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1、3 低压电气线路及常用低压低压电气线路及常用低压电气设备电气设备3.1 常用低压控制电器常用低压控制电器3.2 配电导线与保护装置的选择配电导线与保护装置的选择3.3 电力负荷的计算电力负荷的计算3.4 变压器变压器3.5 三相异步电动机三相异步电动机低压电器电器是根据外界特定的信号和要求，自动或者手动接通和断开电路，通过改变电路参数，实现对电路或非电对象进行切换、控制、保护、检测和调节用的电气设备。按我国现行标准规定，低压电器通常指工作在交流1200V或直流为1500V以下的电器。分类：电力网系统用配电电器，如低压断路器、熔断器等；电力拖动及自控系统用控制电器，如继电器等按动作方式可分为手动
2、控制及自动控制等。3.1 常用低压控制电器常用低压控制电器又称开启式负荷开关，可分为两级开关、三级开关。 根据刀开关的构造的不同，分为胶盖开关、铁壳开关、隔离开关。（1） 胶盖开关3.1.1 刀开关刀开关QS 胶盖开关的特点及使用场合v容量不大的低压电路做不频繁带负荷接通、切断操作和短路保护。v用于照明电路时可以选用220V或250V额定电压，额定电流等于或大于工作最大电流的两极开关。v电动机的直接启动，可选用电压为380V或500V，额定电流大于或等于电动机额定电流三倍的三极开关。结构胶盖开关主要由操作瓷柄、刀刃、刀夹和绝缘底座组成，内装有熔丝。（1） 胶盖开关开关的安装及操作v必须垂直安装
3、在控制屏或开关板上；不能倒装，否则可能断路时开关落下，造成误接通。v电源线接上部进线接线座，负载接下部的可动触刀、熔丝端的出线接线座上。进线和出线不能接反，否则更换熔断丝时易触电。v操作时动作应迅速，可使电弧较快熄灭，避免灼伤，同时避免电弧烧坏静触头和动触头。n由焊接电源供给的，在两极间产生强烈而持久的气体由焊接电源供给的，在两极间产生强烈而持久的气体放电现象放电现象叫电弧。电弧当用开关电器断开电流时，叫电弧。电弧当用开关电器断开电流时，如果电路电压不低于如果电路电压不低于1020伏，电流不小于伏，电流不小于80100mA，电器的触头间便会产生电弧。，电器的触头间便会产生电弧。 （2） 铁壳开
4、关 铁壳开关的结构铁壳开关又称为封闭式负荷开关，它由刀开关、熔断器组成，装在有钢板防护的外壳内。 铁壳开关的特点铁壳开关没有灭弧能力，为了使用安全，铁壳开关内还装有联锁装置，保证开关在闭合时，盖子不能打开，而盖子打开时，闸刀不能合闸。 隔离开关的结构隔离开关是由动触头（活动刀刃）、静触头（固定触头或刀嘴）所组成。 隔离开关的作用及特点使用量大，工作可靠性要求高，对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大隔离开关的主要用途是保证电气设备检修工作的安全。隔离开关没有灭弧装置，不能断开负荷电流和短路电流。 （3） 隔离开关（3） 隔离开关主要作用 1)分闸后，建立可靠的绝缘间隙，将需要检修的设
5、备或线路与电源用一个明显断开点隔开，以保证检修人员和设备的安全2)根据运行需要，换接线路。（4）组合开关 组合开关的特点又称转换开关，在实验室和机床电气控制线路中用作电源开关，也可用来直接起动和停止小容量鼠笼式异步电动机。组合开关有单极、双极、三极和四极等几种，额定电流有10、25、60、100A等多种。本身不带过载保护和短路保护装置，需要另外增设保护电器。（4）组合开关 组合开关的结构（5）按钮开关又称控制按钮或按钮，额定工作电流比较小，专门用来接通和切断较小电流的电路。常把按钮开关与接触器，继电器的线圈配合，构成控制电路，实现对电动机等用电设备的自控或远控。按钮开关一般由按钮帽、恢复弹簧、
