购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

2.1.3 低压电器的主要技术指标和参数

1.低压电器主要技术指标与参数的概念

1)关于开关电器的通断工作类型

(1)隔离。隔离指开关电器把电气设备和电源“隔开”的功能,用途是在对电气设备的带电部分进行维修时确保人员和设备的安全。隔离不仅要求各电流通路之间、电流通路和邻近的接地零部件之间应保持规定的电气间隙,电器的动、静触点之间也应保持规定的电气间隙。能满足隔离功能的开关电器是隔离器。若在维修期间需要确保电气设备一直处于无电状态,应选用操动机构能在分断位置上锁的隔离器。

(2)无载(空载)通断。无载通断指接通或分断电路时不分断电流,分开的两触点间不会出现明显电压降的情况。选用无载通断的开关电器时,必须有其他措施保证不会出现有载通断的可能性,否则有可能会造成事故,损坏电气设备,甚至危及人身安全。无载通断的开关电器仅在某些专用场所使用,如隔离器。

(3)有载通断。有载通断是针对于无载通断而言的,其开关电器需接通和分断一定的负载电流,具体负载电流的数据随负载类型而不同。有的隔离器产品也能在非故障条件下接通和分断电路,其通断能力应大致和其需要通断的额定电流相同。产品样本中隔离器和熔断器式隔离器的通断能力常按额定电流的倍数给出,因此有些隔离器也能分断各种工作过电流,如电动机的启动电流等。

(4)控制电动机通断。控制电动机通断通常指电动机开关,电动机开关是用来接通和分断电动机的开关电器或电路,其通断能力应能满足控制按不同工作制工作的各种型号电动机的要求。电动机开关有控制开关、电动机负荷开关、接触器和电动机用断路器及其组合控制电路等。

(5)在短路条件下通断。在短路条件下通断工作的负载应选用有短路保护功能的开关电器。断路器不仅可以接通和分断正常负载电流、电动机工作电流和过载电流,并且可以接通和分断短路电流。

(6)通电持续率。通电持续率指电器的有载时间与工作时间之比,常用百分数表示。

(7)通断能力。通断能力分为分断能力和接通能力。分断能力指开关电器在规定的条件下,能在给定的电压下分断的预期分断电流值。接通能力指开关电器在规定的条件下,能在给定的电压下接通的预期接通电流值。

(8)I 2 t特性。在规定的条件下的I 2 t值为预期电流或电压的函数。

2)有关的电网参数

实际工作中,当选用电器开关时,必须考虑电网参数,即额定电压、额定频率和过电流(短路、过载)等数据。

当依据额定绝缘电压U i 和额定工作电压U N 选用开关电器时,电网电压和电网频率是决定性因素。额定绝缘电压U i 是标准电压,指在规定条件下,用来度量电器及其部件的不同电位部分的绝缘强度、电气间隙和爬电距离的名义电压值。若没有规定,此值一般为电器的最大额定工作电压。各种开关电器及其附件的绝缘等级都根据这个电压来确定。某一开关电器的额定工作电压U N 指在规定条件下,保证电器正常工作的电压值,它还与其他一些因素有关。例如,断路器的工作电压就和其通断特性有关,电动机启动器则和工作制及使用类别有关。

在交流三相系统中,线电压和相电压是基础数据。开关电器可根据其特性参数(如通断能力和使用寿命)来确定不同的额定工作电压值。但开关电器的最高额定工作电压不得超过其额定绝缘电压。各种开关电器的额定绝缘电压U i 和额定工作电压U N 都在相应的产品样本或说明书中列出。

依据短路强度和额定通断能力选用开关电器时,短路点处的短路电流值是一个决定性因素,通常用以下指标来衡量。

(1)峰值耐受(短路)电流I P (动稳定短路强度)。I P 指在规定的使用和性能条件下,开关电器在闭合位置上所能承受的电流峰值,是电路中允许出现的最大瞬时短路电流值,其电动力效应也最大。

(2)额定短时耐受电流I S (热稳定短路强度)。I S 指在规定的使用条件下,开关电器在指定的短时间(1s)内,于闭合位置上所能承受的电流,是电路中允许出现的短时电流,又称热稳定电流。开关电器必须能承受这个电流持续1s而不会受到破坏。

(3)额定短路通断能力。额定短路通断能力指在规定的条件下,能在给定的电压下接通和分断的预期电流值。对于有短路保护功能的开关电器,额定短路通断能力指其在额定工作电压提高10%,频率和功率因数均为额定值的条件下能够接通和分断的额定电流。额定短路接通能力以电器安装处预期短路电流的峰值为最大值,额定短路分断能力则用短路电流周期分量的有效值表示。在选用开关电器时,应保证开关电器的额定短路通断能力高于电路中预期短路电流的相应数据。

