低压电器知识暨发展.

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1、,低压电器知识暨发展,卜浩民,低压电器知识暨发展,低压电器知识 1 低压电器基本概念 2 常见低压电器产品简介 1.1 低压电器产品范围 2.1 断路器 1.2 低压电器产品分类 2.2 隔离开关 1.2.1 配电电器 2.3 接触器 1.2.2 控制电器 2.4 继电器 1.2.3 低压开关装置 2.5 控制器 2.6 其它电器 3 电器的基本性能参数 我国低压电器的发展 1 五十多年的四个阶段三代产品 2 各代产品水平分析 3 制造水平 市场分析 4 产品发展趋势,低压电器知识,1 电 器,对电力电路实行通断操作,对电动机实行起动、停止、正转、反转完成控制任务,对电路负载、电工设备或电动机

2、的过载、过压、短路、 断相等故障进行保护,电路中传递、变换、放大电的或非电的信号达到自动 检测和调节,根据外界指定信号和要求，自动或手动接通和断开电路， 断续 或连续地改变电路参数实现对电路切换、控制、保护、 检测、 变换和调节用的电气设备,对电源,对 负 载,电 器,低压电器知识,2 低压电器基本概念,在低压配电系统和控制系统中起通断、保护控制或调节作 用的电器。,低压电器,交流1000V及以下(可含1140V)，直流1500V及以下,低压电器 电压范围,3 低压电器分类,主要用于电能的分配，并对电路和用电设备进行保护以及 通断、转换电源或负载。,配电电器,用于控制用电设备，使其达到预期要求

3、的工作状态。,控制电器,低压电器知识,3.1 配电电器,断路器 框架式（万能式） 塑壳式 小型,配电电器,熔断器 有填料管式 -无填料管式 -插入式 -螺旋式 -自复式,隔离器 刀开关 -熔断器式刀开关 -负荷开关 -隔离开关,漏电保护器 漏电断路器 -漏电继电器,低压电器知识,3.2 控制电器,主令电器 按扭、转换开关、 凸轮控制器、行程开 关等；,起动器 电磁、自耦减压 星三角、软启动， 变频器等。,继电器 热过载、中间、 时间、电流、电压、 温度、速度等；,接触器 交流、直流、可 逆、空气、真空、直 动、转动、切换电 容器式等，,电磁铁 起重、制动、牵 引,变阻器 励磁、起动、频 敏、划

4、线。,控制电器,低压电器知识,3.2 控制电器 控制电器中，按所处电路和功能，又分为主电路控制电器和控制电路电器两类。,主电路控制电器-接触器(交流 直流 转动 直动 空气 真空) 起动器(磁力 星三角 软),控制电路控制电器-继电器(热过载 中间 时间 电流 电压 温度 速度等) 主令电器(转换开关 主令控制器 凸轮控制器 行程开关等) 信号电器(按扭 指示灯 传感器 互感器),低压电器知识,3.3 低压开关装置 把低压电器元件按其功能组装成的系统，成为低压开关装置：主 要用于动力和照明等用电设备的配电线路的配电装置。 3.3.1 低压开关装置按功能分,有配电装置和控制装置两大类。 3.3.

5、2 按装置结构分，有,小三箱照明箱 计量箱 动力箱,控制箱操作箱 操作台 控制屏 控制柜,低压开关柜固定式（PJL型 GGD型） 抽屉式(GCK型 GLG型固定分隔式 GCS型 多米诺型 MNS型),低压电器知识,3.3.3 抽屉式开关柜特点： 按功能分动力柜和控制柜； 短路能力高； 进线和分路母线分隔； 抽屉功能模块能互换； 各种安全联锁功能. 3.3.4 固定分隔式,低压电器知识,4 电器及低压电器在国民经济的地位 电器是 基础产业, 是各行各业不可所缺的 基础装备. 是 传统而又朝阳的产业.,发电,升压,输 电,降压,供 配 电,自动控制,电器,各终端用户,低压电器知识,5 低压电器涉及

