1、v 作用：短路和严重过载保护作用：短路和严重过载保护v 应用：串接于被保护电路的首端应用：串接于被保护电路的首端v 优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻v 分类：分类：熔断器熔断器瓷插式瓷插式RCRC螺旋式螺旋式RLRL有填料式有填料式RTRT无填料密封式无填料密封式RMRM快速熔断器快速熔断器RSRS自恢复熔断器自恢复熔断器瓷插式熔断器瓷插式熔断器 熔断器熔断器螺旋式熔断器螺旋式熔断器 熔断器熔断器有填料式熔断器有填料式熔断器 熔断器熔断器无填料密封式熔断器无填料密封式熔断器 熔断器熔断器快速熔断器快速熔断器 熔断器熔断器自恢复熔断器自恢复
2、熔断器 熔断器熔断器 熔断器是一种简单而有效的保护电器，在电路中主要熔断器是一种简单而有效的保护电器，在电路中主要起短路保护作用。起短路保护作用。熔断器主要由熔体和安装熔体的绝缘管熔断器主要由熔体和安装熔体的绝缘管(或盖、座或盖、座)等等部分组成。其中熔体是主要部分，它既是感测元件又是执部分组成。其中熔体是主要部分，它既是感测元件又是执行元件。熔体是由不同金属材料行元件。熔体是由不同金属材料(铅锡合金、锌、铜或银铅锡合金、锌、铜或银)制成丝状、带状、片状或笼状，串接于被保护电路。当电制成丝状、带状、片状或笼状，串接于被保护电路。当电路发生短路或过载故障时，通过熔体的电流使其发热，当路发生短路或
3、过载故障时，通过熔体的电流使其发热，当达到熔化温度时，熔体自行熔断，从而分断故障电路。熔达到熔化温度时，熔体自行熔断，从而分断故障电路。熔断管一般由硬质纤维或瓷质绝缘材料制成半封闭式或封闭断管一般由硬质纤维或瓷质绝缘材料制成半封闭式或封闭式管状外壳，熔体装于其中。熔断管的作用是便于安装熔式管状外壳，熔体装于其中。熔断管的作用是便于安装熔体和有利于熔体熔断时熄灭电弧。体和有利于熔体熔断时熄灭电弧。熔断器的结构与分类熔断器的结构与分类 熔断器的种类很多，按结构可分为半封闭插入式、螺旋式、无填熔断器的种类很多，按结构可分为半封闭插入式、螺旋式、无填料密封管式和有填料密封管式。按用途可分为一般工业用熔
4、断器、半料密封管式和有填料密封管式。按用途可分为一般工业用熔断器、半导体器件保护用快速熔断器和特殊熔断器导体器件保护用快速熔断器和特殊熔断器(如具有两段保护特性的快如具有两段保护特性的快慢动作熔断器、自复式熔断器慢动作熔断器、自复式熔断器)。常用的熔断器有以下几种。常用的熔断器有以下几种。1 1插入式熔断器插入式熔断器 插入式熔断器如图插入式熔断器如图l.43l.43所示，常用于所示，常用于380V380V及以下电压等级的电路及以下电压等级的电路末端，作为配电支线或电气设备的短路保护来使用。末端，作为配电支线或电气设备的短路保护来使用。2 2螺旋式熔断器螺旋式熔断器 螺旋式熔断器如图螺旋式熔断
5、器如图l.44l.44所示。熔体上的上端盖有一熔断指示器，所示。熔体上的上端盖有一熔断指示器，一旦熔体熔断，指示器马上弹出，可透过瓷帽上的玻璃孔观察到，它一旦熔体熔断，指示器马上弹出，可透过瓷帽上的玻璃孔观察到，它常用于机床电气控制设备中。螺旋式熔断器分断电流较大，可用于电常用于机床电气控制设备中。螺旋式熔断器分断电流较大，可用于电压等级压等级500V500V及其以下、电流等级及其以下、电流等级200A200A以下的电路中，作短路保护。以下的电路中，作短路保护。图图1.43 1.43 插入式熔断器插入式熔断器ll动触头动触头 2 2熔体熔体 3 3瓷插件瓷插件 4 4静触头静触头 5 5瓷座瓷