(4)约定脱扣电流。在约定时间内,能使继电器或脱扣器动作的规定电流值。

(5)约定熔断电流。在约定时间内,能使熔断体熔断的规定电流值。

一般开关电器的分断能力、接通能力和通断能力,是指在给定的电压下分断、接通和通断的相对应的预期电流值。在选用时要保证开关电器的额定通断能力高于电路中预期电流的相应数据。

3)额定电流的区别

当按额定电流选用开关电器时,开关电器的额定工作类型(如连续工作、短时工作或断续工作等)是主要决定因素。按照开关电器的发热特性,开关电器的下列额定电流概念是不同的。

(1)额定持续电流I u

I u 指在规定条件下,电器在长期工作制下,各部件的温升不超过规定极限值时所承载的电流值。开关电器在正常工作条件下能够连续地、长期承受而无须调整且不会产生过热的电流。对于可调式电器,如热继电器或热脱扣器,其连续工作电流即为该电器能调整到的最高电流值。

(2)额定工作电流I N

I N 是根据开关电器的正常使用条件确定的电流值。指在规定条件下,保证电器正常工作的电压值。它与额定电压、电网频率、额定工作制、使用类别、触点寿命及防护等级等诸因素有关。一个开关电器可以有不同的工作电流值。

(3)额定发热电流I r

I r 指在规定条件下,电器在8h工作制下,各部件的温升不超过规定极限值时所能承载的最大电流值。

(4)分断电流I b 。分断操作时,在电弧开始瞬间流过电器一个极的电流值。

(5)发热电流I c 。在约定时间内,各部件的温升不超过规定极限值时所能承载的最大电流值。

(6)预期接通电流I pm 。在规定条件下电器接通时所产生的预期电流。

(7)预期分断电流I pb 。分断过程开始瞬间所确定的预期电流。

根据我国标准和IEC标准,电动机开关电器和其他负载开关电器的使用情况和负载条件可按其使用类别进行分类。这种分类涉及额定工作电流或电动机的额定功率和额定电压。正常使用条件指电器在正常条件下的分断和接通,这是确定触点寿命的基本指标,也是设计灭弧室的重要依据。非正常使用条件定义为在偶发事故状态下的分断和接通,这是电器额定接通能力和额定分断能力的决定性因素。

4)额定工作制

额定工作制是对元器件和设备所承受的一系列运行条件的分类。我国电机行业采用了国际电工委员会IEC34-1标准规定的八种(S1~S8)工作制分类。低压电器和电控设备与电动机配套使用,故其工作制分类相互联系。我国低压电器行业选择了S1~S3三种工作制,并补充了8h工作制和周期工作制,对辅助电路控制电器有8h工作制、不间断工作制、断续周期工作制和短时工作制四种标准工作制。

8h工作制实际上指电器的导电电路每次通过稳定电流时间不得超过8h的一种长期工作制。周期工作制指无论负载是否变动,总是有规律地反复进行的工作制。下面分述S1~S3三种工作制。

(1)S1长期不间断工作制。指在恒定负载(如额定功率)下连续运行相当长的时间,可以使设备达到热平衡的工作条件。系统中的元件必须正确选择,使其能无限期承载恒定的负载电流而无须采取什么措施,并且不超过元件本身所允许的温升。

(2)S2短时工作制。短时工作制指与空载时间相比有载时间较短的工作制。电气元件在额定工作电流I N 恒定的一个工作周期内不会达到所允许的温升,而两个工作周期之间的间歇时间又很长,能使元件冷却恢复到环境温度值。因此,在S2工作制下,电气元件的承载电流I S2 >I N 不会超过允许温升。

(3)S3断续周期工作制。断续周期工作制指开关电器有载时间和无载时间周期性地交替分断接通,有载时间和无载时间都很短,使电气元件既不能在一个有载时间内升温到额定值,也不能在一个无载时间内冷却到常温。实际上,断续周期工作制是由一系列有载时间和无载时间组成的,即长短不同的一些有载时间被一些长短不同的无载时间所分隔,而且其组合顺序周期性地出现。

在无其他协议的情况下,电动机在断续周期工作制的工作周期为10min,这个周期长度应看成最大周期长度。

5)有关开关电器动作时间的参数

(1)燃弧时间。电器分断电路过程中,从(弧)触点断开(或熔断体熔断)出现电弧的瞬间开始,到电弧完全熄灭为止的时间间隔。

(2)断开时间。开关电器从断开操作开始瞬间起,至所有极的弧触点都分开瞬间为止的时间间隔。

(3)分断时间。从开关电器的断开时间起,到燃弧时间结束为止的时间间隔。

(4)闭合时间间隔。开关电器从闭合操作开始瞬间起,至所有极的触点都接触瞬间为止的时间间隔。

(5)接通时间。开关电器从闭合操作开始瞬间起,至电流开始流过主电路瞬间为止的时间间隔。

(6)通断时间。从电流开始在开关电器一个极流过瞬间起,到所有极的电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔。

