1、=學校畢業設計論文論文題目：論文題目：低壓配電柜設計系 部： 電氣工程系 專 業： 電機與電器 班 級： 2008 級 03 班 學生姓名： = 學 號： = 指導教師： = 2011 年 5 月 1 日摘 要隨著工業技術的發展，在低壓供電系統中啟用配電柜越來越多，特別是機加工車間線路里面采用集中控制線路的原則更加需要配電柜。低壓配電柜的設計是否合理關系到整個生產線設備安全可靠的運行。配電柜在機加工車間里起到分配電能，及控制設備電源的作用，配電柜的設計與制作首先考慮的是控制對象的負荷功率的大小，根據負荷的大小才能正確地選用低壓電器。考慮到車間負荷較大采用兩種配電柜，一種是電源柜，另一種是動力柜

2、，電源柜起到分配電源的作用，動力柜起到控制設備電源作用，根據實際需要，這次畢業設計要設計一個電源柜和一個動力柜，我們的設計思路是安全，可靠、經濟、美觀、維修方便。目錄摘 要 .I緒論 .10.1 本課題的意義目的及應達到的目的.10.2 國內外概況及水平.10.3 本課題研究目標、內容、方法和手段.20.3.1 研究目標.20.3.2 設計內容.2第一章 低壓配電柜功能的實現 .31.1 低壓配電柜概述 .41.2 電氣控制線路.41.4 電纜與電線的選擇與計算.101.4.1 銅導線載流量導線的安全載流量計算方法介紹.111.4.2 估算口訣.111.5.3 設備電線與電纜的規格.14第二章

3、 電器的規格選擇及其原理 .162.1 低壓電器的規格選擇原理.162.2 低壓電器的選擇.162.2.1 隔離開關.162.2.2 塑殼斷路器.162.2.3 交流接觸器 .182.2.4 熱繼電器.212.3 基本參數的選擇.222.4 保護措施.232.4.1 短路保護.232.4.2 負載保護 .242.4.3 接地故障保護.24第三章 低壓開關柜常見故障判斷及處理 .263.1 元件故障及其查找.26第四章 低壓配電柜的發展及其對電壓電器元件的要求 .314.1 低壓配電柜的發展.314.1.1 大容量.314.1.2 高分斷.314.1.3 智能化.314.1.4 小型化.314.

4、1.5 防護等級的提高.314.1.6 耐熱性.324.1.7 安全性.324.1.8 可靠性.324.2 對低壓電器主要元件的要求.324.2.1 基本要求.324.2.2.對斷路器的要求.324.2.3.對交流接觸器的要求.334.2.4.對熱繼電器的要求.334.2.5.對小型斷路器要求.334.2.6.交流接觸器的要求.334.2.7.對熱繼電器的要求.34致謝 .35參考文獻及資料 .36附錄 .371緒論0.2 國內外概況及水平低壓配電柜有各種不同的型號主要有以下幾種：GGD 交流低壓配電柜：G-低壓配電柜；G-固定接線；D-電力用柜，GCK 交流低壓配配電柜：G-柜式結構；C-抽

5、出式；K-控制中心，GCS 交流低壓配電柜：G-封閉式開關柜；C-抽出式；S-森源電氣系統。低壓配電柜是個總稱包括有低壓開關柜，低壓啟動柜等幾類。低壓開關柜對低壓電網具有隔離作用，尤其是對于企業及車間的大型設備的運作，可實現迅速送電或斷電，具有隔離電網的作用，可有效減少電機的線損，實現電機的充分利用及運作，還可有效實現低壓控制開關的作用。變頻啟動柜是目前國內最先進的低壓啟動技術它有三方面的優點：一、可有效控制電機轉速提高電機有用功率。第二、實現了有限節電避免“大馬拉小車”的傳統問題。軟啟動低壓啟動柜是目前最為常用的控制柜之一可廣泛用于各大設備的電壓控制啟動電流控制在額定電流的二倍以下，提高了電

6、機的。星三角低壓啟動柜是最為傳統的電柜控制技術費用最低、功能最多、性價比較高。降壓啟動柜是上世紀六十年代的控制技術可實現 70-300KW 電機的啟動控制。 高低壓配電柜在世界各國中的應用非常的廣泛，隨著電子電器技術的發展配電柜朝著更小更安全更節能的方向發展，配電柜在生產生活中的重要性越來越重要種類也越來越多。到目前為止我國在高低壓配電柜方面的技術工藝及可靠性等各種方面與國外相比差別已經很小甚至在某些方面超過了發達國家，我國的配電柜不僅完全可以滿足國內需求還可以出口到國外很多國家。0.3 本課題研究目標、內容、方法和手段0.3.1 研究目標一、機臺系統的線路及低壓電器控制電機的運轉。二、低壓配

7、電柜內硬件配置。三、各電器的安裝規范和電線、電纜的規格計算方法。四、掌握各電器的原理及作用。20.3.2 設計內容一、配電柜的控制方案的設計。二、配電柜電路的設計及繪圖及電路的工作原理。三、低壓電器的選擇四、材料清單五、根據電路的原理圖設計布置線路，并掌握安裝工藝要求。3第一章 低壓配電柜功能的實現1.1 低壓配電柜概述利用隔離開關、接觸器、繼電器電機的運作進行控制，達到簡便快捷的效果。方案適應工廠機臺操作需求，方便工人進行手動與自動操作。配電柜主電路：隔離開關一次側與進線端，二次側下接銅排，塑殼空氣開關一次側與銅排相連，二次側通過電纜與三相交流接觸器一次側相連，接觸器主觸頭接線端子與電機相連

8、。在正常情況下主電路受控制電路控制使接觸器線圈通電或斷電，達到控制負載的目的。控制電路主要是控制接觸器的通斷。常見的幾種啟動方式：一、變頻啟動柜是目前國內最為先進的低壓啟動技術。 A、可有效控制電機轉速，提高電機有用功率。 B、實現了有限節電，避免了“大馬拉小車”的傳統問題弊端，C、可隨時延長啟動時間，有效控制電流。二、軟啟動低壓啟動柜 是目前最為常用的控制柜之一。 A、可廣泛用于各大設備的電壓控制，啟動電流可控制在額定電流的 2 倍以下， B、提高電機的有效利用率。三、星三角低壓啟動柜 是最為傳統的電柜控制技術，費用低，功能多。性價比較高 。四、降壓啟動柜是上個世紀六十年代的控制技術，可實現

