低压电器讲稿触头与灭弧系统.pptx
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低压电器培训ppt课件
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16
刀开关的型号含义如下：
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17
2. 组合开关 组合开关又称转换开关， 其操作较
灵巧， 靠动触片的左右旋转来代替闸刀 开关的推合与拉开。 (1) 组合开关的作用。 (2) 组合开关的结构组成。 (3) 组合开关的类型、 图形和文字符号。
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绝缘杆 接线柱
电工基础知识讲座
低压电器
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1
常用低压继电保护电器
❖ 低压电器分类及产品型号 ❖ 一、常用低压继电保护电器的分类
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2
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3
❖ 1.1 低压电器的电磁机构及执行机构
❖ 电气控制系统中以电磁式电器的应用 最为普遍。 电磁式低压电器是一种用电
磁现象实现电器功能的电器类型， 此类
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(2) 产生自动脱扣器不能使开关分断故障的原 因有：
① 反作用弹簧1弹力不足。 ② 贮能弹簧9弹力不足。 ③ 机械部件卡阻。
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1.3 接触器
1. 接触器的作用与分类
接触器是一种可对交、 直流主电路及 大容量控制电路作频繁通、 断控制的 自动电磁式开关， 它通过电磁力作用 下的吸合和反力弹簧作用下的释放使触 头闭合和分断， 从而控制电路的通断。
1— 主 弹 簧 ； 2— 主 触 头 ； 3— 锁 链 ；
4— 搭 钩 ； 5— 轴 ； 6— 电 磁 脱 扣 器 ；
6
7— 杠 杆 ； 8— 电 磁 脱 扣 器 衔 铁 ；
7
9— 弹 簧 ； 10— 欠 压 脱 扣 器 衔 铁 ；
8 12
9 10
低压电器介绍ppt课件
电机的正反转控制—双重互锁
机械互锁
FR
SB1
SBF
KMR KMF SBR
ABC QS
KMF
KMF KMR
FU
KMF
FR
M 3~
KMR
KMR
电器互锁
机械互锁（复合按钮） 双保险
电器互锁（互锁触头）
A BC
8.2.3 行程控制
QS FU KMF
B
A
KMR
FR
M 3~
逆程
正程
行程控制实质为电机的 正反转控制，只是在行程 的终端要加限位开关。
热继电器的符号
发热元件
FR
串联在主电路中
常闭触头
FR
串联在控制电路中
§8.2 基本控制环节
电机起动、停车（点动、连续运行、多地点 控制、顺序控制等）
电机正反转控制 行程控制 时间控制 速度控制
……
8.2.1 异步机的直接起动
A BC
一、点动控制
QS
C'
控
制
FU
KM
电
SB
路
KM
B'
主 电 路
开关电器
一、刀开关
1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关） ❖ 作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。 ❖ 结构图和符号 ：
QS
开关电器
一、刀开关