6)开关电器的操作频率和使用寿命

开关电器的操作频率与其工作制有关,同时取决于实际使用情况。例如,连续运转的成套设备仅在大修或定期维修时才与电网断开,而一组机床随班次变化可能每天或每周分断一次。

有的机床是按每小时一次或更高的频率接通和分断的,还有些自动控制机床每小时可以通断几千次以上。这就要求在选用和安装开关电器时,应当充分考虑实际工作时的操作频率和所要求的使用寿命,合理确定开关电器的操作频率和使用寿命指标。

(1)开关电器的允许操作频率。允许操作频率是规定开关电器在每小时内可能实现的最高操作循环次数。按次数/小时给出,这涉及一台开关电器每小时可能开关的次数,其机械寿命也受操作频率的影响。而在实际应用中,额定工作条件用不同的使用类别给出,和双金属保护电器一起安装使用的断路器和接触器,其允许的操作频率根据双金属片的能力而确定。

(2)开关电器的机械寿命。开关电器的机械寿命指开关电器在需要修理或更换零件前所能承受的无载操作循环次数,按操作次数给出。开关电器的机械寿命是由运动零部件的闭合动作决定的,动作时所需作用力越大,传动机构的结构力就越大,材料所受应力也越大。如隔离器和大电流断路器的触点压力很大,零件质量也大,其机械寿命也就相应降低,欲提高机械寿命参数,则可选用触点压力较小的专用开关电器,如接触器。

(3)开关电器的电寿命。开关电器的电寿命是在规定的正常工作条件下,开关电器无须修理或更换零件的负载操作循环次数,取决于触点在不受严重损坏(仍能保持正常功能)的前提下可以承受的通断次数。当接通或分断负载电流时,触点会受到应力作用。接通过程中,动触点可能发生颤动,会被电弧烧损,由此引起的触点烧损程度取决于具体的通断工作条件,因此与电压、电流及时间诸因素有关。

2.对常用低压电器的技术要求

1)对低压电器外形结构设计尺寸的要求

(1)设备应由能承受一定的机械、电气和热应力的材料构成。同时,需经得起在正常使用环境下可能会遇到的潮湿影响。

当设备用于高湿度或温差变化较大的场所时,应在已选防护等级的基础上另外增设防止内部产生异常性凝露的设施(如加强通风散热或烘干加热等)。

(2)设备的结构设计。应保证调试、运行、操作、维修和检查时安全可靠,与此同时,各电气元件动作时所产生的热量、电弧、冲击、振动、磁场或电场,不得对其他电气元件正常功能有所影响,以免引起误动作。

(3)控制屏、箱、柜或台,必须具有地脚紧固用的安装孔。控制屏应设有支撑紧固的安装孔和屏间固接用的安装孔。而控制板需开有紧固于标准支架上的紧固安装孔。

(4)控制箱、柜或台的门,应能在不小于90°的角度内灵活启闭。同一组合的设备,应装设能用相同钥匙打开的锁。

(5)控制箱、柜或台的面板应平整匀称。所有焊接处须均匀牢靠,且无明显变形或烧穿缺陷。

(6)设备的金属壳体上须焊有接地螺钉(螺母),其尺寸须满足相应的技术要求。为保证使用时接触良好,禁止在螺纹上和导电接触面处喷涂覆盖层(最好于焊接加工后即用凡士林油封涂)。不准将接地螺钉用于其他任何用途的机械紧固。

2)低压电器所属电路的电气部分的要求

(1)设备上的各个电气元件应符合本身的标准规定和安装规程。同时,依据设备的制造图样要求进行固装与调整。

(2)设备中的电路和电器布置应力求整齐美观、操作方便、工艺合理和维护检修安全。

(3)对于地面安装的设备,需要由操作者观察的指示仪器、仪表的安装高度不得高于设备基础面2m。并且操作器件(如手柄、按钮等)应安装在易于操作的高度位置上,通常其中心线不高于设备基础面1.9m。

(4)设备上的电气元件,须保证其有足够的拆修距离(如拆换接触器上的线圈或触点)和安全的喷弧距离。

(5)当某些电气元件的正常工作温度或湿度高于或低于设备所规定的正常工作条件时,从设备的结构设施入手,给予适当的调节与保证(如局部增设加热、通风或冷却设施)。

(6)设备上的连接导线应具有与额定绝缘电压相适应的绝缘强度。

(7)设备中的电路所选用的绝缘导线,铜芯绝缘硬线的截面面积不得小于0.75mm 2 ;铜芯绝缘软线的截面面积不得小于0.5mm 2

(8)接至各接头上的连接导线端部,一般应压有铜制裸压接端头。每根导线的中间不得有插接或焊接的过渡连接。

(9)用不同的色彩标示不同电路用的导线时,除安全接地线和中性线须使用全长标色外,其他的标示法也允许仅限定在导线末端(包括使用不同颜色的塑胶线套)。 HjMvIKbheIvD5cJzOZk4yC+okquxtGTlcVpPm8/1aRo6V6QTYhy7iaKWHmzhl5s9

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×