6、桥式动触头、静触头和外壳等组成。 按钮开关根据静态时触头的分合状况，分为三种：常开按钮（启动按钮）、常闭按钮（停止按钮）以及复合按钮（常开、常闭组合为一体的按钮）。 1-按钮帽2-复位弹簧3-动触点4-常开静触点5-常闭静触点3.1.2 低压熔断器低压熔断器熔断器，是一种最简单的保护电器，它可以实现短路短路或过载过载时，自动切断电路，达到保护目的。 熔断器由熔体熔体和绝缘座绝缘座（绝缘管绝缘管）组成，熔体由熔点较低的金属如铅、锡、锌、铜、银、铝等制成。 熔断器与所保护电路 串联串联 （1） 瓷插式熔断器插入式熔断器，主要由瓷盖、瓷座、动触头、静触头和熔丝等组成。常用产品有RC1A系列，主要用于
7、低压分支电路的短路保护。（负载不大的照明电路）1熔丝2瓷插件3接线端子4瓷底座5静触点6动触点（2） 螺旋式熔断器螺旋式熔断器，主要由瓷帽、熔管、瓷套、上接线端、下接线端和底座等组成。熔管由电工陶瓷制成，熔管内装有熔体和石英砂填料，熔管上盖中有一个熔断指示器（漆有绿色或红色的小红片），当熔体熔断时指示器跳出显示熔体熔断，通过瓷帽的玻璃空可以看到。主要用于低压配电柜线路中的短路保护。1瓷帽2熔管3瓷套4上接线柱5下接线柱6底座（3） 封闭式熔断器闭管式熔断器外形图，主要由熔管、熔体和夹座组成，分为无填料式和有填料式两种。无填料式无填料密闭式熔断器将熔体装入密闭式圆筒中，分断能力稍小，用于500V
8、以下，600A以下电力网或配电设备中。1-铜圈2-熔断管3-管帽4-插座5-特殊垫圈6-熔体7-熔片有填料式有填料熔断器一般用方形瓷管，内装石英砂及熔体，分断能力强，用于电压等级500V以下、电流等级1KA以下的电路中1-瓷底座2-弹簧片3-管体4-绝缘手柄5-熔体3.1.3 低压断路器（低压断路器（QF）（1） 低压断路器的特点低压断路器俗称自动开关、空气开关，它是一种手动操作电器。在正常的工作条件下，可以通过人工操作接通或切断电路；在电路发生故障时，它又能自动分断电路，起到保护作用。它内部没有熔丝，使用方便，所以应用极为广泛。主要预防故障：严重过载、失压、短路。（2） 常用的低压断路器目前
9、常用的低压断路器有DZ、DW，新型号有C系列、S系列、K系列等。 DZ系列塑料外壳式断路器 DW系列万能式断路器 C系列小型低压断路器 断路器结构3.1.4 漏电保护开关漏电保护开关漏电保护开关由放大器、零序互感器和脱扣装置组成。它具有检测和判断漏电的能力，并在脱扣器的作用下动作跳闸，切断电路。漏电保护开关的工作原理：在设备正常运行时，主电路电流的相量和为零，零序互感器的铁心无磁通，其二次侧没有电压输出。当设备发生单相接地或漏电时，由于主电路电流的相量和不再为零，零序互感器的铁心有零序磁通，其二次侧有电压输出，经放大器放大后，输入给脱扣器，使断路器跳闸，切断故障电路，避免发生触电事故。3.1.
10、6 交流接触器交流接触器交流接触器用来接通和断开主电路。它具有控制容量大，可以频繁操作，工作可靠，寿命长的特点，在控制电路中广泛应用。交流接触器由电磁机构、触头系统和灭弧装置三部分构成。电磁机构由励磁线圈、铁心、衔铁组成。触头根据通过电流大小的不同分为主触头和辅助触头；主触头接在主电路中，用来通断大电流电路；辅助触头接在控制电路中，用来控制小电流电路。触头根据自身特点的不同还可以分为常开触头和常闭触头。3.1.7 热继电器热继电器热继电器是一种利用电流的热效应工作的过载保护电器，可以用来保护电动机，以免电动机因过载而损坏。加热元件串接在电动机主电路的电路中，当电动机在额定电流下运行时，加热元件
11、虽有电流通过，但因电流不大，动断触头仍处于闭合状态。当电动机过载后，热继电器的电流增大，经过一定时间后，发热元件产生的热量使双金属片遇热膨胀并弯曲，推动导板移动，导板又推动温度补偿双金属片与推杆，使动触头与静触头分开，使电动机的控制回路断电，将电动机的电源切断，起到保护作用1电流调节凸轮，2片簧（2a，2b），3手动复位按钮，4弓簧片，5主金属片，6外导板，7内导板，8常闭静触点，9动触点，10杠杆，11常开静触点（复位调节螺钉），12补偿双金属片，13推杆，14连杆，15压簧3.2 配电导线与保护装置的选择配电导线与保护装置的选择(1) 放射式它是由变压器低压输出母线上引出几条干线 ，由干线