2.带熔断器式刀开关——用作电源开关、隔离开关 和应急开关，并作电路保护用。
刀 闸 开 关
开关电器
一、刀开关
3.负荷开关 (1)
❖ 用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。
KA FR
KM
控制 关系
SB SB：点动 SB2：连续运行
开关电器灭弧原理 ppt课件
⑵影响弧隙电压的恢复过程的因素：
①电路参数(L、C、R)
②负荷性质(阻、感、容性)
③ 恢复过程(过渡过程)的特点：
可能是周期性变化的振荡过程，也可能是非周期性 变化的不振荡过程，如图2—31所示。
ppt课件
24
ppt课件
25
⑶恢复电压的组成：如图2—32所示： ①瞬变恢复电压utr，为恢复电压的暂态值，它存在
的时间只有几十微秒至几毫秒； ②工频恢复电压usr，即与电源电压波形重合、与电
源电压相等的电压，为恢复电压的稳态值。
3．交流电弧的熄灭条件：
Ud(t) > Ur(t)
（或两曲线无交点）
ppt课件
26
（微秒）
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27
过零再次击 穿点
ppt课件
28
第八节 弧隙电压恢复过程分析
分析弧隙电压恢复过程中电路参数的影响，进而分析 从外电路考虑如何有利于熄弧
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19
电子数 很少
场强不足 以从导体 中拉出电
子
加 U速
场
减速场
T＝０＋ 时刻
d
图2－28电流过零后弧隙电荷及电位分布
ppt课件
20
(2)弧柱区介质强度的恢复过程。弧柱区介质强度的 恢复过程与断路器的灭弧装置结构、介质特性、 电弧电流、冷却条件及触头分开速度等因素有关。
①不同介质强度恢复过程曲线如图2—29所示
头附近的绝缘， ⑶如电弧长久不熄，延长断路时间，会危害电力系统的安全
运行。 结论：切断电路时，必须尽快熄灭电弧。 二、电弧的产生与维持 1．电弧的形成 ：电弧的产生主要是触头间产生大量自由
电子的结果。 游离：一定条件下，中性质点分为正离子和电子的现象 去游离：一定条件下，离子和电子还原为中性质点的现象
①电路参数(L、C、R)
②负荷性质(阻、感、容性)
③ 恢复过程(过渡过程)的特点：
可能是周期性变化的振荡过程，也可能是非周期性 变化的不振荡过程，如图2—31所示。
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⑶恢复电压的组成：如图2—32所示： ①瞬变恢复电压utr，为恢复电压的暂态值，它存在
的时间只有几十微秒至几毫秒； ②工频恢复电压usr，即与电源电压波形重合、与电
源电压相等的电压，为恢复电压的稳态值。
3．交流电弧的熄灭条件：
Ud(t) > Ur(t)
（或两曲线无交点）
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（微秒）
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过零再次击 穿点
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第八节 弧隙电压恢复过程分析
分析弧隙电压恢复过程中电路参数的影响，进而分析 从外电路考虑如何有利于熄弧
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电子数 很少
场强不足 以从导体 中拉出电
子
加 U速
场
减速场
T＝０＋ 时刻
d
图2－28电流过零后弧隙电荷及电位分布
