2、智能型万能式断路器的构成、智能型万能式断路器的构
30、成 由断路器本体和智能控制（脱扣）由断路器本体和智能控制（脱扣）器组器组成，本体结构如图成，本体结构如图 所示。包括所示。包括、，、等部件。等部件。3、4、智能脱扣器的构成智能脱扣器的构成 主要由主要由微处理器（）、微处理器（）、转换单转换单元、信号采集单元、键盘显示单元、执行单元、电源单元、通信单元元、信号采集单元、键盘显示单元、执行单元、电源单元、通信单元等部等部分组成，分组成，其工作原理框图如图其工作原理框图如图 所示。所示。智能脱扣器的软件包括主程序和中断程序，智能脱扣器的软件包括主程序和中断程序，其中，主程序包括通信处其中，主程序包括通信处理、故障处理、键盘处理、显示处理、能量记忆处
31、理等程序；中断程序包理、故障处理、键盘处理、显示处理、能量记忆处理等程序；中断程序包括键盘中断、定时器中断和通信中断，中断优先级从高到低为定时器、键括键盘中断、定时器中断和通信中断，中断优先级从高到低为定时器、键盘、通信。盘、通信。5 5、智能型万能式断路器的功能特点、智能型万能式断路器的功能特点 （1 1）保护功能多样化；保护功能多样化；（2 2）选择性强；选择性强；（3 3）具有良好的人机界面；具有良好的人机界面；（4 4）具有显示与记忆功能；具有显示与记忆功能；（5 5）具有故障自诊断、预警与试验功能。具有故障自诊断、预警与试验功能。4.4.4.2 4.4.4.2 塑壳塑壳断路器（断路器
32、（MCCB）一、一、概况概况 1、定义：源于断路器的绝缘外壳和框架均用塑料压制而成，、定义：源于断路器的绝缘外壳和框架均用塑料压制而成，触头系统、操作触头系统、操作机构和脱扣器等所有零部件都安装于塑料外壳中。机构和脱扣器等所有零部件都安装于塑料外壳中。2、用途：用于低压交流、用途：用于低压交流 或、额定电压在或、额定电压在 及以下，及以下，或直流额定电压或直流额定电压 及以下的电路中。及以下的电路中。不仅可以通断正常负载电流、电动不仅可以通断正常负载电流、电动机工作电流和过载电流，机工作电流和过载电流，还可以通断短路电流，还可以通断短路电流，主要用在不频繁操作的低压配电主要用在不频繁操作的低压
33、配电线路或开关柜中作为电源开关使用，线路或开关柜中作为电源开关使用，并对线路、电器设备及电动机等实行保护。并对线路、电器设备及电动机等实行保护。当发生严重过载、短路、漏电等故障时，当发生严重过载、短路、漏电等故障时，它能自动切断线路，它能自动切断线路，起到保护作用，起到保护作用，应应用十分广泛。用十分广泛。3、特点：优点是结构紧凑、体积小、质量轻、价格较低，、特点：优点是结构紧凑、体积小、质量轻、价格较低，并且使用较安全，并且使用较安全，适于独立安装；缺点是适于独立安装；缺点是 通断能力较弱、保护方案较少、维修不方便。通断能力较弱、保护方案较少、维修不方便。二、二、发展历程发展历程 仿苏产品系
34、列仿苏产品系列-自行设计和引进技术生产的产品系列。自行设计和引进技术生产的产品系列。三、三、产品结构产品结构 1、图、图 为塑壳断路器的结为塑壳断路器的结构。图中，左下部为触头系统和栅片灭构。图中，左下部为触头系统和栅片灭弧系统，左上部为操作机构，右侧为脱弧系统，左上部为操作机构，右侧为脱扣机构，顶部为操作手柄。扣机构，顶部为操作手柄。2、示例：、示例：塑壳断路器。塑壳断路器。规格：规格：额定电流，额定电流，额定电压。额定电压。用途：用途：在配电环节，在配电环节，可实现短路、过载、欠电压等故障的保护。可实现短路、过载、欠电压等故障的保护。3、示例：、示例：智能型万能式断路器。智能型万能式断路器