6、座 图图1.441.44 螺旋式熔断器螺旋式熔断器ll底座底座 2 2熔体熔体 3 3瓷帽瓷帽 3 3封闭式熔断器封闭式熔断器 封闭式熔断器分为有填料熔断器和无填料熔断器两种。封闭式熔断器分为有填料熔断器和无填料熔断器两种。有填料封闭式熔断器如图有填料封闭式熔断器如图 l.45 l.45所示，一般用方形瓷管，内装所示，一般用方形瓷管，内装石英砂及熔体，分断能力强，用于电压等级石英砂及熔体，分断能力强，用于电压等级500V500V以下、电流以下、电流等级等级1kA1kA以下的电路中。无填料封闭式熔断器如图以下的电路中。无填料封闭式熔断器如图l.46l.46所示，所示，将熔体装入密闭式圆筒中，分断
7、能力稍小，用于将熔体装入密闭式圆筒中，分断能力稍小，用于500V500V以下、以下、600A600A以下电力网或配电设备中。以下电力网或配电设备中。4 4快速熔断器快速熔断器 快速熔断器主要用于半导体整流元件或整流装置的短路快速熔断器主要用于半导体整流元件或整流装置的短路保护。由于半导体元件的过载能力很低，只能在极短时间内保护。由于半导体元件的过载能力很低，只能在极短时间内承受较大的过载电流，因此要求短路保护具有快速熔断的能承受较大的过载电流，因此要求短路保护具有快速熔断的能力。快速熔断器的结构和有填料封闭式熔断器基本相同，但力。快速熔断器的结构和有填料封闭式熔断器基本相同，但熔体材料和形状不
8、同，它是以银片冲制的有熔体材料和形状不同，它是以银片冲制的有V V形深槽的变截面形深槽的变截面熔体。熔体。图图1.45 1.45 有填料封闭式熔断器有填料封闭式熔断器11瓷底座瓷底座 2 2弹簧片弹簧片 3 3管体管体 4 4绝缘手柄绝缘手柄 5 5熔体熔体 图图1.46 1.46 无填料封闭式熔断器无填料封闭式熔断器ll铜圈铜圈 2 2熔断管熔断管 3 3管帽管帽44插座插座 5 5特殊垫圈特殊垫圈 66熔体熔体 7 7熔片熔片 5 5自复熔断器自复熔断器 自复熔断器采用金属钠作熔体，在常温下具有高电导率。当电自复熔断器采用金属钠作熔体，在常温下具有高电导率。当电路发生短路故障时，短路电流产
9、生高温使钠迅速汽化，汽态钠呈现路发生短路故障时，短路电流产生高温使钠迅速汽化，汽态钠呈现高阻态，从而限制了短路电流。当短路电流消失后，温度下降，金高阻态，从而限制了短路电流。当短路电流消失后，温度下降，金属钠恢复原来的良好导电性能。自复熔断器只能限制短路电流，不属钠恢复原来的良好导电性能。自复熔断器只能限制短路电流，不能真正分断电路。其优点是不必更换熔体，能重复使用。能真正分断电路。其优点是不必更换熔体，能重复使用。熔断器的选用熔断器的选用 1 1熔断器的保护特性熔断器的保护特性 熔断器的动作是靠熔体的熔断来实现的熔断器的动作是靠熔体的熔断来实现的，当电流较大时，熔体熔断所需的时间就较，当电流
10、较大时，熔体熔断所需的时间就较短；而电流较小时，熔体熔断所需用的时间短；而电流较小时，熔体熔断所需用的时间就较长，甚至不会熔断。这一特性可用就较长，甚至不会熔断。这一特性可用“时时间电流特性间电流特性”曲线来描述，称熔断器的保曲线来描述，称熔断器的保护特性，如图护特性，如图1.471.47所示。所示。图图1.471.47中中I Ir r为最小融化电流或称临界电为最小融化电流或称临界电流，流，I Irere为熔体额定电流。当熔体电流小于为熔体额定电流。当熔体电流小于I Ir r时，熔体不会熔断。时，熔体不会熔断。I Ir r与熔体额定电流与熔体额定电流I Irere之之比称为熔断器的融化系数，即
11、比称为熔断器的融化系数，即K K=I Ir/r/I Irere，K K的的值小对小倍数过载保护有力，但值小对小倍数过载保护有力，但K K也不宜接近也不宜接近于于1 1，否则不仅熔体在，否则不仅熔体在I Irere下工作温度会过高下工作温度会过高，而且还有可能因保护特性本身的误差而发，而且还有可能因保护特性本身的误差而发生熔体在生熔体在I Irere下也熔断的现象，影响熔断器工下也熔断的现象，影响熔断器工作的可靠性。作的可靠性。图图1.47 1.47 熔断器的保护特性熔断器的保护特性2 2熔断器的主要参数熔断器的主要参数(1)(1)额定电压额定电压 指熔断器长期工作时和分断后能够承受的压指熔断器