9、 70-300KW 電機的啟動控制。41.2 電氣控制線路一、氣泵電動機 M2 的電動電路圖圖 1-15二、單個電機的起/停電路圖圖 1-26三、主電動機 M1 的正反轉電路圖 1-37四、氣泵電動機 M2 的正反轉電路圖 1-481.3.低壓配電柜結構圖圖 1-59配電柜的面板控制圖圖 1-51、隔離開關 2、塑殼空氣開關 3、交流接觸器 4、銅排 5、中間繼電器 6、熱繼電器 7、接線端子設計說明：配電柜共一臺采用 GGD 型。外殼油漆采用噴塑，顏色為白色。配電柜前門為單開門，后門為為雙開門。面板采用：2mm 冷軋板，側面采用1.5mm 冷軋板箱蓋為 2mm 冷軋板。電源配電箱須配置寬度為

10、 80mm 安裝 3 根，60mm 安裝條 4 根，頂部開孔。動力配電箱各需配置 80mm 安裝條 3 根，50mm 安裝條 4 根，30mm 安裝條2 根，頂部不開孔。10配電柜各需配置接地銅排一條。前后門帶鎖操作把手安裝高度離地面 950mm。帶燈按鈕 LA-11D 型號尺寸開孔，指示燈按 AD11-25/11 型號尺寸開孔。其它要求均接國家標準。箱體與門之間加裝固定控制線的線卡。電源柜電路圖圖 1-51.4 電纜與電線的選擇與計算一、一般使用銅線。鐵或鎳鉻合金線僅在某些實驗中作為被研究的樣品，或者是接入部分線路中作為電阻，決不能作為連接線路用的導線；二、如果導線的電阻無關緊要，可以使用紗

11、包銅線-例如規格為 24(直徑為 0.5588mm)的紗包線，實際上用作裸銅線的安全電流比參數表中的導線安全電流大好多倍。因此 24銅線的負載能力，實際上完全適合于本書所述的全部實驗工作；在保證正常工作的前提下，如果希望導線的電阻盡可能小-例如在惠斯登電橋線路中接入標準電阻-最好用銅片或多股紗包銅線，接線應盡可能短，若11使用粗銅線要注意不能碰動他們，因為它們好像是套在接線柱上的扳手，碰動它們會松動接線點。三、記住 24銅線的電阻率約為 0.07/m；四、為了消除通電導線的磁效應，應當使用多股花線，或者多股絕緣導線絞在一起。1.4.1 銅導線載流量導線的安全載流量計算方法介紹一般銅導線載流量導

12、線的安全載流量是根據所允許的線芯最高溫度、冷卻條件、敷設條件來確定的。一般銅導線的安全載流量為 5-8A/mm2，鋁導線的安全載流量為 3-5A/mm2。如：2.5mm2BVV 銅導線安全載流量的推薦值2.58A/mm2=20A4mm2BVV 銅導線安全載流量的推薦值 48A/mm2=32A.計算銅導線截面積利用銅導線的安全載流量的推薦值 5-8A/mm2，計算出所選取銅導線截面積 S 的上下范圍：S=0.125I-0.2I（mm2）S-銅導線截面積（mm2）I-負載電流（A） 。功率計算一般負載（也可以成為用電器，如點燈、冰箱等等）分為兩種，一種式電阻性負載，一種是電感性負載。對于電阻性負載

13、的計算公式：P=UI 對于日光燈負載的計算公式：P=UIcos，其中日光燈負載的功率因數 cos=0.5。不同電感性負載功率因數不同，統一計算家庭用電器時可以將功率因數 cos 取0.8。也就是說如果一個家庭所有用電器加上總功率為 6000 瓦，則最大電流是I=P/Ucos=6000/2200.8=34(A)。但是，一般情況下，家里的電器不可能同時使用，所以加上一個公用系數，公用系數一般 0.5。所以，上面的計算應該改寫成：I=P公用系數/Ucos=60000.5/2200.8=17(A)也就是說，這個家庭總的電流值為 17A。則總閘空氣開關不能使用 16A，應該用大于 17A 的。1.4.2

14、 估算口訣 二點五下乘以九，往上減一順號走。三十五乘三點五，雙雙成組減點五。條件有變加折算，高溫九折銅升級。穿管根數二三四，八七六折滿載流。說明：本口訣對各種絕緣線(橡皮和塑料絕緣線)的載流量(安全電流)不是直接指出，12而是“截面乘上一定的倍數”來表示，通過心算而得。倍數隨截面的減小。“二點五下乘以九，往上減一順號走”說的是 25mm2及以下的各種截面鋁芯絕緣線，其載流量約為截面數的 9 倍。如 25mm2導線，載流量為259225(A)。從 4mm2及以上導線的載流量和截面數的倍數關系是順著線號往上排，倍數逐次減 l，即 48、67、106、165、254。“三十五乘三點五，雙雙成組減點五

15、”，說的是 35mm2的導線載流量為截面數的 3.5 倍，即 353.51225(A)。從 50mm2及以上的導線，其載流量與截面數之間的倍數關系變為兩個線號成一組，倍數依次減 0.5。即 50、70mm2導線的載流量為截面數的 3 倍；95、120mm2導線載流量是其截面積數的 2.5 倍，依次類推。“條件有變加折算，高溫九折銅升級”。上述口訣是鋁芯絕緣線、明敷在環境溫度 25的條件下而定的。若鋁芯絕緣線明敷在環境溫度長期高于 25的地區，導線載流量可按上述口訣計算方法算出，然后再打九折即可；當使用的不是鋁線而是銅芯絕緣線，它的載流量要比同規格鋁線略大一些，可按上述口訣方法算出比鋁線加大一個

