常用低压电器选型原则

低压电器一一交流1200V及以下和直流1500V及以下电路中起通断、控制、保护和调节的电 器设备。低压电器主要分为配电电器和控制电器两大类。根据构成方式分类：1、电磁式低压电器 采用电磁原理构成的低压电器元件。（接触器、电磁阀、继电器、磁环开关等。）2、电子式电压电器 采用集成电路或电子元件构成的低压电器元件。（各类仪表等。）3、自动化电器、智能化电器或可通信电器采用现代控制原理构成的低压电器元件或装置。（PLC、触摸屏、工控机、伺服控制器、 变频器等。）基本组成部分：感受部分和执行部分。 吸引线圈种类：直流电磁线圈和交流电磁线圈。 交流电磁线圈铁心中有磁滞损失与涡流损失，为了减小由此造成的能量损失和温升，铁 心和衔铁用硅钢片叠成，而且线圈粗短并有线圈骨架将线圈与铁心隔开， 以免铁心发热，传给线圈，使其过热而烧毁。直流电磁线圈铁心中只有线圈本身的铜损，所以直流电磁铁线圈没有骨架，且成细长形， 铁心和衔铁可以用整块电工软钢做成。电压线圈匝数多，阻抗大，电流小，常用绝缘性能好的电磁线绕制而成。（并联） 电流线圈匝数少，线径较粗，常用扁铜带或粗铜线绕制。（串联） 直流电磁机构适用于动作频繁的场合，且吸合后电磁吸力大，工作可靠性好。 当直流电磁机构的励磁线圈断电时，磁势会迅速接近于零。电磁机构的磁通也会发生相 应变化，因此会在励磁线圈中感生很大的反电势。此反电势可达线圈额定电压的1 0-2 0倍， 很容易使线圈因过电压而损坏。为减小此反电势，通常在励磁线圈上需并联一个由电阻和一 个硅二极管组成的放电电路，当线圈断电时，放电电路使原先存储于磁场中的能量消耗在电 阻上，不致产生过电压。通常，放电电阻阻值可取线圈直流电阻的6-8倍。 触头和接触电阻：在大、中容量的低压电器结构设计上，触头采用滚动接触，可将氧化膜去掉，这种结构 的触头常采用铜质材料。触头之间的接触电阻：膜电阻和收缩电阻膜 电 阻触头接触表面在大气中自然氧化而生成的氧化膜造成的。 氧化膜的电阻要比触头本身的电阻大到几十到几千倍，导电性极差，甚至不导 电，而且受环境的影响较大。收缩电阻由于触头接触表面不光滑造成的。 在接触时，实际接触的面积总是小于触头原有的可接触面积，这样使有效导电 截面减小，当电流流经时，就会产生电流收缩现象，从而使电阻增加及接触区 的导电性能变差。如果触头之间的接触电阻较大，则会在电流流过触头时造成较大电压降，这对弱电控 制系统影响较严重。另外，电流流过触头时电阻损耗大，将使触头发热而致温度升高，导致 触头表面的“膜电阻”进一步增加及相邻绝缘材料老化，严重时可使触头熔焊，造成电气系 统故障。因此，对各种电器的触头都规定了它的最高环境和允许温升。触头的磨损：电磨损和机械磨损电 磨损由于在通断过程中触头之间的放电作用，使触头材料发生物理性能和化学性能 变化而引起的。电磨损的程度决定于放电时间内通过触头间隙的电荷量的多少及触头材料的 性质等。机械磨损由于机械作用而使触头材料产生的磨损和消耗。 机械磨损的程度取决于材料硬度，触头压力及触头的滑动方式等。为了使接触电阻尽可能地小，需要需要注意三个方面的问题：1、选用导电性好、耐磨性好的金属材料做触头，使触头本身的电阻尽量减少；2、使触头接触得紧密一些；3、在使用过程中尽量保持触头清洁，在有条件的情况下应定期清理触头表面。 触头的接触形式：点接触、线接触、面接触。点接触容易提高单位面积上的压力，减小触头表面电阻。 常用于小电流电器中。（接触器的辅助触头和继电器触头） 线接触通断过程是滚动接触并产生滚动摩擦，以利于去掉氧化膜。滚动线接触适用于通电次数多的场合，多用于中等容量电器。 