12、长期工作时和分断后能够承受的压力。力。(2)(2)额定电流额定电流 指熔断器长期工作时，电器设备升温不超过指熔断器长期工作时，电器设备升温不超过规定值时所能承受的电流。熔断器的额定电流有两种：一规定值时所能承受的电流。熔断器的额定电流有两种：一种是熔管额定电流，也称熔断器的额定电流；另一种是熔种是熔管额定电流，也称熔断器的额定电流；另一种是熔体的额定电流。厂家为减少熔管额定电流的规格，熔管额体的额定电流。厂家为减少熔管额定电流的规格，熔管额定电流等级少，而熔体电流等级较多，在一种电流规格的定电流等级少，而熔体电流等级较多，在一种电流规格的熔断管内有适于几种电流规格的熔体，但熔体的额定电流熔断管
13、内有适于几种电流规格的熔体，但熔体的额定电流最大不能超过熔断管的额定电流。最大不能超过熔断管的额定电流。(3)(3)极限分断能力极限分断能力 指熔断器在规定的额定电压和功率因数指熔断器在规定的额定电压和功率因数(或时间常数或时间常数)条件下，能可靠分断的最大短路电流。条件下，能可靠分断的最大短路电流。(4)(4)熔断电流熔断电流 指通过熔体并能使其融化的最小电流。指通过熔体并能使其融化的最小电流。3 3熔断器的选择熔断器的选择 选择熔断器时主要要考虑熔断器的种类、额定电压、选择熔断器时主要要考虑熔断器的种类、额定电压、额定电流和熔体的额定电流等。额定电流和熔体的额定电流等。1)1)熔断器类型的
14、选择熔断器类型的选择 熔断器的类型主要依据负载的保护特性和短路电流的熔断器的类型主要依据负载的保护特性和短路电流的大小选择。对于容量小的电动机和照明支线，常采用熔断大小选择。对于容量小的电动机和照明支线，常采用熔断器作为过载及短路保护，因此熔体的熔化系数可适当小些器作为过载及短路保护，因此熔体的熔化系数可适当小些；对于较大容量的电动机和照明干线，则应着重考虑短路；对于较大容量的电动机和照明干线，则应着重考虑短路保护和分断能力，通常选用具有较高分断能力的熔断器；保护和分断能力，通常选用具有较高分断能力的熔断器；当短路电流很大时，宜采用具有限流作用的熔断器。当短路电流很大时，宜采用具有限流作用的熔
15、断器。2)2)熔断器额定电压的选择熔断器额定电压的选择 熔断器额定电压的选择值一般应等于或大于电器设备熔断器额定电压的选择值一般应等于或大于电器设备的额定电压。的额定电压。3)3)熔体的额定电流的选择熔体的额定电流的选择(1)(1)对于负载平稳无冲击的照明电路、电阻、电炉等，熔对于负载平稳无冲击的照明电路、电阻、电炉等，熔体额定电流略大于或等于负荷电路中的额定电流。即体额定电流略大于或等于负荷电路中的额定电流。即 I IrereI Ie e式中：式中：I Irere熔体的额定电流；熔体的额定电流；I Iee负载的额定电流。负载的额定电流。(2)(2)对于单台长期工作的电动机，熔体电流可按最大起
16、动对于单台长期工作的电动机，熔体电流可按最大起动电流选取，也可按下式选取。电流选取，也可按下式选取。I Ire(1.5re(1.52.5)2.5)I Ie e式中：式中：I Irere熔体的额定电流；熔体的额定电流；I Iee电动机的额定电流。电动机的额定电流。如果电动机频繁起动，式中系数可适当加大至如果电动机频繁起动，式中系数可适当加大至3 33.53.5，具体应根据实际情况而定。，具体应根据实际情况而定。(3)(3)对于多台长期工作的电动机对于多台长期工作的电动机(供电干线供电干线)的熔断器，熔的熔断器，熔体的额定电流应满足下列关系。体的额定电流应满足下列关系。I Ire(1.5re(1.