16、線號的載流量。如 16mm銅線的載流量，可按 25mm2 鋁線計算。各規格銅線的負載電流量：十下五,百上二,二五三五四三界,柒拾玖五兩倍半,銅線升級算.就是 10 平方一下的鋁線,平方毫米數乘以 5 就可以了,要是銅線呢,就升一個檔,比如 2.5 平方的銅線,就按 4 平方計算.一百以上的都是截面積乘以 2,二十五平方以下的乘以 4,三十五平方以上的乘以 3,柒拾和 95 平方都 2.5,這么幾句口訣應該很好記,說明:只能作為估算,不是很準確。另外如果按室內記住電線 6 平方毫米以下的銅線，每平方電流不超過 10A 就是安全的，從這個角度講，你可以選擇 1.5 平方的銅線或 2.5 平方的鋁線

17、。10 米內，導線電流密度 6A/平方毫米比較合適，10-50 米，3A/平方毫米,50-200 米，2A/平方毫米，500 米以上要小于 1A/平方毫米。從這個角度，如果不是很遠的情況下，你可以選擇 4 平方銅線或者 6 平方鋁線。如果真是距離 150 米供電（不說是不是高樓） ，一定采用 4 平方的銅線。請問：6 平方毫米的銅線能負載的最大功率是多少?4 平方毫米和 2.5 平方毫米呢?一般按 6A/mm2 計算6mm26=36A 36A220V=7920W46=24 24220=5280W2.56=15 15220=3300W13在這樣的情況下是可以保證連續使用并安全的。空調最大功率 4

18、.8KW，最大輸入電流 11A，大約需要幾平方的銅線或鋁線？口訣(電流和截面)是:10 下五，100 上二；25，35,四三界；70,95,兩倍半；穿管，溫度八.九折；裸線加一倍；銅線升級算。導線規格：1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240 平方毫米。不常用的有：0.5、0.75、300、400、500 平方毫米等。2.5 平的銅線=4 平的鋁線 54=20A再加上穿管 200.8=16A也就是說選 2.5 平的銅線或 4 平的鋁線，它們再穿管的境況下可帶的 16A 的電流。用 5000w 的電器該用幾平方電線國標 gb4706.1

19、-1992/1998 規定的電線負載電流值（部分）銅芯電線:銅芯線截面積允許長期電流2.5 平方毫米(16A25A)4 平方毫米(25A32A)6 平方毫米(32A40A)鋁芯電線:鋁芯線截面積允許長期電流2.5 平方毫米(13A20A)4 平方毫米(20A25A)6 平方毫米(25A32A)舉例說明：1、每臺計算機耗電約為 200300w(約 11.5a)，那么 10 臺計算機就需要一條 2.5 平方毫米的銅芯電線供電，否則可能發生火災。2、大 3 匹空調耗電約為 3000w(約 14a)，那么 1 臺空調就需要單獨的一條 2.5平方毫米的銅芯電線供電。3、現在的住房進線一般是 4 平方毫米

20、的銅線，因此，同時開啟的家用電器不得超過 25a(即 5500 瓦)，有人將房屋內的電線更換成 6 平方毫米的銅線是沒有處的，因為進入電表的電線是 4 平方毫米的。4、早期的住房(15 年前)進線一般是 2.5 平方毫米的鋁線，因此，同時開啟的家用電器不得超過 13a(即 2800 瓦)。5、耗電量比較大的家用電器是：空調 5a(1.2 匹)，電熱水器 10a，微波爐4a，電飯煲 4a，洗碗機 8a，帶烘干功能的洗衣機 10a，電開水器 4a 在電源引起14的火災中，有 90是由于接頭發熱造成的，因此所有的接頭均要焊接，不能焊接的接觸器件 510 年必須更換 (比如插座、空氣開關等)。國標允許

21、的長期電流：4 平方是 25-32A，6 平方是 32-40A。其實這些都是理論安全數值,極限數值還要大于這些的,2.5 平方的銅線允許使用的最大功率是 5500w，4 平方的 8000w，6 平方 9000w 沒問題的.請問：知道家電的用電功率怎么求用多寬的電線？家庭電線規格的選用，應根據家用電器的總功率來計算，然后根據不同規格電線的最大載流能力來選取合適的電線電纜。所需載流能力計算應根據下列公式：其中:Imaxw/ukImax為線路需要的最大電流容量，單位 AW家用電能總功率，單位 WU家用額定電壓，單位 Vk過電壓的安全系數，數值一般取 1.21.3其實很簡單，以前學過的功率等于電壓乘以

22、電流，算出電流來，為了保證安全再給個余量而已，算出來后，再算需要電線截面積了。對于銅線來說，現在裝修都用銅線了，鋁線淘汰了就不說了，電流等于 8(S的 0.625 次方) S 為電線的截面積，單位為平方毫米，就可以求出來截面積了，國家標準也有規定，多大的截面過電流多少，下面列舉一點常用BV、BVV、BVVB 型電線在空氣中的最大載流量：導體標稱截面允許截流量（A） （mm2） 單芯電纜二芯電纜三芯電纜1.5 2320182.5 30 25 214 3933286 50433610 695951根據上面載流能力公式計算出家庭用電的最大需求電流量，然后根據表里截面的電線所能承受的最大載流能力來選取

23、恰當的電線。如家用總功率為 5000W，額定電壓為 220V，根據上式計算得電流為 27.24-29.51A，經與上表核對，選用 2.5mm2 的銅線較為合適。1.5.3 設備電線與電纜的規格15在實際設計中一般工程師們都喜歡用估算口訣，口訣：“十下五,百上二,二五三五四三界,柒拾玖五兩倍半,銅線升級算.二點五下乘以九，往上減一順號走。三十五乘三點五，雙雙成組減點五。條件有變加折算，高溫九折銅升級。穿管根數二三四，八七六折滿載流。條件有變加折算，高溫九折銅升級。 ”上述口訣是鋁芯絕緣線、明敷在環境溫度 25的條件下而定的。若鋁芯絕緣線明敷在環境溫度長期高于 25的地區，導線載流量可按上述口訣計

24、算方法算出，然后再打九折即可；當使用的不是鋁線而是銅芯絕緣線，它的載流量要比同規格鋁線略大一些，可按上述口訣方法算出比鋁線加大一個線號的載流量。如 16mm2銅線的載流量，可按 25mm2鋁線計算。“三十五乘三點五，雙雙成組減點五”，說的是 35mm2的導線載流量為截面數的 35 倍，即 35351225(A)。從 50mm2及以上的導線，其載流量與截面數之間的倍數關系變為兩個兩個線號成一組，倍數依次減 05。即 50、70mm2導線的載流量為截面數的 3 倍；95、120mm2導線載流量是其截面積數的 25 倍，依次類推。依據上面口訣所說通過心算得出 35mm2可以，它的載流量為截面積的 3