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(2)弧柱区介质强度的恢复过程。弧柱区介质强度的 恢复过程与断路器的灭弧装置结构、介质特性、 电弧电流、冷却条件及触头分开速度等因素有关。
①不同介质强度恢复过程曲线如图2—29所示
头附近的绝缘， ⑶如电弧长久不熄，延长断路时间，会危害电力系统的安全
运行。 结论：切断电路时，必须尽快熄灭电弧。 二、电弧的产生与维持 1．电弧的形成 ：电弧的产生主要是触头间产生大量自由
电子的结果。 游离：一定条件下，中性质点分为正离子和电子的现象 去游离：一定条件下，离子和电子还原为中性质点的现象
低压电器知识ppt课件
按构外型式，自动空气开关可分为万能框架式、塑壳式和 模块式。常见自动空气开关的外形图见以下图。
2.任务原理 自动空气开关的构造原理图及符号如下图。
四、交流接触器 1.作用 可频繁地接通和分断交直流主电路及大容量的控 制电路。具有欠压失压维护作用。 2.型号及含义
3.构造及任务原理
交流接触器主要由电磁系统、触头系统、 灭弧安装及辅助部件等组成。交流接触器的 构造及任务原理如下图。
2.万能转换开关
万能转换开关是具有更多操作位置和触点、可以换接多个电路的一种手 动控制电器，能控制多个回路，顺应复杂线路的要求。常见的LW39-63型 万能转换开关外形和构造原理分别见图〔a〕〔b〕。
三、自动空气开关
1.作用
不仅可以接通和分断正常负载电流、电动机任务电流和过 载电流，而且可以接通和分断短路电流。主要用于在不频繁 操作的低压配电线路或开关控制柜〔箱〕中，作为电源开关 运用。具有过载、过电流、短路、断相、漏电等维护作用。
〔1〕型号及意义
〔2〕构造 常用的封锁式负荷开关有HH3、HH4系列，其中HH4系列为全国一致设计 产品，它的构造如下图。它主要由刀开关、熔断器、操作机构和外壳组成。这种开 关的操作机构具有两个特点：一是采用了储能分合闸方式，使触头的分合速度与手 柄操作速度无关，有利于迅速熄灭电弧，从而提高开关的通断才干，延伸其运用寿 命；二是设置了联锁安装，保证开关在合闸形状下开关盖不能开启，而当开关盖开 启时又不能合闸，确保操作平安。 封锁式负荷开关在电路图中的符号与开启式负荷开关一样。
第三部分：通用派生代号〔用汉语拼音字母表示〕；
第四部分：根本规格代号〔用数字表示，位数不限〕；
第五部分：特殊派生代号〔用汉语拼音字母表示，表示全系列在特 殊情况下变化的特征，普通不用〕；
2.任务原理 自动空气开关的构造原理图及符号如下图。
四、交流接触器 1.作用 可频繁地接通和分断交直流主电路及大容量的控 制电路。具有欠压失压维护作用。 2.型号及含义
3.构造及任务原理
交流接触器主要由电磁系统、触头系统、 灭弧安装及辅助部件等组成。交流接触器的 构造及任务原理如下图。
2.万能转换开关
万能转换开关是具有更多操作位置和触点、可以换接多个电路的一种手 动控制电器，能控制多个回路，顺应复杂线路的要求。常见的LW39-63型 万能转换开关外形和构造原理分别见图〔a〕〔b〕。
三、自动空气开关
1.作用
不仅可以接通和分断正常负载电流、电动机任务电流和过 载电流，而且可以接通和分断短路电流。主要用于在不频繁 操作的低压配电线路或开关控制柜〔箱〕中，作为电源开关 运用。具有过载、过电流、短路、断相、漏电等维护作用。
〔1〕型号及意义
〔2〕构造 常用的封锁式负荷开关有HH3、HH4系列，其中HH4系列为全国一致设计 产品，它的构造如下图。它主要由刀开关、熔断器、操作机构和外壳组成。这种开 关的操作机构具有两个特点：一是采用了储能分合闸方式，使触头的分合速度与手 柄操作速度无关，有利于迅速熄灭电弧，从而提高开关的通断才干，延伸其运用寿 命；二是设置了联锁安装，保证开关在合闸形状下开关盖不能开启，而当开关盖开 启时又不能合闸，确保操作平安。 封锁式负荷开关在电路图中的符号与开启式负荷开关一样。