17、52.5)2.5)I IemaxemaxI Ie e式中：式中：I Iemaxemax多台电动机中容量最大的一台电动机额多台电动机中容量最大的一台电动机额定电流；定电流；I Iee其余电动机额定电流之和。其余电动机额定电流之和。当熔体额定电流确定后，根据熔断器额定电流大于当熔体额定电流确定后，根据熔断器额定电流大于或等于熔体额定电流来确定熔断器额定电流。或等于熔体额定电流来确定熔断器额定电流。4)4)熔断器级间的配合熔断器级间的配合 为防止发生越级熔断，上、下级为防止发生越级熔断，上、下级(即供电干、支线即供电干、支线)的熔断器之间应有良好的配合。选用时，应使上级的熔断器之间应有良好的配合。选
18、用时，应使上级(供电供电干线干线)熔断器的熔体额定电流比下级熔断器的熔体额定电流比下级(供电支线供电支线)的大的大1 12 2个级差。个级差。作用：电动机的过载保护利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作利用电阻值随温度变化而变化的特性制成利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作热继电器热继电器型式：双金属片式 热敏电阻式易熔合金式结构：由发热元件、双金属 片和触头及动作机构 等部分组成。热继电器热继电器a）外形 b）结构图 1-电流整定装置 2-主电路接线柱 3-复位按钮 4-常闭触头 5-动作机构 6-热元件 31-常闭触头接线柱32-公共动触头接线柱 33-常开触头接线柱 双金属片式
19、热继电器1-1.接线端子 2-主双金属片 3-热元件 4-推动导板 5-补偿双金属片 6-常闭触头 7-常开触头 8-复位调节螺钉 9-动触头 110-复位按钮 11-偏心轮 12-支撑件 13-弹簧 热继电器热继电器双金属片式热继电器原理示意图 热继电器的作用及工作原理热继电器的作用及工作原理1 1热继电器的作用热继电器的作用 在电动机实际的运行中，常会遇到过载或欠电压情况在电动机实际的运行中，常会遇到过载或欠电压情况，但只要不严重、时间短，电机绕组不超过允许的温度，但只要不严重、时间短，电机绕组不超过允许的温度，这些情况是允许的。但若出现长期带负载欠电压运行、长这些情况是允许的。但若出现长
20、期带负载欠电压运行、长期过载运行及长期断相运行等不正常情况时，就会加速电期过载运行及长期断相运行等不正常情况时，就会加速电动机绝缘老化过程，缩短电动机的使用寿命，甚至会导致动机绝缘老化过程，缩短电动机的使用寿命，甚至会导致烧毁电动机绕组。为了充分发挥电动机的过载能力，保证烧毁电动机绕组。为了充分发挥电动机的过载能力，保证电动机的正常启动和运转，当电动机一旦出现长时间过载电动机的正常启动和运转，当电动机一旦出现长时间过载等情况，需要自动切断电路，从而出现了能随过载程度而等情况，需要自动切断电路，从而出现了能随过载程度而改变动作时间的电器，这就是热继电器。与电流继电器和改变动作时间的电器，这就是热
21、继电器。与电流继电器和熔断器不同，热继电器中发热元件有热惯性，在电路中不熔断器不同，热继电器中发热元件有热惯性，在电路中不能做瞬时过载保护，更不能做短路保护。能做瞬时过载保护，更不能做短路保护。热继电器按相数分有单相、两相和三相式热继电器按相数分有单相、两相和三相式3 3种类型，每种类型，每种类型按发热元件的额定电流又有不同的规格和型号。三种类型按发热元件的额定电流又有不同的规格和型号。三相式热继电器常用于三相交流电动机的过载保护，可按其相式热继电器常用于三相交流电动机的过载保护，可按其职能分为不带断相保护和带断相保护两种类型。职能分为不带断相保护和带断相保护两种类型。2 2热继电器的结构与工