12、将电能输送给各个用电设备或各配电箱。 放射式线路的组成它是由各条干线的控制开关及配电线路等组成。 放射式线路的特点它的供电可靠性较高，操作和检修方便。3.2.1 低压配电线路接线方式低压配电线路接线方式适用范围放射式配线方式的供电可靠性较高，所以它特别适用于施工质量要求较高、工期要求较短的建筑工程施工现场；同时也适用于负荷相对较集中，对供电有特殊要求的场所。(2) 树干式由变压器低压母线上引出一条或两三条干线，沿着干线敷设方向引出若干条分支干线，由这些分支干线将电能配送到各用电设备或各配电箱。 树干式线路的组成：它是由一个或两三个控制开关、配电干线和配电分支干线等组成。 树干式线路的特点：它的
13、投资费用较低；供电可靠性较差。 树干式配电线路的适用范围：这种配电方式适用于用电量在200kVA以下，负荷布置较均匀且无特殊要求的用电设备的小型建筑施工现场。 (3) 环形式它是变压器低压侧母线引出两条树干式干线，即两路主干线供电，各支路由主干线上引出，且在某些支线上由这两条干线同时供电（或互为备用形式），从而形成环形状供电网络。它的特点是：由于是从树干式接线方式演变而来，吸收了放射式接线的优点；故而供电可靠性较树干式提高了，为故障处理及维修管理提供了方便，且配线线路较简单。但是这套环形接线装置较复杂，操作较困难。 3.2.2 配电导线的选择配电导线的选择配电线路的导线截面的选择必须满足下列三
14、个方面的要求：导线的发热条件、允许的电压损失和机械强度。(1) 按发热条件确定导线截面导线在通过正常最大负荷电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。由这个条件来确定的导线截面称为“按发热条件”或“按允许载流量”选择导线截面。导线的允许载流量大于或等于该导线所在线路的计算电流，即：INIJS 【例3.1】某建筑施工现场采用220/380V的低压配电系统供电，现场最高气温为30，其干线的计算电流为140A，架空敷设，试确定进户导线的型号及截面积。【解】考虑到施工现场的特点，采用铝芯导线。在室外架空敷设，可选择价格低廉的橡皮绝缘导线，导线的型号为：BLX橡皮绝缘铝芯导线。根据计算电
15、流140A，查附录1，可得在30温度时，大于或等于140A的载流量是163A，截面积为50mm2 ,所以选择截面积为50mm2的橡皮绝缘铝芯进户线 ,截面积为25mm2 的橡皮绝缘铝芯工作零线和保护零线。(2) 按允许电压损失选择导线截面规范规定：从变压器低压侧母线到用电设备受电端的电压损耗，一般不超过用电设备额定电压的5%；对视觉要求较高的照明电路，则为2%3%。如果线路的电压损耗值超过了允许值，应适当加大导线的截面，减小配电线路的电压降，以满足用电设备的要求。线路的电压损耗U为： 配电线路上电压损耗的大小与导线上输送功率的大小、输送距离的远近及导线截面的大小有关。可用下列公式进行导线截面的
16、选择：C为电压损耗计算常数，它是由电路相数、额定电压及导线材料的电阻率等因素决定的一个常数，如表3.1所示； 表表3.1计算线路电压损耗公式中系数计算线路电压损耗公式中系数C值值 线路额定电压（V）线路系统及电流种类系数C值 铜线铝线380/220三相四线7746.3380/220两相三线3420.5220110362412 单相或直流 12.83.20.340.1530.038 7.751.90.210.0920.023 【例3.2】某学生宿舍楼白炽灯照明的计算负荷为50kW，由100m远处的变电所用橡皮绝缘铝线（BLX）供电，供电方式为三相五线制，要求这段线路的电压损耗不超过2.5%，试选择导线截面积。【解】所以，选择截面积为50mm2的橡皮绝缘铝线。 【例3.3】某工地进户线的计算负荷为65kW，进户线的长度为60m，导线架空敷设，如采用BLV500（335125）规格的导线是否满足5%的电压损耗率？ 【解】满足要求。(3) 按机械强度选择导线截面导线和电缆应有足够的机械强度以避免在刮风、结冰时被拉断，使供电中断，造成事故。国家有关部门强制规定了在不同敷设条件下，导线按机械强度要