第三部分：通用派生代号〔用汉语拼音字母表示〕；
第四部分：根本规格代号〔用数字表示，位数不限〕；
第五部分：特殊派生代号〔用汉语拼音字母表示，表示全系列在特 殊情况下变化的特征，普通不用〕；
常用低压电器PPT课件
触点接触形式：点接触、线接触、面接触
理想情况下：触点闭合: 接触电阻为零 触点断开：接触电阻无穷大
影响接触电阻的因素及其减小方法
❖ 电弧产生：在触点由闭合状态过渡到断开状
❖
态的过程中产生的电弧。气体自
❖
持放电形式之一，是一种带电质
❖
点的急流。
❖ 电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高的
❖
温度和密度很大的电流。
1.3 常用控制类电器
1.3.2 接触器
交流接触器
电磁系统 触头系统
灭弧系统 其他部分
1.3 常用控制类电器
1.3.2 接触器
1—主触头； 2—动铁芯； 3—电磁线圈； 4—静铁芯
图1-10 交流接触器动作原理示意图
1.3 常用控制类电器
1.3.2 接触器
图1-11 接触器的型号含义
1.3 常用控制类电器
5—静触头；6—接线柱；7—热脱扣器
1.3 常用控制类电器
1.3.1 低压开关电器
低
1—主触头；
压
2—自由脱扣器；
断
3—过流脱扣器；
路
4—分励脱扣器；
器
5—热脱扣器；
6—失压脱扣器；
7—按钮
图1-7 低压断路器的动作原理示意图
1.3 常用控制类电器
1.3.1 低压开关电器
低 压 断 路 器
DZ 20 □ - □ □/□ □ □
时 间 继 电 器
图1-15 时间继电器的图形符号
1.3 常用控制类电器
1.3.3 控制继电器
空气阻尼式时间继电器
时 间 继 电 器
图1-16 JST-A系列时间继电器的动作原理示意图
1.3 常用控制类电器
《电弧及电气触头》课件
《电弧及电气触 头》PPT课件
目 录
• 电弧的概述 • 电气触头的概述 • 电弧与电气触头的关系 • 电弧及电气触头的应用 • 电弧及电气触头的维护与安全
01
CATALOGUE
电弧的概述
电弧的定义
01
电弧是一种气体放电现象，当两 个导电体之间的电压超过气体的 绝缘强度时，电流会在导电体之 间通过气体流动，形成电弧。
详细描述
在选择电气触头的材料时，需要考虑材料的导电性、耐热性、机械强度、耐磨性和耐腐蚀性等因素。常用的电气 触头材料包括铜、铜合金、银、金、镍、铁和铁合金等。此外，为了提高电气触头的性能，还可以采用表面处理 技术，如镀银、镀金、喷塑等。
03
CATALOGUE
电弧与电气触头的关系
电弧对电气触头的影响
电气触头的分类
总结词
电气触头可以根据不同的分类标准进行分类。
详细描述
根据结构形式，电气触头可分为点接触、线接触和面接触三类；根据使用环境，电气触头可分为空气 环境、真空环境、液体介质和组合环境等类型；根据负载性质，电气触头可分为直流负载和交流负载 。
电气触头的材料选择
总结词
选择合适的材料是电气触头设计中的重要环节。
02
电弧通常发生在高压或高电流的 电路中，如变压器、发电机、电 动机等设备的触头接触或分离时 。
电弧的形成与熄灭
电弧的形成
当两个导电体之间的电压超过气体的绝缘强度时，电流会在导电体之间通过气 体流动，形成电弧。
电弧的熄灭
电弧的熄灭可以通过降低电压、增加电路的电阻、引入灭弧介质等方法实现。 在开关设备和控制设备中，通常采用灭弧装置来快速熄灭电弧，以保护设备和 电路的安全。
电子设备
电子设备中的触点接触会产生电 弧，电弧对电子设备的性能和稳
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• 电弧的概述 • 电气触头的概述 • 电弧与电气触头的关系 • 电弧及电气触头的应用 • 电弧及电气触头的维护与安全
01
CATALOGUE
电弧的概述