22、作原理热继电器的结构与工作原理 热继电器主要由热元件、双金属片和触头组成。如图热继电器主要由热元件、双金属片和触头组成。如图1.271.27所示，热元件由发热电阻丝做成。双金属片由两个热所示，热元件由发热电阻丝做成。双金属片由两个热膨胀系数不同的金属辗压而成。热元件膨胀系数不同的金属辗压而成。热元件3 3串接在电动机定子串接在电动机定子绕组中。绕组中。电动机绕组电流即为流过热元件的电流。当电动机正电动机绕组电流即为流过热元件的电流。当电动机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片2 2弯曲，但还弯曲，但还不足以使继电器动作；当电动机过载时，热元件产生的
23、热不足以使继电器动作；当电动机过载时，热元件产生的热量增大，使双金属片弯曲位移增大，经过一定时间后，双量增大，使双金属片弯曲位移增大，经过一定时间后，双金属片弯曲到推动导板金属片弯曲到推动导板 4 4，并通过补偿双金属片，并通过补偿双金属片5 5与推杆与推杆1414将动触点将动触点9 9和常闭触点和常闭触点6 6分开，动触点分开，动触点9 9和常闭触点和常闭触点6 6为热继为热继电器串于接触器线圈回路的常闭触点，断开后使接触器失电器串于接触器线圈回路的常闭触点，断开后使接触器失电，接触器的常开触点断开电动机的电源以保护电动机。电，接触器的常开触点断开电动机的电源以保护电动机。调节旋钮调节旋钮1
24、111是一个偏心轮，它与支撑是一个偏心轮，它与支撑1212构成一个杠杆，构成一个杠杆，1313是一个压簧，转是一个压簧，转动偏心轮，改变它的半径即可改变补偿双金属片动偏心轮，改变它的半径即可改变补偿双金属片5 5与导板与导板4 4的接触距离，因而达的接触距离，因而达到调节整定动作电流的目的。此外，靠调节复位螺钉到调节整定动作电流的目的。此外，靠调节复位螺钉8 8来改变常开触点来改变常开触点7 7的位置的位置使热继电器能工作在手动复位和自动复位两种工作状态。调试手动复位时，在使热继电器能工作在手动复位和自动复位两种工作状态。调试手动复位时，在故障排除后要按下复位按钮故障排除后要按下复位按钮101
25、0才能使动触点恢复与常闭触点才能使动触点恢复与常闭触点6 6相接触的位置。相接触的位置。图图1.27 1.27 热继电器的结构原理图热继电器的结构原理图 11双金属片固定支点双金属片固定支点 2 2双金属片双金属片 3 3热元件热元件 4 4导板导板 5 5补偿双金属片补偿双金属片 6 6常闭触点常闭触点 7 7常开触点常开触点 8 8复位螺钉复位螺钉 9 9动触点动触点 10 10复位按钮复位按钮 11 11调节旋钮调节旋钮 12 12支撑支撑 13 13压簧压簧 14 14推杆推杆图图1.28 1.28 差动式断相保护的热继电器的动作原理差动式断相保护的热继电器的动作原理11上导板上导板
26、2 2下导板下导板 3 3双金属片双金属片 4 4常闭触点常闭触点 5 5杠杆杠杆 热继电器型号及选用热继电器型号及选用1 1热继电器的型号热继电器的型号 在电气原理图中，热继电器的发热元件和触点的图形符号如图在电气原理图中，热继电器的发热元件和触点的图形符号如图1.291.29所示。所示。我国常用的热继电器主要有我国常用的热继电器主要有JR20JR20、JRS1JRS1、JR16JR16等系列。引进产品有等系列。引进产品有T T系列系列(德国德国BBCBBC公司公司)、3UA(3UA(德国西门子德国西门子)、LR1-D(LR1-D(法国法国TETE公司公司)。JRS1JRS1、JR20JR2
27、0系列具有断电保护、温度补偿、整定电流可调，能手动脱扣及手动系列具有断电保护、温度补偿、整定电流可调，能手动脱扣及手动断开动断触头等功能。三相交流电动机的过载保护均采用三相式热继电断开动断触头等功能。三相交流电动机的过载保护均采用三相式热继电器，尤其是器，尤其是JR16JR16和和JR20JR20系列三相式热继电器得到广泛应用。这两种系列系列三相式热继电器得到广泛应用。这两种系列的热继电器按其职能又分为带断相保护和不带断相保护两种类型。的热继电器按其职能又分为带断相保护和不带断相保护两种类型。常用的常用的JRS1JRS1系列和系列和JR20JR20系列热继电器的符号含义如图系列热继电器的符号含