25、.5 倍。所以有 35mm 銅線電纜載流量為：35*3*0.9=110.25A17.7*5.5=97.35A.由計算得比主電機的啟動電流大是可以的。控制電路選 1mm 的銅線即可。氣泵電機選 2.5mm 的銅線2.5 平的銅線=4 平的鋁線 54=20A再加上穿管 200.8=16A1.8*6.5=11.7A16第二章 電器的規格選擇及其原理2.1 低壓電器的規格選擇原理一、電器的額定電壓應與所在回路標稱電壓相適應；二、電器的額定電流不應小于所在回路的計算電流；三、電器的額定頻率應與所在回路的頻率相適應；四、電器應適應所在場所的環境條件；五、電器應滿足短路條件下的動穩定與熱穩定的要求，用于斷開

26、短路電流的電器，應滿足短路條件下的通斷能力。2.2 低壓電器的選擇2.2.1 隔離開關 一、隔離開關的原理與作用隔離電源:將需要檢修的電氣設備用隔離開關與電網的帶電部分可靠的隔離，使被檢修的電氣設備與電源有明顯的斷開點，以保證檢修工作的安全。作用就是開斷電路，斷開兩點的電氣連接，但它不能開斷短路電流，只能開斷額定電流，一般都和斷路器配合使用，在斷路器開斷以后，為了讓電路有明顯的電氣分界點，或者是檢修斷路器，都必須要裝隔離開關。原理：一般里面都會有滅弧室，還有動觸頭，其它的就是動作機構了，當受到外力就會通過動作機構把和在一起的觸頭斷開，達到斷電的作用。二、規格的選擇 在電路中隔離開關起著斷開電源

27、與負載的作用，其規格選擇主要是能承電路中的短路電流，在設計中配電柜的最大短路電流之和為P總/U=(15KW+7.5KW)/380V =59.2A17所以有隔離開關的規格選擇為 HR3-100/31 熔斷式隔離開關“-100”-為約定發熱電流(A)；“/3”中的 3 為 3 極，1 為帶滅弧室。2.2.2 塑殼斷路器一、一、塑殼斷路器的原理與作用空氣斷路器、塑殼斷路器，俗稱空氣開關，指具有保護自動分斷功能并在空氣介質中完成分斷滅弧作用的自動斷路器，一般常用的多具有過負荷熱脫扣和短路瞬間電磁脫扣作用，脫扣后可以重新合閘。斷路器與隔離開關最大的區別，除自動脫扣功能外就是滅弧功能，它利用附加的滅弧裝置

28、（滅弧罩、磁吹原理）能快速分斷因空氣電離產生的電弧。熱、磁脫扣作用，利用雙金屬片熱變形做過熱保護驅動，利用電磁線圈（電磁鐵）做短路瞬間保護驅動。自動空氣開關也稱為低壓斷路器，可用來接通和分斷負載電路，也可用來控制不頻繁起動的電動機。它功能相當于閘刀開關、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護器等電器部分或全部的功能總和，是低壓配電網中一種重要的保護電器。自動空氣開關具有多種保護功能(過載、短路、欠電壓保護等)、動作值可調、分斷能力高、操作方便、安全等優點，所以目前被廣泛應用。短路時，靜觸頭周圍的芳香族絕緣物氣化，起冷卻滅弧作用，飛弧距離為零。斷路器的滅弧室采用金屬柵片結構，觸頭系統具有斥

29、力限流機構，因此，斷路器具有很高的分斷能力和限流能力。具有復式脫扣器。反時限動作是雙金屬片受熱彎曲使脫扣器動作，瞬時動作是鐵芯街鐵機構帶動脫扣器動作。脫扣方式有熱動、電磁和復式脫扣 3 種。當線路發生短路或嚴重過載電流時，短路電流超過瞬時脫扣整定電流值，電磁脫扣器產生足夠大的吸力，將銜鐵吸合并撞擊杠桿，使搭鉤繞轉軸座向上轉動與鎖扣脫開，鎖扣在反力彈簧的作用下將三副主觸頭分斷，切斷電源。當線路發生一般性過載時，過載電流雖不能使電磁脫扣器動作，但能使熱元件產生一定熱量，促使雙金屬片受熱向上彎曲，推動杠桿使搭鉤與鎖扣脫開，將主觸頭分斷，切斷電源主觸點通過操作機構(手動或電動)使之閉合的，其觸點系統由

30、于裝有滅弧裝置因而不僅能接通或切斷正常的工作電流，還能在發生故障時迅速切斷比正常工作電流大好幾倍的故障電流，從而能有效地保護電路中的電氣設備18開關的脫扣機構是一套連桿裝置。當主觸點通過操作機構閉合后，就被鎖鉤鎖在合閘的位置。如果電路中發生故障，則有關的脫扣器將產生作用使脫扣機構中的鎖鉤脫開，于是主觸點在釋放彈簧的作用下迅速分斷。按照保護作用的不同，脫扣器可以分為過電流脫扣器及失壓脫扣器等類型。 在正常情況下，過電流脫扣器的銜鐵是釋放著的；一旦發生嚴重過載或路故障時，與主電路串聯的線圈就將產生較強的電磁吸力把街鐵往下吸引而頂開鎖鉤，使主觸點斷開。欠壓脫扣器的工作恰恰相反，在電壓正常時，電磁吸力

31、吸住銜鐵，主觸點才得以閉合。一旦電壓嚴重下降或斷電時，銜鐵就被釋放而使主觸點斷開。當電源電壓恢復正常時，必須重新合閘后才能工作，實現了失壓。二、塑殼斷路器規格選擇 電動機在起動瞬間有一個 1020s 的啟動尖峰電流是額定電流的 47 倍。避開電動機起動時所引起的這個尖峰電流，保護單臺電動機的斷路器，要有個 7 倍額定電流下的可返回時間電動機實際起動時間的考核指標。對于接有幾臺電動機的配電線路上的斷路器，要考慮 3 倍額定電流下的可返回時間線路中最大起動電流的電動機的起動時間。可返回時間一般有 l15s 數檔，在設計時可按電動機實際起動時間選用其中的一檔。因為斷路器瞬時動作時間為全分斷時間，約