电弧的定义
01
电弧是一种气体放电现象，当两 个导电体之间的电压超过气体的 绝缘强度时，电流会在导电体之 间通过气体流动，形成电弧。
详细描述
在选择电气触头的材料时，需要考虑材料的导电性、耐热性、机械强度、耐磨性和耐腐蚀性等因素。常用的电气 触头材料包括铜、铜合金、银、金、镍、铁和铁合金等。此外，为了提高电气触头的性能，还可以采用表面处理 技术，如镀银、镀金、喷塑等。
03
CATALOGUE
电弧与电气触头的关系
电弧对电气触头的影响
电气触头的分类
总结词
电气触头可以根据不同的分类标准进行分类。
详细描述
根据结构形式，电气触头可分为点接触、线接触和面接触三类；根据使用环境，电气触头可分为空气 环境、真空环境、液体介质和组合环境等类型；根据负载性质，电气触头可分为直流负载和交流负载 。
电气触头的材料选择
总结词
选择合适的材料是电气触头设计中的重要环节。
02
电弧通常发生在高压或高电流的 电路中，如变压器、发电机、电 动机等设备的触头接触或分离时 。
电弧的形成与熄灭
电弧的形成
当两个导电体之间的电压超过气体的绝缘强度时，电流会在导电体之间通过气 体流动，形成电弧。
电弧的熄灭
电弧的熄灭可以通过降低电压、增加电路的电阻、引入灭弧介质等方法实现。 在开关设备和控制设备中，通常采用灭弧装置来快速熄灭电弧，以保护设备和 电路的安全。
电子设备
电子设备中的触点接触会产生电 弧，电弧对电子设备的性能和稳
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第四节 载流情况下触头的分断
➢ 均质触头材料的金属蒸发对弧根的影响
燃弧时电弧在触头 表面形成若干个弧 根，弧根区域中形 成一个深池，触头 材料由熔池蒸发， 对触头产生严重的 烧损
第四节 载流情况下触头的分断
➢ 非均质触头材料上金属的蒸发促使弧根稳定
沸点高的材料形成 骨架，在弧根区域 银先熔化沸腾，蒸 发出来的银蒸气对 骨架起冷却作用， 包围弧柱，促使弧 根停留在原处，减 少金属蒸发而产生 的磨损
低压直流电器灭弧装置的设计
在触头间隙中产生外加磁场的方法 1） 串联磁吹线圈
优点B ： 线I 圈与F 主 触I 2 头串联 对熄灭大电流电弧有利
缺点： I F对熄灭小电流电弧不利
为此，需增加线圈匝数，串联又增加线径导致耗铜多
低压直流电器灭弧装置的设计
在触头间隙中产生外加磁场的方法 2） 并联磁吹线圈
优点：节铜、节能，无绝缘问题，B与U、I无关
缺点：受外界磁场、温度及振动而退磁，须进 行稳磁处理
至于极性可设计成无极性永磁磁铁灭弧装置
低压直流电器灭弧装置的设计
直流灭弧装置的设计 已知条件：电源电压 分断电流
1）初定磁吹线圈匝数、夹板之间距离等结构参数 夹板距离(Δ)>触头宽度+灭弧室壁厚 对于直流接触器:
➢ 直流电弧熄灭时的长度计算公式
lk
nn
n 1 n1
UI 0 n
c0.102 pm
cm
式中： I 0 ---开断电流
c.n.m ---系数，不同气体时系数见表4-9
第五节 触头参数的选择与计算
➢ 直流接触器第五节 触来自参数的选择与计算➢ 小电流： 开距增大，
燃弧时间减少 （弧根在窄缝中运动受限） ➢ 大电流： 开距增大，
燃弧时间增加 （降低电弧运动速度）
第五节 触头参数的选择与计算
➢ 交流电器 灭弧时间不超过0.1S
220V时无临界电流 区
380V后与直流时一 样
第五节 触头参数的选择与计算
➢ 触头选择与计算步骤 • 开距确定 • 根据开关用途与通断电流大小选择触头材料 • 由触头材料性能查出选用材料的熔化温度,
4）计算电弧直径
dh 1.12
I h cm
20 vh
5）A初:缝定宽灭弧室f 尺寸
宽缝灭弧室:
f dh
窄缝灭弧室:
f dh
低压直流电器灭弧装置的设计
5）初定灭弧室尺寸 B:初定电弧长度
lh