电弧触头间的气体在强电场作用下产生的放电现象。断开电流（电压）超过某一数值触头间隙中就会产生电弧。（约,12-20V）气体放电触头间隙间的气体被游离而产生大量的电子和离子，在强电场作用下，大量的带电粒子作定向运动，于是绝缘气体就变成了导体。电流通过这个游离区时所消耗的电能转换为热能和光能，发出光和热的效应 产生高温和强光。产生过程：强电场放电撞击电离热电子发射（30001）髙温游离灭弧方法：1、桥式结构双断口灭弧（交流接触器）2、栅片灭弧（交流灭弧）3、磁吹灭弧（直流接触器）4、窄缝灭弧一、刀开关：1、开启式刀开关：一般在额定电压为AC380V、DC440V,额定电流为1500A以下的配电设备中作电源隔离之用。2、封闭式负荷开关：适用于电压为AC380V、DC440V,额定电流为60A以下的电路。3、开启式负荷开关：常用作交流额定电压为AC380/220V、额定电流为100A的照明配电线路的电源开关和小容量电动机非频繁启动 的操作开关。4、熔断器式隔离器：广泛应用于开关柜或与终端电器配套的电器装置中，作为线路或用电设备的电源隔离开关及严重过载或短路保 护之用。隔离器和刀开关的选用原则：保证其额定绝缘电压和额定电压不低于线路的相应数据，额定 工作电流不小于线路的计算电流。过载：一般是指10倍额定电流以下的过电流。 短路：超过10倍额定电流以上的过电流。二、熔断器：1、插入式熔断器：用于民用50Hz，额定电压至380V、额定电流200A以下的低压照明线路末端或分支电路中，用于短路保护及髙倍过 电流保护。2、螺旋式熔断器：用于工矿企业低压配电设备、机械设备的电气控制系统中， 用于短路或过电流保护。3、半导体器件保护熔断器 作一般用途的熔断器的作用：1、用于保护负载电流比较平稳的照明或电热设备，以及一般控制电路的熔断器，其熔断体 额定电流一般按线路计算电流确定。2、用于保护电动机的熔断器应将电动机的启动电流倍数作为考虑因素，一般选熔断体额定 电流为电动机额定电流的倍。对于不经常启动或启动时间不长的电动机，选较小倍数， 对于频繁启动的电动机，选较大倍数。3、对给多台电动机供电的主干线母线处的熔断体额定电流，可按下式计算：I三FN三、断路器： 1、万能框架式断路器：主要用于配电网络的总开关和保护。2、塑料外壳式断路器：用于低压配电开关柜中，作配电线路、电动机、照明 电路及电热器等设备的电源控制开关及保护。3、模数式小型断路器：可作为线路和交流电动机等的电源控制开关，也可起 到过载、短路等保护作用，广泛应用于工矿企业、建 筑及家庭等场所。低压断路器的选用原则：使用类别额定工作电压额定电流脱扣器整定电流分励、欠压脱扣器的电压电流 根据保护特征曲线选用保护特性，并对短路特性和灵敏系数进行校 验。四、接触器： 1、空气电磁式交流接触器 2、机械联锁（可逆）交流接触器：电动机的可逆控制、双路电源的自动切换， 频繁进行可逆转换的电器设备。3、切换电容器接触器：专用于无功补偿设备中的投入或切除并联电容器组， 以调整用电系统的功率因素。4、真空交流接触器：适用于矿山、冶金、建材、化工石油及重工业部门等许 多重任务场合和较为恶劣的环境下使用。5、直流接触器：应用于直流电力线路中，可提供远距离接通和分断电路，以 及直流电动机的频繁启动、停止、反转或反接制动控制等。6、智能化接触器 接触器的选用原则：1、型式的确定 型式的确定主要确定极数和电流种类。电流种类由系统主电流种类 确定。三相交流系统中一般选用三极接触器，当需要同时控制中性 线时，则选用四极接触器。单相交流和直流系统中则常有两极或三 极并联的情况。一般场合下，选用空气电磁式接触器；易燃易爆场 合应选用防爆型及真空接触器等。