6、的主要技术,电磁理论 电磁系统的吸力计算(电-磁-力的能量转化 交流直流 铁心形状 吸力与反力的配合),电流效应 热效应极其对电器的影响 磁效应和电动力的影响,低压电器知识,4 低压电器涉及的主要技术,电弧理论 气体放电,电离,电弧的两重性. 电弧形成:触头分离运动-接触面积减小-电流密度增大-强烈发 热-接触处金属熔化-加剧电子发射-触头间隙场强高 -气体放电-电子轰击阳极,正离子轰击阴极-热/光辐 射加剧发热-助长放电和电离-弧隙压降更低-电弧稳 定燃烧 灭 弧:加金属栅片,使 Uh = Uo+EL Uh = nUo+EL 弧压增大 加金属栅片,促使降温. 增大气体介质压力 拉长电弧,低压

7、电器知识,5 常见低压电器产品简介 5.1 断路器 5.1.1 断路器的保护功能 早期的断路器只具有短路瞬动的一段保护。后来发展为过载长延 时和短路瞬动的二段保护。现在大量生产的小型短路器和塑壳短路器 都是二段保护。断路器有再增加过载短延时保护和接地故障保护的所 谓“四段”保护。此外，断路器还可通过加装附件，实现欠电压保护。 当代先进的断路器引入微电子技术，使它具有一定的智能化功能。,属配电电器，曾称自动开关，用于对配电电路、电动机或其它用电 设备实行通断操作并起过载、短路或欠电压等保护作用的开关电器。,按功能和结构-框架断路器 塑壳断路器 小型断路器,低压电器知识,1-主反力弹簧 245-过

8、载短路瞬动电磁铁 468-热脱扣器 479-欠电压脱扣器,5,9,断路器原理图,低压电器知识,5.1.2 断路器的工作原理 合、分闸机构（手动、电动、四连杆、弹簧储能及释能）； 脱扣机构（四连杆五连杆转换）； 瞬动、延时、欠电压脱扣原理。 5.1.3 框架断路器 1) 从结构上说，将所有构件都安装在具有绝缘衬垫的框架 上，形成一个整体的断路器； 2）也称万能式断路器，是从功能上说； 3）用于线路主干线的配电与保护； 4）框架断路器产品举例。 5.1.4 塑壳断路器 1）将所有构件都安装在模压绝缘外壳中的断路器； 2）主要用于分支干线电路的配电与保护；,低压电器知识,3）塑壳断路器产品举例。 5

9、.1.5 小型断路器 1）将所有构件都安装在小型模压绝缘外壳中的断路器； 2）用于电路的终端，对终端电路和用电设备作过载和短路保护； 3）现在的小型断路器一般都有模数化的尺寸和轨道化安装； 4）也归入建筑电器范畴。 5.2 隔离开关 在断开位置，能满足电路上隔离功能的一种电器。 1）能承载正常电路条件下的电流，也能在一个规定时间段内承载 非正常电路条件下的电流（短时耐受电流）； 2）不具有保护功能； 3）常与保护电器（熔断器、断路器）配合使用； 4）相关产品：刀开关、开关熔断器组（负荷开关）、熔断器式隔 离开关。,低压电器知识,塑壳断路器 框架断路器 小型断路器,低压电器知识,5.3 接触器

10、属控制电器（控制主电路）。能频繁地接通、承载和分断正常电路条件（包括运行中正常过载运行条件）下的电流的一种非手动操作的开关 电器。 1）按操作方式有电磁式和气动式，电磁式又有直流和交流； 2）按主电路电源性质有直流接触器和交流接触器； 3）按绝缘介质分，有空气式接触器和真空接触器； 4）按结构形式分，有直动式接触器和转动式接触器； 5）产品举例。 5.4 继电器 属控制电路电器。具有一个或多个输出端，当输入信号达到规定要 求时，电器的输出端发生状态跃迁变化的电器。,低压电器知识,1）按输入信号分，有电压继电器（直流、交流）、电流继 电器、速度继电器、频率继电器、温度继电器； 2）按用途分，有过