U 24 cm
Eh
U—触头断开时所承受的电压
--E电h弧电压纵向梯度(V/cm)
低压直流电器灭弧装置的设计
两者相切,此时电弧长度为临界长度
灭弧室周界长度>临界长度 电弧不至于吹出灭弧室外
低压直流电器灭弧装置的设计
9）若选用窄缝灭弧室
vh 6 f
10I h H cm / s
f
Uh
lh
92 Ih
0.312 I h
2 3 f
7 104 3
vh 2 I h
f2
V
其余同上
➢低压交流电器灭弧装置的设计
第四章 触头与灭弧系统
第一节 概述
➢ 触头与灭弧系统是开关电器的重要组成部分
➢ 触头工作分为四种情况 • 分断状态 • 闭合状态 • 闭合过程 • 分断过程
第一节 概述
➢ 触头与灭弧系统设计依据
• 负载电路的电压、电流、功率因数或时间常数 • 分断与闭合能力 • 负载工作制 • 电路的固有振荡频率与振幅系数 • 电寿命与机械寿命
计算触头接触电压 • 根据计算得出的接触电压与闭合工作电流,
计算接触电阻 • 由接触电阻经验公式计算所需接触力F
(设计时也可按经验值选择接触力)
第六节 灭 弧 装 置
➢ 绝缘材料灭弧室
第六节 灭 弧 装 置
➢ 绝缘材料灭弧室
第六节 灭 弧 装 置
➢ 栅片灭弧室
第六节 灭 弧 装 置
➢ 栅片灭弧室
6）计算灭弧室的电弧电压
Uh
l
h
92 Ih
0.312 I h
2 3 f
0.373
vh 2 Ih
V
7）作电弧静态伏安特性及电路伏安特性 5—6个 Ih ~:U作h 出静伏安特性 :U电N 路~ I伏0 安特性
低压直流电器灭弧装置的设计
8）确定灭弧室尺寸
两特性无交点,电弧熄灭lh
Uh
两特性有交点,则增加 重算
优点：线圈接于电源 无电关压，一故定，F B与I 线圈I R与与串FN联有磁关吹，相而比与，电弧电流 对熄灭小电流电弧有利，线径小，N少，故耗铜少
缺点：极性固定，主回路或磁吹线圈接反， 导致反吹 U B 灭弧F 不可靠
线圈与主回路绝缘，受电弧影响，绝缘老化，结构性差
低压直流电器灭弧装置的设计
在触头间隙中产生外加磁场的方法 2） 永久磁铁
H 240A / cm
I分、 N 线圈
低压直流电器灭弧装置的设计
0 I分
H I h N A / cm
2）计算电弧电流在 范围,5-6个电流值的 弧隙磁场强度
3）按宽缝情v况h 计4算1.2不3 同1 电0I.h弧4HH电20.3流2时cm,电/ s弧 运动速度
低压直流电器灭弧装置的设计
第六节 灭 弧 装 置
➢ 栅片灭弧室
第六节 灭 弧 装 置
➢ 中小容量断路器 栅片灭弧室
第六节 灭 弧 装 置
➢ 大容量断路器
第六节 灭 弧 装 置
➢ 大容量断路器
第七节 灭弧系统的计算
➢ 低压直流电器灭弧装置的设计 低压直流电器熄弧方式分类 A 自然灭弧
机械运动或电动力将电弧拉长
B 强制灭弧 一般为磁吹 （运用外加磁场增加电弧运动速度）
第二节 闭合工作的触头
➢ 接触电阻（表4-1、4-2） ➢ 接触力
• 与可承载的电流有关，与结构及散热情况有关 不应超过材料的屈服极限
• 长期闭合工作的可动连接接触压力按表4-4选 择
• 电流密度按表4-5选择 • 不同接触形式单位电流接触力按表4-6选择
第三节 载流情况下触头的闭合
➢ 触头弹跳的过程
第四节 载流情况下触头的分断
➢ 触头分断产生电弧，尽快将电弧引至引弧角
第五节 触头参数的选择与计算
➢ 直流开关电器触头开距据临界灭弧电流来选择
临界电流 有磁吹：5-10A 无磁吹：20-70A
曲线1：自由电弧
曲线2：有磁吹及有灭弧室
区域1：随电流增加燃弧时间增长 区域2：与1相反
第五节 触头参数的选择与计算
小电流交流电器一般不加灭弧装置,而 利用双断点或四断点来提高介质恢复强度 电流较大时,需采用灭弧装置来迅速灭弧
常用有: 金属栅片式灭弧室 多纵缝灭弧室 真空灭弧室