2、主电路参数的确定 主电路参数的确定主要确定额定工作电压、额定工作电流（或额定 控制功率）、额定通断能力和耐受过载电流能力。额定工作电压都不 得高于接触器的额定绝缘电压，额定工作电流（或额定控制功率） 也不得高于接触器在相应工作条件下规定的额定工作电流（或额定 控制功率）。接触器的额定通断能力应高于通断时电路中实际可能出 现的电流值。耐受过载电流能力也应高于电路中可能出现的工作过 载电流值。3、控制电路参数和辅助电路参数的确定 接触器的线圈电压应按选定的控制电路电压确定。交流接触器的控 制电路电流种类分直流和交流两种。一般情况下多用交流，当操作 频繁时则常选用直流。 接触器的辅助触头种类（常开或常闭）、数量和组合式一般应根据系 统控制要求确定，同时应注意辅助触头的通断能力和其他额定参数。 当接触器的辅助触头数量和其他额定参数不能满足系统要求时，可 增加接触器式继电器以扩大功能。五、继电器：1、电磁式继电器：电压继电器、中间继电器、电流继电器、电磁式时间继电 器、接触器式继电器2、时间继电器：直流电磁式时间继电器、空气阻尼式时间继电器、电子式时 间继电器3、热继电器热继电器保护特性项号整定电流倍数动作时间实验条件12h冷态22h热态32冷态202热态（以项1电流加热到稳定后开始）4、速度继电器5、温度继电器6、固体继电器7、可编程通用逻辑控制继电器 继电器的选用原则：1、接触器式继电器 按规定要求选定触头型式和通断能力，其他原则均与接触器相同。 在有些应用场合，如对继电器的触头数量要求不高，但对通断能力 和工作可靠性（如耐震）要求较高的场合，最好选用小规格接触器。2、时间继电器 主要考虑延时时间、延时类型、延时精度和工作条件。3、保护继电器1）过电流继电器 主要用作电动机的短路保护，对其选择的主要参数是额定电流和 动作电流。其动作电流可根据电动机的工作情况按启动电流的 倍整定。一般绕线转子感应电动机的启动电流按倍额定电流考 虑，笼型感应电动机的启动电流按额定电流的58倍考虑。选 择过电流继电器的动作电流时，应留有一定的调节余地。2）欠电流继电器 一般连接在直流电动机的励磁回路中，用于监视励磁电流，作为 直流电动机的弱磁超速保护或励磁电路与其他电路之间的联锁 保护。其额定电流应大于或等于额定励磁电流，其释放电流整定 值应低于励磁电路正常范围内可能出现的最小励磁电流。一般可 取最小励磁电流的85%。其释放电流的整定值应留有一定的调节 余地。3）过电压继电器 用来保护设备不受电源系统过电压的危害，多用于发电机电 动机组系统中，选择的主要参数是额定电压和动作电压。其动作 值一般按系统额定电压的倍整定。4）欠电压（零电压、失压）继电器 多用作失压保护，防止电源故障后恢复供电时系统的自启动。常 用一般电磁式继电器或小型接触器充任，选用时只要满足额定电 压、额定电流等一般要求即可，对释放电压值无特殊要求。六、主令电器： 1、控制按钮2、行程开关3、凸轮控制器4、主令控制器 主令电器的一般选用原则：1、满足控制电路的电气要求，如额定工作电压、额定工作电流、 额定通断能力、额定限制短路电流等。2、满足控制电路的控制功能要求。如触头类型、触头数目、组 合型式等。3、其他特殊要求。4、人力操作控制按钮、开关除满足控制电路电气要求外，主要 是安全与防护等级的要求。必须有良好的绝缘和接地性能。 选择按钮时应注意其颜色标记必须符合国标规定。指示灯与按钮的颜色及含义颜色指示灯的含义按钮的含义红色异常情况或报警危险情况下的操作，停止或分断黄色警告应急、干预绿色准备、安全启动或接通蓝色特殊指示其他任何功能白色 黑色 灰色一般信号无专门指定功能