10低压配电装置

第十章 低压配电装置

教学目的及要求

1、了解保护电器的分类；掌握各种保护电器的作用。

2、了解各种开关电器的原理；掌握各种开关电器的用途和各种开关电器的作用。

3、了解配电装置的结构和类型及特点；熟悉掌握低压配电屏投入运行前检查、正常巡视检查和运行维护。

4、掌握低压带电工作的各项有关要求。 教学学时安排 4学时 教学方法

讲授法、演示法 教学重点

安装、操作低压配电装置，并能够进行巡视检查和一般处理。 教学内容

低压电气设备安全主要是指1000v以下的供配电系统中的设备或装置及其操作安全问题。低压电气设备因应用广泛，所以事故也发生的较多,本章依据有关规定进行介绍。 1、 低压电气设备安全工作基本要求 1．1低压电气设备巡视检查

为了保证对用电场所的正常供电，对配电屏上的仪表和电器应经常进行检查和维护，并做好记录，以便随时分析运行及用电情况，及时发现问题和消除隐患。 对运行中的低压配电屏，通常应检查以下内容:

(1)配电屏及屏上的电气元件的名称、标志、编号等是否清楚、正确，盘上所有的操作把手、按钮和按键等的位置与现场实际情况是否相符，固定是否牢靠，操作是否灵活。 (2)配电屏上表示”合”、”分”等信号灯和其他信号指示是否正确。

(3)隔离开关、断路器、熔断器和互感器等的触点是否牢靠，有无过热、变色现象。 (4)二次回路导线的绝缘是否破损、老化。

(5)配电屏上标有操作模拟板时，模拟板与现场电气设备的运行状态是否对应。 (6)仪表或表盘玻璃是否松动，仪表指示是否正确。

(7)配电室内的照明灯具是否完好，照度是否明亮均匀，观察仪表时有无眩光。 (8)巡视检查中发现的问题应及时处理，并记录。 1．2低压带电工作安全要求

低压带电工作应设专人监护，使用有绝缘柄的工具，工作时站在干燥的绝缘物上，戴绝缘手套和安全帽，穿长袖衣，严禁使用锉刀、金属尺和带有金属物的毛刷、毛掸等工具。 在高低压同杆架设的低压带电线路上工作时，应先检查与高压线的距离，采取防止误碰高压带电设备的措施。

在低压带电导线未采取绝缘措施前，工作人员不得穿越。在带电的低压配电装置上工作时，要保证人体和大地之间、人体与周围接地金属之间、人体与其它导体之间有良好的绝缘或相应的安全距离。应采取防止相间短路和单相接地的隔离措施。上杆前先分清相、中性线，选好工作位置。断开导线时，应先断开相线，后断开中性零线。搭接导线时，顺序应相反。因低压相间距离很小，检修中要注意防止人体同时接触两根线头。 2． 主要低压电气设备的安全要求

低压电气设备主要包括低压保护电器，开关电器和电动机等。 2．1低压保护电器

保护电器主要包括各种熔断器、磁力起动器的热断电器、电磁式过电流继电器和失压(欠压)脱扣器、低压断路器的热脱扣器、电磁式过电流脱扣器和失压（欠压）脱扣器等。继电器和脱扣器的区别在于，前者带有触头，通过触头进行控制；后者没有触头，直接由机械运动进行控制。 ．保护类型

保护电器分别起短路保护、过载保护和失压(欠压)保护的作用。

短路保护是指线路或设备发生短路时，迅速切断电源。熔断器、电磁式过电流继电器和脱扣器都是常用的短路保护装置。应当注意，在中性点直接接地的三相四线制系统中，当设备碰壳接地时，短路保护装置应该迅速切断电源，以防触电。在这种情况下，短路保护装置直接承担人身安全和设备安全两方面的任务。

过载保护是当线路或设备的载荷超过允许范围时，能延时切断电源的一种保护。热继电器的热脱扣器是常用的过载保护装置;熔断器可用作照明线路或其它没有冲击载荷的线路或设备的过载保护装置。由于设备损坏往往造成人身事故，过载保护对人身安全也有很大意义。 失压(欠压，保护是当电源电压消失或低于某一限度时，能自动断开线路的一种保护。其作用是当电压恢复时，设备不致突然起动，造成事故;同时，能避免设备在过低的电压下勉强运行而损坏。

．电气设备外壳防护等级

电机和低压电器的外壳防护包括两种防护，第一种防护是对固体异物进入内部以及对人体触及内部带电部分或运动部分的防护;第二种防护是对水进入内部防护。 ．熔断器 展示熔断器实物。 选用熔断器时，应注意其防护形式满足生产环境的要求;其额定电压符合线路电压;其额定电流满足安全条件和工作条件的要求;其极限分断

电流大于线路上可能出现的最大故障电流;其保护特性应与保护对象的过载特性相适应;在多级保护的场合，为了满足选择性的要求，上一级熔断器的熔断时间一般应大于下一级的3倍。为保护硅整流装置，应采用有限流作用的快速熔断器。