35、。主要适用于交流主要适用于交流50Hz，额定工作电压为，额定工作电压为400、690，额定电流为，额定电流为4006300的配电网络中，用来分配电能和保护线路及电源设备免受过载、欠电压、短路和接的配电网络中，用来分配电能和保护线路及电源设备免受过载、欠电压、短路和接地等故障的危害。地等故障的危害。四、四、特性特性 1、开断过程、开断过程 塑壳断路器采用的是栅片塑壳断路器采用的是栅片灭弧，这种灭弧的开断过程一灭弧，这种灭弧的开断过程一般分为般分为 个阶段，个阶段，如图如图 所示。所示。2、塑壳断路器限制短路电流的条件、塑壳断路器限制短路电流的条件 从图从图 中可看出，决定电弧电压的参数，有限流机
36、构动作时间中可看出，决定电弧电压的参数，有限流机构动作时间、电弧停滞时间、电弧停滞时间、电弧电压上升率、电弧电压上升率和电弧电压幅值和电弧电压幅值arcm四个。四个。五、五、技术现状技术现状 六、六、设计示例设计示例 1 1、设计示例：、设计示例：塑壳断路器灭弧室的设计改进。塑壳断路器灭弧室的设计改进。2 2、设计示例：、设计示例：4.4.4.3 4.4.4.3 剩余电流剩余电流断路器断路器一、一、概况概况 1、剩余电流断路器，剩余电流断路器，过去被称为漏电保护器、漏电保安器。过去被称为漏电保护器、漏电保安器。2、国内外剩余电流断路器的发展阶段及相关产品型号。、国内外剩余电流断路器的发展阶段及
37、相关产品型号。二、二、分类分类 为适应不同电网和不同保护目的的需要，剩余电流断路器主要有十种分为适应不同电网和不同保护目的的需要，剩余电流断路器主要有十种分类方式。类方式。三、三、结构结构 如图如图 所示，所示，剩余电流断路器主要由零序电剩余电流断路器主要由零序电流互感器与执行机构（图流互感器与执行机构（图 右侧）和低压断路器本体（图右侧）和低压断路器本体（图 左侧）组成，分别起检测、比较和执行（由分励脱扣器完成）的功能。左侧）组成，分别起检测、比较和执行（由分励脱扣器完成）的功能。四、剩余电流四、剩余电流断路器的断路器的工作原理工作原理 四、剩余电流四、剩余电流断路器的断路器的工作原理工作原
38、理 3、剩余电流断路器有两种检测执行机构、剩余电流断路器有两种检测执行机构 一种是利用环形铁心的感应能量直接通过脱扣器执行的电磁式漏一种是利用环形铁心的感应能量直接通过脱扣器执行的电磁式漏电，也就是标准中的与电压无关的剩余电流断路器；电，也就是标准中的与电压无关的剩余电流断路器；另一种是环形铁心感应的信号通过线路板放大后，触发执行机构，另一种是环形铁心感应的信号通过线路板放大后，触发执行机构，即与电压有关的剩余电流断路器。即与电压有关的剩余电流断路器。当被保护电路发生漏电或有人触电，当被保护电路发生漏电或有人触电，漏电或触电电流将大于整定漏电或触电电流将大于整定电流，通过零序电流互感器一次侧各
39、相电流的相量和大于整定值电流，通过零序电流互感器一次侧各相电流的相量和大于整定值时，晶闸管导通、分励脱扣器线圈通电，驱动断路器本体跳闸，切断时，晶闸管导通、分励脱扣器线圈通电，驱动断路器本体跳闸，切断故障电路，从而实现漏电或触点保护。故障电路，从而实现漏电或触点保护。五、使用场所五、使用场所 根据国家标准要求，有根据国家标准要求，有10类设备和场所需安装剩余电流类设备和场所需安装剩余电流断路器。断路器。六、注意事项六、注意事项 剩余电流断路器在安装使用过程中有七个方面要注意。剩余电流断路器在安装使用过程中有七个方面要注意。七、技术改进七、技术改进 1.一、一、概况概况 新系列断路器之所以能在分
40、断性能上有大幅度提高，是因为采用了在提新系列断路器之所以能在分断性能上有大幅度提高，是因为采用了在提升电弧电压和防止触头回落的基础上研究发展的新的限流技术，包括：采升电弧电压和防止触头回落的基础上研究发展的新的限流技术，包括：采用上进线静触头导电回路，增强触头区磁场；双断点分断技术；绝缘器用上进线静触头导电回路，增强触头区磁场；双断点分断技术；绝缘器壁产气和压力喷弧技术；金属蒸气喷流技术；固体绝缘屏蔽限流技术。壁产气和压力喷弧技术；金属蒸气喷流技术；固体绝缘屏蔽限流技术。这些新技术就是。这些新技术就是。二、二、分述分述 1.采用上进线静触头导电回路；采用上进线静触头导电回路；2.双断点分断技术