32、20ms 左右，而電動機啟動電流有周期分量和非周期分量，其峰值約為電動機啟動電流的 1.82.0 倍，持續時間約為 30ms 左右，所以選用 A 類 MCCB 瞬時脫扣器動作電流時，要注意為 A、B類斷路器的瞬時脫扣器，因為上級的動作電流已大于下級斷路器保護范圍的最大短路電流的 1.1 倍，故也不需要配合，當上、下級均為 A 類 MCCB 的瞬時脫扣器時，由于脫扣器均按躲過本線路上的尖峰電流原則整定動作電流，而上下兩段線路的尖峰電流一般相差較小，若上一級不大于下一級瞬時動作電流 1.2 倍以上，有可能在發生短路時，上下級同時動作，破壞了選擇性，因此在這種情況下必須配合。作為支線上使用的斷路器，

33、可以僅滿足額定極限短路分斷能力即可。現在出現的較普遍的偏頗是寧取大，不取正合適，認為取大保險。但取得過大，會造成不必要的浪費（同類型斷路器，其高分斷型，比普通型的價格要貴出許多)。因此支線上的斷路器沒有必要一味追求它的運行短路分斷能力指標。2.2.3 交流接觸器19一、交流接觸器的原理與作用交流接觸器主要有四部分組成 :1.電磁系統,包括吸引線圈、動鐵芯和靜鐵芯；2.觸頭系統,包括三組主觸頭和一至兩組常閉、常閉輔助觸頭 ,它和動鐵芯是連在一起互相聯動的； 3.滅弧裝置,一般容量較大的交流接觸器都設有滅弧裝置,以便迅速切斷電弧 ,免于燒壞主觸頭； 4.絕緣外殼及附件 ,各種彈簧、傳動機構、短路環

34、、接線柱等。當線圈通電時 ,靜鐵芯產生電磁吸力 ,將動鐵芯吸合 ,由于觸頭系統是與動鐵芯聯動的,因此動鐵芯帶動三條動觸片同時運行 ,觸點閉合,從而接通電源。當線圈斷電時 ,吸力消失, 動鐵芯聯動部分依靠彈簧的反作用力而分離 ,使主觸頭斷開,切斷電源當接觸器電磁線圈不通電時，彈簧的反作用力和銜鐵芯的自重使主觸點保持斷開位置。當電磁線圈通過控制回路接通控制電壓(一般為額定電壓 )時，電磁力克服彈簧的反作用力將銜鐵吸向靜鐵心，帶動主觸點閉合，接通電路，輔助接點隨之動作。 永磁交流接觸器是利用磁極的同性相斥、異性相吸的原理，用永磁驅動機構取代傳統的電磁鐵驅動機構而形成的一種微功耗接觸器。安裝在接觸器聯

35、動機構上極性固定不變的永磁鐵，與固化在接觸器底座上的可變極性軟磁鐵相互作用，從而達到吸合、保持與釋放的目的。軟磁鐵的可變極性是通過與其固化在一起的電子模塊產生十幾到二十幾毫秒的正反向脈沖電流，而使其產生不同的極性。根據現場需要，用控制電子模塊來控制設定的釋放電壓值，也可延遲一段時間再發出反向脈沖電流，以達到低電壓延時釋放或斷電延時釋放的目的，使其控制的電機免受電網晃電而跳停，從而保持生產系統的穩定。 二、交流接觸器的規格選擇應注意事項1.按接觸器的控制對象、操作次數及使用類別選擇相應類別的接觸器。2.按使用位置處線路的額定電壓選擇。 3.按負載容量選擇接觸器主觸頭的額定電流。 4. 對于吸引線

36、圈的電壓等級和電流種類，應考慮控制電源的要求。 5.對于輔助接點的容量選擇，要按聯鎖回路的需求數量及所連接觸頭的遮斷電流大小考慮。 6.對于接觸器的接通與斷開能力問題，選用時應注意一些使用類別中的負載，如電容器、鎢絲燈等照明器，其接通時電流數值大，通斷時間也較長，選用時應留有余量。 207.對于接觸器的電壽命及機械壽命問題，由已知每小時平均操作次數和機器的使用壽命年限，計算需要的電壽命，若不能滿足要求則應降容使用。 8.選用時應考慮環境溫度、濕度，使用場所的振動、塵埃、化學腐蝕等，應按相應環境選用不同類型接觸器。 9.對于照明裝置適用接觸器，還應考慮照明器的類型、起動電流大小、起動時間長短及長

37、期工作電流。額定電壓：銘牌額定電壓是指主觸點上的額定電壓交流接觸器： 380V 額定電流：銘牌額定電流是指主觸點的額定電流持續運行的設備，接觸器按 67-75%算.即 100A 的交流接觸器，只能控制最大額定電流是 67-75A 以下的設備。當接觸器安裝在箱柜內，由于冷卻條件差，電流要降低 1020%使用 主電機的交交流接觸器額定電流：I=P/U*70%*(1-15%) =15KV/380V*70%*(1-15%) =23A氣泵電機的交交流接觸器額定電流：I=P/U*70%*(1-15%) =7.5KV/380V*70%*(1-15%) =12A上述電流是指接觸器安裝在敞開式控制屏上，觸點工作

38、不超過額定溫升，負載為間斷長期工作制時的電流值若超過 8 小時，必須空載開閉三次以上，以消除表面氧化膜如果上述條件改變，就要做相應修正起電流值，具體如下： 當接觸器工作于長期工作制，而且通電持續率不超過 40%；敞開安裝，電流允許提高 1025%；箱柜安裝，允許提高 510%。 三、線圈的額定電壓：交流線圈： 220V（選擇時一般交流對交流，直流對直流，但交流負載頻繁動作時可采用直流吸引線圈的接觸器；直流接觸器斷開時產生的過電壓高達 1020 倍，故不宜采用高電壓等級，電壓太低，接通線圈用的繼電器或接觸器的聯鎖觸點不可靠） 四、操作頻率指每小時接通的次數，交流接觸器最高為 600 次/h，直流