11、电压、欠电压、过电流、热（过载）、 速度、频率、时间、中间、通用 5.5 控制器 属控制电器，手动电器。按预定程序转换主电路或控制电路的接线以变更电路中参数的电器。 有凸轮控制器、主令控制器。 5.6 其它电器 CPS组合电器、ATS装置。,低压电器知识,6.电器的基本性能参数 1）极限短路分断能力Icu在规定的试验程序和试验参数下，电 器能接通和分断的短路电流能力。试后还具有一定的介电耐压能力， 但可不考虑继续承栽它的额定电流。 2）运行短路分断能力Ics在规定的试验程序和试验参数下，电 器能接通和分断的短路电流能力。试后还具有一定的介电耐压能力， 并且须考虑继续承栽它的额定电流。 3) 短

12、时耐受电流Icw在规定的试验条件下，断路器能承载而不 损坏的短时耐受电流值。短时耐受电流Icw只适用于具有短路短延时 特性的电器。,低压电器知识,4）电器的几种典型负载 AC1（无感、微感、电阻炉）、 AC2（通断:2.5Ie/Ue) AC3(通:6Ie/Ue,断:Ie/0.17Ue) AC4(通断:6Ie/Ue) DC1(无感、微感、电阻炉） DC3(通断:2.5Ie/Ue/2mS并激电动机) DC5(通断:2.5Ie/Ue/7.5mS串激电动机) 5）断路器的本体功耗指断路器在通以最大额定电流时，因其 本身的电阻发热而产生的功率损耗，通常以三相总功率(W)表示。,低压电器知识,6）温升电器

13、在规定的使用条件（环境、安装条件）下，通以 额定（约定发热）电流，达到稳定发热温度时，该温度与环境温度之 差，以K氏温标表示。 7）机械寿命在正常安装条件下，电器的主电路不通电流，按 规定的额定操作频率和负载因数动作，未经修理，不更换机械零件所 能达到的操作循环数。 8）电气寿命在正常安装条件下，电器的主电路在额定电压下 通以额定负载，按规定的额定操作频率和负载因数操作，未经修理， 不更换零件所能达到的有载通断操作循环次数。 9) 介电性能绝缘性能的考核，绝缘电阻、耐压（工频、冲击）。,我国低压电器发展和水平,低压电器发展和水平,1 简单回顾-五十多年的四个阶段三代产品 1）50年代没有独立设

14、计开发能力，没有自己开发的产品。只有零 星的电器修配业，从前苏联引进产品。 2）60年代 开发我国自行设计的第一代电器产品。 3）70年代末80年代全国统一设计第二代电器产品。 4）90年代本世纪初第三代电器产品。 5）目前三代同堂三代产品分别占有15%、45%50%、35%40%。 6）电器工业分布格局 第一阶段，5060年代：沿海老工业基地。 第二阶段，60年代后期80年代：五大电器基地。 第三阶段，90年代至今国企及转制(2025%)、外企及合资 (2530%)、民营(50%)。,低压电器发展,2 各代产品水平分析 1）第一代产品：国外50年代水平。 DW10、DZ10、CJ10、CJ1

15、2、CZ0 2）第二代产品：国外七末八初水平（全国统一设计或引进）。 DW15、ME、AH、DZ20、CJ20（CJ24）、CZ18。 3）第三代产品：国外90年代水平，个别跟踪当代水平。 NDW1(DW45)、CM1、TM30、CJ45。 3 制造水平 市场分析 3.1 普遍水平不高，传统的十大工艺（冷冲、热固胶木压制、热塑注射、电镀、喷漆、线圈绕制、线圈浸漆、焊接、热处理、装配）。 普遍存在重设计，轻工艺的老问题。模具制造、关键零部件（触头、铁心、大电流焊接、热脱扣部件）工艺装备，在线检测设备，自动装配设备。,低压电器发展,3.2 目前个别制造技术，个别企业有突破（模具制造、在线检测设备、大电流焊接） 3.3 市场现状 1）中低档产品生产能力过剩 2）高档产品主要由外企和少数国企提供 3）互相渗透 争夺市场 外企开发经济型产品，争夺中低端市场。国产优秀产品进入高端市场，如DW45，