41、；双断点分断技术；3.绝缘器壁产气和压力喷弧技术；绝缘器壁产气和压力喷弧技术；4.金属蒸气喷流技术（）；金属蒸气喷流技术（）；5.固体绝缘屏蔽限流技术；固体绝缘屏蔽限流技术；6.新的灭弧技术。新的灭弧技术。4.4.6.1 4.4.6.1 塑壳断路器（）塑壳断路器（）以以 为例。为例。1.它采用双断点灭弧技术，分断能力高，它采用双断点灭弧技术，分断能力高，Ics=100%Icu=70kA。2.关于关于 的瞬时脱扣器（磁通变换器）、操作机构结构和参的瞬时脱扣器（磁通变换器）、操作机构结构和参数、触头和导电回路的设计方法和灭弧室的实验分析方法的简介。数、触头和导电回路的设计方法和灭弧室的实验分析方法
42、的简介。3.几个几个 在短路电流在短路电流 时的机构动作时间见表时的机构动作时间见表 。4.4.6.2 4.4.6.2 提高框架断路器短时耐受与开断性能的新技术提高框架断路器短时耐受与开断性能的新技术 1.短时耐受过程中动热稳定性分析。短时耐受过程中动热稳定性分析。2.提高框架断路器短时耐受电流的方法。提高框架断路器短时耐受电流的方法。3.短路电流下双断口框架断路器的机构主轴应力分析。短路电流下双断口框架断路器的机构主轴应力分析。4.短时耐受计算的实验验证。短时耐受计算的实验验证。4.5.1 4.5.1 概况概况一、定义一、定义 1.终端终端：是指电力系统的末端电路。：是指电力系统的末端电路。
43、2.终端电器终端电器：是模数化终端电器或终端保护电器的简称。：是模数化终端电器或终端保护电器的简称。二、对象二、对象 既包括既包括，也包括，也包括和和。前者，有。前者，有等；后者包括等；后者包括调光器、定时器、插座和电流表、电压表调光器、定时器、插座和电流表、电压表和和计计时器互感器、低压选择开关时器互感器、低压选择开关等。等。三、构成三、构成包括模数化电器及其之间的电气、机械连接和外壳（全塑包括模数化电器及其之间的电气、机械连接和外壳（全塑结构或不锈钢）等。结构或不锈钢）等。四、用途四、用途五、技术参数五、技术参数4.5.2 4.5.2 特征特征4.5.3 4.5.3 分类分类4.5.3 4
44、.5.3 分类分类结构如图结构如图 所示。所示。剩余电流断路器有剩余电流模块拼装式和整体式两种结构。剩余电流断路器有剩余电流模块拼装式和整体式两种结构。剩余电流断路器由普通的断路器加一个剩余电流剩余电流断路器由普通的断路器加一个剩余电流保护模块拼装而成，带剩余电流保护功能的同时，还带短路等保护功保护模块拼装而成，带剩余电流保护功能的同时，还带短路等保护功能。能。剩余电流断路器的结构如图剩余电流断路器的结构如图 7 7所示。所示。4.5.3 4.5.3 分类分类一、定义一、定义二、二、类型、主要技术要求和用途类型、主要技术要求和用途5.2 5.2 接触器接触器我国接触器产品的发展也是经历了仿前苏
45、联和自行开发的阶段。我国接触器产品的发展也是经历了仿前苏联和自行开发的阶段。其中的交流接触器各阶段的典型产品及技术特征见表其中的交流接触器各阶段的典型产品及技术特征见表 。其现。其现正朝着小型化、模块化、智能化、可通信、长寿命等方面发展。正朝着小型化、模块化、智能化、可通信、长寿命等方面发展。5.2.1 5.2.1 定义定义.接触器接触器 是一种能够频繁接通、承载和分断正常电路是一种能够频繁接通、承载和分断正常电路和过载电流的机械开关电器和过载电流的机械开关电器，常与热继电器或电子式过载继电，常与热继电器或电子式过载继电器（电动机保护器）组合使用。器（电动机保护器）组合使用。2.2.在工业电气