39、接觸器可達 1200次/h 在設計中交流接觸器最高操作頻率符合電機的要求。21五、輔助觸頭的工作電流：輔助觸頭(或稱輔助開關)的微動開關，它有兩個電流參數，一是約定發熱電流，一是工作電流工作電流有多種，而約定發熱電源只有一個。幾點補充經驗與參考 1.持續運行的設備，接觸器按 67-75%算.即 100A 的交流接觸器，只能控制最大額定電流是 67-75A 以下的設備.。2.間斷運行的設備.接觸器按 80%算.即 100A 的交流接觸器，只能控制最大額定電流是 80A 以下的設備。3.反復短時工作的設備.接觸器按 116-120%算.即 100A 的交流接觸器，只能控制最大額定電流是 116-1

40、20A 以下的設備。綜合以上所述得，三相交流接觸器的選擇如下：額定電壓：380V額定電流：主電機，150A；氣泵電機：20A線圈的額定電壓:220V操作頻率：最大 600 次/h輔助觸頭的工作電流 ：0.5mA型號：CJ12A-150/32.2.4 熱繼電器一、熱繼電器原理與作用熱繼電器是由流入熱元件的電流產生熱量，使有不同膨脹系數的雙金屬片發生形變，當形變達到一定距離時，就推動連桿動作，使控制電路斷開，從而使接觸器失電，主電路斷開，實現電動機的過載保護。繼電器作為電動機的過載保護元件，以其體積小，結構簡單、成本低等優點在生產中得到了廣泛應用。額定電壓：熱繼電器能夠正常工作的最高的電壓值，一般

41、為交流 220V，380V，600V。 額定電流：熱繼電器的額定電流主要是指通過熱繼電器的電流 額定頻率：一般而言，其額定頻率按照 4562HZ 設計定電流范圍：整定電流的范圍有本身的特性來決定。它描述的是在一定的電流條件下熱繼電器的動作時間和電流的平方成正比。 22熱繼電器的作用是：主要用來對異步電動機進行過載保護，他的工作原理是過載電流通過熱元件后，使雙金屬片加熱彎曲去推動動作機構來帶動觸點動作，從而將電動機控制電路斷開實現電動機斷電停車，起到過載保護的作用。鑒于雙金屬片受熱彎曲過程中，熱量的傳遞需要較長的時間，因此，熱繼電器不能用作短路保護，而只能用作過載保護。熱繼電器是用于電動機或其它

42、電氣設備、電氣線路的過載保護的保護電器。電動機在實際運行中，如拖動生產機械進行工作過程中，若機械出現不正常的情況或電路異常使電動機遇到過載，則電動機轉速下降、繞組中的電流將增大，使電動機的繞組溫度升高。若過載電流不大且過載的時間較短，電動機繞組不超過允許溫升，這種過載是允許的。但若過載時間長，過載電流大，電動機繞組的溫升就會超過允許值，使電動機繞組老化，縮短電動機的使用壽命，嚴重時甚至會使電動機繞組燒毀。所以，這種過載是電動機不能承受的。 熱繼電器就是利用電流熱效應的原理，在出現電動機不能承受的過載時切斷電動機電路，為電動機提供過載保護的保護電器。使用熱繼電器對電動機進行過載保護時，將熱元件與

43、電動機的定子繞組串聯，將熱繼電器的常閉觸頭串聯在交流接觸器的電磁線圈的控制電路中，并調節整定電流調節旋鈕，使人字形撥桿與推桿相距一適當距離。當電動機正常工作時，通過熱元件的電流即為電動機的額定電流，熱元件發熱，雙金屬片受熱后彎曲，使推桿剛好與人字形撥桿接觸，而又不能推動人字形撥桿。常閉觸頭處于閉合狀態，交流接觸器保持吸合，電動機正常運行。若電動機出現過載情況，繞組中電流增大，通過熱繼電器元件中的電流增大使雙金屬片溫度升得更高，彎曲程度加大，推動人字形撥桿，人字形撥桿推動常閉觸頭，使觸頭斷開而斷開交流接觸器線圈電路，使接觸器釋放、切斷電動機的電源，電機停車而得到保護。 熱繼電器其它部分的作用如下

44、：人字形撥桿的左臂也用雙金屬片制成，當環境溫度發生變化時，主電路中的雙金屬片會產生一定的變形彎曲，這時人字形撥桿的左臂也會發生同方向的變形彎曲，從而使人字形撥桿與推桿之間的距離基本保持不變，保證熱繼電器動作的準確性。這種作用稱溫度補償作用。 二、熱繼電器規格選擇熱繼電器的額定電流大于電動機額定電流。然后根據該額定電流來選擇熱繼電器的型號。熱繼電器的熱元件的額定電流應略大于電動機額定電流。當電動機啟動電流為其額定電流的 6 倍及啟動時間不超過 5S 時，熱元件的整定電流調節23到等于電動機的額定電流；當電動機的啟動時間較長、拖動沖擊性負載或不允許停車時，熱元件整定電流調節到電動機額定電流的 1.

45、1-1.15 倍。15KW 的電機啟動 空開用 DZ47-60 -30A 熱繼電器用 JR36-63 20-30A 交流接觸器用 CJX1-30A那 7.5KW 的氣泵啟動 空開用 DZ47-60 -16A 熱繼電器用 JR36-63 40-63A 交流接觸器用 CJX1-20A2.3 基本參數的選擇額定電壓：銘牌額定電壓是只主觸點上的額定電壓，通常用的電壓等級為：直流接觸器：220V，440V，660V交流接觸器：220V，380V，500V負載是 380V 的三相感應電動機，則應選用 380V 的交流接觸器。額定電流：銘牌額定電流是指主觸點的額定電流，通常用的電流等級為：直流接觸器：25，

46、40，60，100，150，250，400，600A交流接觸器;5，10，20，40，60，100，150，250，400，600A上述電流是指接觸器安裝敞開式控制屏上，觸點工作不超過額定溫升，負載為間斷長期工作制時的電流值、若超過 8 小時，必須空載開閉三次以上，以消除表面氧化膜，如果上述條件改變，就要做相應修正其電流值，具體如下：當接觸器安裝在箱柜內，由于冷卻條件差，電流要降低 1020%使用當接觸器于長期工作制，而其通電持續率不超過 40%；敞開安裝，電流允許提高 1025%;箱柜安裝，允許提高 510%。線圈的額定電壓：通常的電壓等級為：直流線圈：24，48，220，440V交流線圈：