28、义如图1.301.30所示。所示。图1.29 1.29 热继电器的图形符号和文字符号热继电器的图形符号和文字符号 图图1.30 JRS11.30 JRS1和和JR20JR20系列热继电器的符号含义系列热继电器的符号含义常用的常用的JR16JR16、JR20JR20、JRS1JRS1、T T系列热继电器的技术参数见表系列热继电器的技术参数见表l-4l-4。型号型号额定额定电压电压/V额定电额定电流流/A相数相数热元件热元件断相断相保护保护温度温度补偿补偿触头数量触头数量最小规格最小规格/A最大规格最大规格/A挡数挡数JR163802030.250.35142212有有有有一动合一动断一动合一动断
29、6014224063415040631001604JR206606.330.10.1557.414无无有有一动合一动断一动合一动断163.55.3141863281228366631624557161603347144176925083125167250440013019526740046302003004206304表表1-4 1-4 常用的热继电器技术参数常用的热继电器技术参数 JRS13801230.110.159.012.513有有有有一动合一动断一动合一动断259.012.518253T6601630.110.161217.622有有有有一动合一动断一动合一动断250.170.252
30、63221450.280.40304521一动合或一动一动合或一动断断85610601008一动合一动断一动合一动断1052742801156170901301402203250100160250400337010016031050042 2热继电器的选用热继电器的选用 通常选用时应按电动机形式、工作环境、启动情况及负荷情况等通常选用时应按电动机形式、工作环境、启动情况及负荷情况等几方面综合加以考虑。几方面综合加以考虑。(1)(1)原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。对于过载能力较差的电动机，其配用的热继电器对于过载能力较差的电动
31、机，其配用的热继电器(主要是发热元件主要是发热元件)的额定电流可适当小些。通常，选取热继电器的额定电流的额定电流可适当小些。通常，选取热继电器的额定电流(实际上实际上是选取发热元件的额定电流是选取发热元件的额定电流)为电动机额定电流的为电动机额定电流的60%60%80%80%。(2)(2)在不频繁启动场合，要保证热继电器在电动机的启动过程在不频繁启动场合，要保证热继电器在电动机的启动过程中不产生误动作。通常，当电动机启动电流为其额定电流中不产生误动作。通常，当电动机启动电流为其额定电流6 6倍以及倍以及启动时间不超过启动时间不超过6s6s时，若很少连续启动，就可按电动机的额定电流时，若很少连续
32、启动，就可按电动机的额定电流选取热继电器。选取热继电器。(3)(3)当电动机为重复短时工作时，首先注意确定热继电器的允当电动机为重复短时工作时，首先注意确定热继电器的允许操作频率。因为热继电器的操作频率是很有限的，如果用它保护许操作频率。因为热继电器的操作频率是很有限的，如果用它保护操作频率较高的电动机，效果很不理想，有时甚至不能使用。操作频率较高的电动机，效果很不理想，有时甚至不能使用。(4)(4)在三相异步电动机电路中，对定子绕组为在三相异步电动机电路中，对定子绕组为Y Y连接的电动机连接的电动机应选用两相或三相结构的热继电器；定子绕组为连接的电动机必应选用两相或三相结构的热继电器；定子绕组为连接的电动机必须采用带断相保护的热继电器。须采用带断相保护的热继电器。使用与选择使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。选择：选择：eReReded eReR：热继电器热元件的额定电流；：热继电器热元件的额定电流；eded：电动机的额定电流。：电动机的额定电流。热继电器热继电器