46、中，接触器的型号很多，电流在在工业电气中，接触器的型号很多，电流在10001000不等，其用处相当广泛。不等，其用处相当广泛。电磁铁 交流 直流主触头 交流 直流5.2.2 5.2.2 分类分类.按被控主电路电流按被控主电路电流种类不同，接触器分为交种类不同，接触器分为交流接触器（电压）流接触器（电压）和和直流接触器（电压）。直流接触器（电压）。5.2.2 5.2.2 分类分类2.2.按触点对数（极数）不同，接触器分为单极、二极、按触点对数（极数）不同，接触器分为单极、二极、三极、四极和五极，五极仅为转动式所有。三极、四极和五极，五极仅为转动式所有。3.3.按电磁系统的励磁电流种类不同，接触器
47、分为交流磁按电磁系统的励磁电流种类不同，接触器分为交流磁系统和直流磁系统两种，前者取电方便，后者具有无噪声和节系统和直流磁系统两种，前者取电方便，后者具有无噪声和节能的优点。能的优点。5.2.2 5.2.2 分类分类 4.4.按灭弧介质（触头所处介质）不同，接触器有空气式按灭弧介质（触头所处介质）不同，接触器有空气式和真空式。和真空式。5.5.按部件的安装排列形式不同，接触器可分为直动式和按部件的安装排列形式不同，接触器可分为直动式和转动式两大类。转动式两大类。6.6.按通断电路的元器件不同，接触器有触头通断式接触按通断电路的元器件不同，接触器有触头通断式接触器和半导体式接触器。器和半导体式接
48、触器。7.7.按操作机构不同，接触器有电磁式接触器和永磁式接触按操作机构不同，接触器有电磁式接触器和永磁式接触器。器。5.2.3 5.2.3 接触器结构接触器结构 有直动式、转动式和螺管式三种结构形式，均由电磁系统、触头系统、有直动式、转动式和螺管式三种结构形式，均由电磁系统、触头系统、灭弧系统，以及绝缘外壳、弹簧、短路环（用于交流接触器）、传动机构灭弧系统，以及绝缘外壳、弹簧、短路环（用于交流接触器）、传动机构等组成。其中，电磁系统由线圈、铁心、衔铁和反力弹簧等组成。等组成。其中，电磁系统由线圈、铁心、衔铁和反力弹簧等组成。交流接触器触头系统一般包括三对主触头、两对辅助动合触头和两对交流接触
49、器触头系统一般包括三对主触头、两对辅助动合触头和两对动断触头。触点可由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。动断触头。触点可由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。图图 为某型号空气式交流接触器的结构。为某型号空气式交流接触器的结构。对小容量的接触器，常用双断口触点灭弧、电动力灭弧、相间弧板隔对小容量的接触器，常用双断口触点灭弧、电动力灭弧、相间弧板隔弧及陶土灭弧罩灭弧。对于大容量的接触器，采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧。弧及陶土灭弧罩灭弧。对于大容量的接触器，采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧。5.2.3 5.2.3 接触器结构接触器结构 示例：示例：交流接触器的结构如图交流接触器的结构如图
50、 所示。所示。基座基座短路环短路环塔形弹簧塔形弹簧触头支持触头支持静触头静触头灭弧片灭弧片动触头动触头边罩边罩接线端子接线端子壳体壳体衔铁衔铁线圈骨架线圈骨架线圈线圈磁轭磁轭5.2.3 5.2.3 接触器结构接触器结构其结构与普通空气式基本相同，不同之处其结构与普通空气式基本相同，不同之处是用永磁驱动机构取代了传统的电磁铁驱动机构。是用永磁驱动机构取代了传统的电磁铁驱动机构。永磁式交流接触器的合闸保持依靠的是永磁力，仅有电子模块永磁式交流接触器的合闸保持依靠的是永磁力，仅有电子模块需需0.80.81.51.5工作电流，故节电率达工作电流，故节电率达99.8%99.8%以上，属于微功耗的以上，属