47、36，127，220，380V（選擇時一般交流對交流，直流對直流，但交流負載頻繁動作時可采用直流吸引線圈的接觸器：直流接觸器斷開是產生的過電壓高達 1020 倍，故不采用高電壓等級，電壓太低，接通線圈用的繼電器或接觸器的連鎖觸點不可靠） 。操作頻率：指每小時接通的次數，交流接觸器的最高為 600 次/h，直流接觸器可達 1200 次/h。輔助觸頭的工作電流：輔助觸頭（或稱輔助開關）的未動開關，它有兩個電流參數，一個約定發熱電流，一是工作電流。工作電流有多種，而約定發熱電源只有一個。24約定發熱電源的定義：GB/T2900.18 對約定發熱電源電流的定義是：“在規定條件下實驗時，開關電器在 8h

48、 工作制下，各部件的溫升不超過極限值時所能承載的最大電流。 ”工作電流：由它所控制的電磁鐵在比和狀態下的負載功能來決定。2.4 保護措施2.4.1 短路保護配電線路的短路保護，應在短路電流對導體和連接件產生的熱作用和機械作用造成危害之前切斷短路電流。絕緣導體的熱穩定校驗應符合下列規定：一、當短路持續時間不大于5s 時，絕緣導體的熱穩定應按下式進行校驗：tKS I 式中：S絕緣導體的線芯截面（）；I短路電流有效值（均方根值）；t在已達到允許最高持續工作溫度的導體內短路電流持續作用的時間（）；K不同絕緣的計算系數。二、短路持續時間小于0.1s 時，應計入短路電流非周期分量的影響；大于5s 時應計入

49、散熱的影響。2.4.2負載保護配電線路的過負載保護，應在過負載電流引起的導體溫升對導體的絕緣、接頭、端子或導體周圍的物質造成損害前切斷負載電流。下列配電線路可不裝設過負載保護：由電源側的過負載保護電器有效接地保護；不可能過負載的線路。負載保護電器宜采用反時限特性的保護電器，其分斷能力可低于電器安裝處的短路電流值，但應能承受通過的短路能量。25過負載保護電器的動作特性應同時滿足下列條件：IBInIZI21.45IZ式中：IB線路計算負載電流（A）；In熔斷器熔體額定電流或斷路器額定電流或整定電流（A）；Iz導體允許持續載流量（A）；I2保證保護電器可靠動作的電流（A）。當保護電器為低壓斷路器時，

50、Iz 為約定時間內的約定動作電流；當為熔斷器時，Iz 為約定時間內的約定熔斷電流。突然斷電比過負載造成的損失更大的線路，其過負載保護應作用于信號而不應作用于切斷電路。多根并聯導體組成的線路采用過負載保護，其線路的允許持續載流量（Iz）為每根并聯導體的允許持續載流量之和，且應符合下列要求：一、導體的型號、截面、長度和敷設方式均相同；二、線路全長內無分支線路引出；三、線路的布置使各并聯導體的負載電流基本相等。2.4.3 接地故障保護接地故障保護的設置應能防止人身間接電擊以及電氣火災、線路損壞等事故。接地故障保護電器的選擇應根據配電系統的接地型式，移動式、手握式或固定式電氣設備的區別，以及導體截面等

51、因素經技術經濟比較確定。采用接地故障保護時，在建筑物內應將下列導電體作總等電位聯結：一、PE、PEN 干線；二、電氣裝置接地極的接地干線；三、筑物內的水管、煤氣管、采暖和空調管道等金屬管道；四、件許可的建筑物金屬構件等導電體。上述導電體宜在進入建筑物處接向總等電位聯結端子。等電位聯結中金屬管道連接處應可靠地連通導電。當電氣裝置或電氣裝置某一部分的接地故障保護不能滿足切斷故障回路的時間要求時，尚應在局部范圍內作輔助等電位聯結。當難以確定輔助等電位聯結的26有效性時，可采用下式進行校驗：IaR 50式中：R可同時觸及的外露可導電部分和裝置外可導電部分之間，故障電流產生的電壓降引起接觸電壓的一段線段

52、的電阻（）；Ia切斷故障回路時間不超過的保護電器動作電流（）。注：當保護電器為瞬時或短延時動作的低壓斷路器時，Ia值應取低壓斷路器瞬時或短延時過電流脫扣器整定電流的1.3 倍。保護電器的裝設位置保護電器應裝設在操作維護方便，不易受機械損傷，不靠近可燃物的地方，并應采取避免保護電器運行時意外損壞對周圍人員造成傷害的措施。保護電器應裝設在被保護線路與電源線路的連接處，但為了操作與維護方便可設置在離開連接點的地方，并應符合下列規定：1.路長度不超過3m；2.將短路危險減至最小的措施；3.近可燃物。當將從高處的干線向下引接分支線路的保護電器裝設在距連接點的線路長度大于3m的地方時，應滿足下列要求：1.

53、分支線應敷設于不燃或難燃材料的管、槽內。2.支線裝設保護電器前的那一段線路發生短路或故障時，離短路點最近的上一級保護電器應能保證符合本規范規定的要求。短路保護電器應裝設在低壓配電線路不接地的各相（或極）上，但對于中性點不接地且N 線不引出的三三線配電系統，可只在二相（或極）上裝設保護電器。27第三章 低壓開關柜常見故障判斷及處理電氣控制電路故障的查找是一項技術性較強的工作，也是實際工作中一項十分重要和繁瑣的工作。具體的故障查找方法，不僅因人而異，因時而異，而且不同故障、不同的控制系統查找方法也互不相同。控制系統出了故障后，一時難以弄清是什么地方出了問題，就需要進行故障點的查找，而故障點的查找又