同一熔断器可以配用几种不同规格的熔体，但熔体的额定电 流不得超过熔断器的额定电流。熔断器的熔体与触刀、触刀与刀座应保持接触良好，触头钳口应有足够的压力。在有爆炸危险的环境，不得装设电弧可能与周围介质接触的熔断器;一般环境也必须考虑防止电弧飞出的措施。应当在停电以后更换熔体;不能轻易改变熔体的规格;不得使用不明规格的熔体，更不准随意使用钢丝或铁丝代替熔丝。 4．热继电器

演示热继电器工作过热继电器和热脱扣器是利用电流的热效应做成的。同一热继电器或同

程。 一热脱扣器可以根据需要配用几种规格的热元件，每种额定电流的热

元件，动作电流均可在小范围内调整。为适应电动机过载特性的需要，热元件通过整定电流时，继电器或脱扣器不动作;通过1.2倍整定电流

时，动作时间将近20min;通过1.5倍整 定电流时，动作时间将近2min;为适应电动机启动要求，热元件通过6倍整定电流时，动作时间应超过5s，可见其热容量较大，动作不可能太快，只宜作过载保护，而不宜作短路保护。继电器或脱扣器的动作电流整定为长期允许负荷电流的大小即可。

电动机工作时可能会出现短时间的过载。一般情况下电枢绕组只要不超过其容许温升，就不会产生什么危害。但长时间过载会导致过热而影响使用寿命。而常用的熔断器只能用作短路保护。热继电器就是用来保护电动机使之免受长期过载的危害。热继电器是利用电流的热效应而动作的。

由电阻丝做成的热元件，其电阻值较小，工作时将它串接在电动机的主电路中，电阻丝所围绕的双金属片是由两片线膨胀系数不同的金属片压合而成，左端与外壳固定。当热元件中通过的电流超过其整定值而过热时，由于双金属片的上面一层热膨胀系数小，而下面的大，使双金属片受热后向上弯曲，导致扣板脱扣，扣板在弹簧的拉力下将常闭触点断开。触点是串接在电动机的控制电路中的，使得控制电路中的接触器的动作线圈断电，从而切断电动机的主电路。

由于双金属片的受热过程需要一定时间，因而在电动机起动或短时过载时,热继电器不会立即动作，从而可避免不必要的停车。因此，热继电器不能用作短路保护。 如果要热继电器复位，则按下复位按钮即可恢复工作。 热继电器根据热元件的整定电流的大小，有许多规格。整定电流是指当热元件中通过的电流

超过整定值的20%时，热继电器应在20min内动作。选用时，应根据电动机的额定电流选择具有相应整定电流值的热元件。 5，电磁式继电器

不带延时的电磁式过电流继电器(或脱扣器)的动作时间不超过0.15、短延时的仅为0.1——0.45。这两种都适用于短路保护。从人身安全的角度看，采用这种过电流保护电器有很大的优越性，因为它能大大缩短碰壳故障持续的时间，迅速消除触电的危险。长延时的电磁式过电流继电器(或脱扣器)的动作时间都在15以上，而且具有反时限特性，适用于过载保护。 刀开关是手动开关。包括胶盖刀开关，石板刀开关、铁壳开关、转扳开关、组合开关等，手动减压启动器属于带有专用机构的刀开关。刀开关只能用于不频繁启动。用刀开关操作异步电动机时，开关额定电流应大于或等于电动机额定电流的3倍。

它是一种结构较为简单的手动电器，主要由闸刀(动触头) 和刀座(静触头)及底板等组成，接通或切断电路是由人工操纵闸刀完成的。图11.1.01为具有瓷质底板的三极刀开关，可用它接通或切断小容量的负载电路。容量大的刀开关一般都装在配电盘的背面,通过连杆手柄操作。

刀开关常用于不频繁地接通和切断电源，选用刀开关时应根据电源及负载的情况确定其额定电压和额定电流。两极和三极刀开关本身均配有熔断器。 用刀开关切断电流时，由于电路中电感和空气电离的作用，刀片与刀座在分离时会产生电弧，特别当切断较大电流时，电弧持续不易熄灭。因此，为安全起见，不允许用无隔弧、灭弧装置的刀开关切断大电流。在继电一接触控制系统中，刀开关一般作为隔离电源用，而用接触器接通和断开负载。

.铁壳开关：它是由安装在铁壳内的刀开关、速断弹簧、熔断器及操作手柄等组成，又称负荷开关，如图11.1.02所示，通常可用以控制28kW以下的电动机。铁壳开关和胶盖瓷底刀开关中都装有熔断丝，因此都具有短路保护作用。 .组合开关：它又称转换开关，其结构如下图所示。

它是由数层动、静触片组装在绝缘盒内而构成。动触片装在转轴上,用手柄转动转轴可使动触片与静触片快速接通与断开，利于熄灭电弧。静触片分层装在各圆形胶木盒内，一端伸出盒外，连在接线柱上。组合开关由于结构紧凑，体积小，操作方便，因而广泛地应用在机床等生产设备上，作为电源引入开关，或用以直接控制小型异步电动机。

2．低压断路器

选用低压断路器时，应当注意低压断路器的额定电压及其欠电压脱扣器的额定电压不得低于线路额定电压;断路器的额定电流及其过电流脱扣器的额定电流不应小于线路计算负荷电流;断路器

实物演示。