54、有一定規律。實際中技能的培養就是對這一規律的摸索和積累。作為一名電氣工作者，應立足于一無圖紙、二無資料、三無借鑒實例的情況下，獨立地工作。一方面要藐視困難，另一方面要穩扎穩打，對故障進行充分的分析和判斷，確定一個切實可行的檢修方案，決不可盲目行動，亂拆亂調，使得原故障沒有排除卻造成新故障。在遇到疑難問題時，要理清頭緒，開闊思路，考慮另外一種解決辦法。3.1 元件故障及其查找元件故障的種類很多，發生故障時的現象也表現各異，但從故障原因來劃分大致可以分為自身故障、工作于過負荷狀態下造成的故障和外界因素造成的故障三種，只有對故障的現象進行分析、找出產生故障的原因，才能采取有針對性的措施，準確而又迅速

55、地排除故障 。下面是對部分常用低壓電器的常見故障現象進行故障原因的分析，并討論相應的排除故障的方法。28一、刀開關 故障現象 故 障 原 因 排 除 方 法合閘后電路一相或兩相無電源靜觸頭彈性消失,開口過大使靜動觸頭接觸不良熔絲熔斷或虛連靜動觸頭氧化或生垢電源進出線頭氧化后接觸不良更換靜觸頭更換或緊固螺絲清潔觸頭清除氧化物閘刀短路外接負載短路,熔絲熔斷金屬異物落入開關內引起相間短路除負載短路故障清除開關內異物觸頭燒壞 開關容量太小 拉閘或合閘時動作太慢,造成電弧過大,燒壞觸頭更換大容量開關改善操作方法二、自動空氣開關故 障 現 象 故 障 原 因 排 除 方 法不能合閘開關容量太大熱脫扣器的熱

56、元件未冷卻復原 鎖鏈和搭鉤銜接處磨損，合閘時滑扣杠桿或搭鉤卡阻更換大容量的開關待雙金屬片復位后再合閘 更換鎖鏈及搭鉤檢查并排除卡阻開關溫升過高觸頭表面過分磨損，接觸不良觸頭壓力過低接線柱螺釘松動更換觸頭 調整觸頭壓力 擰緊螺釘電流達到整定值時開關不斷開熱脫扣器的雙金屬片損壞 電磁脫扣器的銜鐵與鐵心距離太大或電磁線圈損壞 主觸頭熔焊后不能分斷 處理接觸面或更換觸頭 調整觸頭壓力 擰緊螺釘電流未達到整定值, 開關誤動作 整定電流調得過小 鎖鏈或搭鉤磨損,稍受震動即脫鉤 調高整定電流值 更換磨損部件29三、熔斷器 故 障 現 象 故 障 原 因排 除 方 法熔體電阻無窮大 熔體已斷 更換相應的熔體電

57、動機起動瞬間, 熔體便斷熔體電流等級選擇太小電動機側有短路或接地熔體安裝時受到機械損傷更換合適的熔體排除短路或接地故障更換熔體熔斷器入端有電出端無電緊固螺釘松脫熔體或接線端接觸不良調高整定電流值更換磨損部件四、按鈕 故 障 現 象 故 障 原 因 排 除 方 法按下停止按鈕被控電器未斷電接線錯誤線頭松動搭接在一起雜物或油污在觸頭間形成通路膠木殼燒焦后形成短路 校對改正錯誤線路檢查按鈕連接線清掃按鈕開關內部更換新品按下起動按鈕被控電器不動作被控電器有故障按鈕觸頭接觸不良,或接線松脫檢查被控電器清掃按鈕觸頭或擰緊接線觸摸按鈕時有觸電的感覺按鈕開關外殼的金屬部分與連接導線接觸按鈕帽的縫隙間有導電雜物

58、，使其與導電部分形成通電檢查連接導線清掃按鈕內部松開按鈕，但觸點不能自動復位復位彈簧彈力不夠內部卡阻更換彈簧清掃內部雜物30五、交流接觸器故 障 現 象 故 障 原 因 排 除 方 法觸頭熔焊操作頻率過高或電流過大斷開容量不夠長期過載使用觸點表面有金屬顆粒異物觸頭壓力過小負載側短路更換容量大的接觸器清理觸頭表面更換接觸器調高觸頭彈簧壓力排除短路故障觸頭不能復位復位彈簧損壞內部機械卡阻鐵心安裝歪斜更換彈簧排除機械故障重新安裝鐵心不釋放或釋放緩慢觸頭熔焊觸頭彈簧壓力過小機械可動部分被卡有生銹現象反力彈簧損壞鐵心接觸面有油污或塵埃粘著E 形鐵心磨損過大更換觸頭調整觸頭參數排除卡住現象更換反力彈簧清理

59、鐵心接觸面更換 E 形鐵心吸不上或吸不足電路實際電壓低于線圈額定電壓，或有波動觸頭彈簧壓力過大配線錯誤觸頭接觸不良檢查電源或更換合適的接觸器調整觸頭參數改正配線更換觸頭或清除氧化層和污垢 故 障 現 象 故 障 原 因 排 除 方 法銜鐵振動和噪聲電路實際電壓低于線圈額定電壓觸頭彈簧壓力過大鐵心短路環斷裂鐵心接觸面有油污或塵埃粘著磁系統歪斜或機械上卡住，使鐵心不能吸檢查電源或更換合適的接觸器調整觸頭參數更換鐵心或接觸器清理鐵心接觸面重新安裝磁系統排除機械故障31平鐵心接觸面過度磨損而不平更換鐵心或接觸器線圈過熱或燒損電路實際電壓高于線圈額定電壓線圈匝間短路檢查電源或更換合適的接觸器更換線圈或接

60、觸器六、熱繼電器故障現象故 障 原 因排 除 方 法熱元件燒斷負載側短路，電流過大操作頻率過高排除短路故障，更換熱繼電器合理選用熱繼電器熱繼電器動作太快整定電流值偏小電動機起動時間太長連接導線太細操作頻率太高或點動控制環境溫差太大合理調整整定電流值,相差太大則換新品選擇合適的熱繼電器或在起動時熱繼電器短接按要求選用導線改用過流繼電器改善環境主電路不通熱元件燒毀接線松脫更換熱繼電器擰緊松脫導線控制電路不通觸頭燒壞控制電路側導線松脫修理觸頭擰緊松脫導線熱繼電器不動作，電機燒壞熱繼電器的額定電流值與電機的額定電流值不符整定電流值偏大觸頭接觸不良導板脫出或動作機構卡住按電機的容量選用熱繼電器根據負載合