低压开关设备基本知识

低压开关设备基本知识第一节电气设备电气设备分为一次设备和二次设备。一次设备是指直接发、输、变、配、供电能的主系统上所用的设备,如发电机、变压器、断路器、隔离开头、自动空气开头、接触器、刀开头、母线、电力电缆、电抗器、电动机、避雷器、熔断器、电流互感器、电压互感器等。一次设备按其功能分，可分为交换设备、控制设备和保护设备等。变压器和互感器变换设备，各种高低压开关属控制设备，熔断器和避雷器属保护设备。一次设备中通过电流较大，电压较高。二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、诵节、保护、以及为运行、维护人员提供运行情况或生产指挥信号所需的电气设备,如测量仪表、继电器、操作开头、按钮、自动控制设备、电子计算机、信号设备、控制电缆和供给这些设备电能的一些供电装置,例如蓄电池、硅整流器等。二次设备中消耗较少,电压较低。第二节电气回路电气回路分为一次回路和二次回路。由于一次设备和二次设备的划分仅考虑它们在生产过程中的功能，并不是根据电气设备的类别或其它因素，故在一次设备的项目中所列举的一些电气设备，也常作为二次设备使用，例如接触器、刀开关、电动机、烙断器等。由一次设备相互连接,构成发电、输电、变电、配电、供电或进行其它生产的电气回路,称为一次回路或一次接线系统。描述一次回路的图纸称为一次接线图或一次回路图。由二次设备相互连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路，称为二次接线系统。描述二次回路的图纸或二次回路图。二次回路一般包括：控制回路、监测回路、信号回路、保护回路、调节回路、操作电源回路和励磁回路等。一次设备构成的一次回路以输送电能为主要目的，而二次设备构成的二次回路以保证主回路的用电安全、可靠、优质、经济为其宗旨。第三节功率因数及无功补偿功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数,这是交流电路中有功功率与视在功率〈有功功率与无功功率的总和〉的比值。功率因数低,说明无功功率大,从而降低了设备的利用率,增加线路供电损失。所以提高功率因数具有很大的经济意义。.供电单位一般对工矿企业、高层建筑等用户要求月平均功率因数达到0.9以上。当总平均功率因数较低时,常采用提高用电设备的自然功率因数的方法提高总平均功率因数。但是，实践证明仅仅依靠提高自然功率因数的办法，一般不能满足要求。因此，人们常采用并联电力电容器的方法来补偿无功功率。提高功率因数的无功补偿，常常在低压柜进行补偿，也可在高压柜进行补偿，变压器、电动机等可就地进行补偿。第四节低压电器主要元件由一个或多个低压开关设备和相关的控制、测量、信号、保护等设备以及所有内部的电气、机械的相互连接与结构部件完全组装好的一种组合体，称为低压成套开关设备。低压电器主要元件有：一、刀开关刀开关适用交流50HZ、额定电压380V、直流额定电压440V、额定电流1500A以下的低压套配电装置中,作为不频繁地手动接通和分断交、直流电路或作隔离开关用。不带灭弧罩的刀开关不能切断带有负荷的电路,仅做隔离开关用：带灭弧罩的刀开关可带负荷操作：刀熔开头还可作短路保护用。二、组合开关（用的HZ10为例）该系列组合开关适用于交流50Hz、额、定电压380V及以下，直流电压220V及以下的电气线路中,供手动操作不频繁接通或分断电路，换接电源及负荷，测三相电压，改变负荷的连接方式（串联、并联），控制小容量交、直流电动机之用。一般为柜内操作。三、低压断路器低压断路器是低压装置中最重要的电器，按其结构型式可分为：框架式断路器和塑壳式断路器两大类。框架式断路器适用于交流50Hz、60Hz，额定电压至1140KV，直流电压至440V，额定电流至5000A的输配电网络及电动机网络作过载、短路和欠电压保护之用，以及在正常工作条件下作为线路不频繁转换及电动机不频繁启动之用。目前常用的有：E、MT、RMW1、HSW1、CWI等。框架式断路器有三极和四极断路器，绝大多数使用三极，四极断路器极少使用。塑壳断路器适用于交流50HZ，60HZ，电压至600V及电流至800A(有一些厂家的可以做到1600A)的电路中作为配电、电动机和照明线路的过载和短路保护,亦可作为线路的不频繁转换及电动机的不频繁启动之用。常用的塑壳断路器有CM1、RMM1、HSM1、NSX、T、S等。塑壳断路器有三极和四极断路器极少使用，微型塑壳断路器常用的有C65N、DZ47、S250等，一般作为终端配电用，一极、二极、三极常用，四极少用。为了提高分断能力,现己生产了多种限流式断路器,如DWX15、DZ20、DZ19等系列。限流式断路器在正常条件下与一般断路器一样,但当电路出现故障时,动触头受短路电流产生的电动斥力的作用快速打开,断路器以极快的速度动作,约在8～10ms内全部断开，限制了电路上可能出限的最大短路电流。漏电保护开关是为防止低压网络中发生人身安全和漏电、火灾、爆炸等事故而发展起来的新产品。该产品实际上是装有漏电保护的断路器。四、低压熔断器主要是在低压系统中作过载及短路保护作用。我国生产的低压熔断器种类血红繁多，生产厂家也很多，有RM系列无填料封闭管式熔断器，RT系列有填封闭管式熔断器，RC系列瓷插式熔断器，RL型螺旋式熔断器：比较新的NT型熔断器,分断能力高、系列规格全、功率损耗少、特性稳定、限流性能好，是目前广泛使用的一种熔断器：另外还有保护半导体器件的NGT系列、RFBl系列、RSF系列熔断器。目前,我们公司常用的熔断器有：RT、NT、RC等。五、接触器接触器是利用电磁吸力的作用来使触头闭合或开断大电流电路的开关电器。它不同于刀开关类手动切换电器,因为它具有手动切换电器不能实现的远距离操作功能，且具备手动切换电器所没有的欠压或失压保护功能；也不同于自动开关，因为它虽然具有一定的过载能力,但却不能切断短路电流,也不具备过载保护的功能。接触器由于生产方便、成本低廉、用途广泛,故在各类低压电器中,生产量最大，使用面最广。其主要控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、电照明、电容器组等。如用于低压无功补偿柜。接触器可按其主触头所控制的电路中电流的种类分为直流接触器和交流接触器。按其电磁系统的励磁方式可分为直流励磁操作两种。按主触头的极数又可分为单极、双极、三极、四极和五极等几种，直流接触器一般为单极的或双极的：交流接触器大多为三极的，四极多用于双回路控制，五级用于多速动机控制或者自动式自耦减压起动器中。l.交流接触器交流接触器是用于远距离控制电压至380V、电流至600A的交流电路,以及频繁地起动和控制交流电动机的控制电器，它主要由电磁机构、触头系统、灭弧装置等部分组成。2.直流接触器直流接触器主要用于远距离接通与分断额定电压至440V、额定电流600A的直流电路、或频繁地操作和控制直流电动机,它主要由电磁机构、触头系统与灭弧系统组成。第五节操作电源操作电源是用来对断路器的分合闸回路、继电保护装置以及其它控制、信号回路供电的电源。作电源应能保证在正常情况和事故发生的情况下不间断供电,当电网发生故障时,能保证继电保护和断路摇可靠地动作,以及当断路器摇合时有足够的容量。一般操作电源分直流和交流两种。一、直流操作电源直流操你电源过去一般均采用蓄电池如浮充电方式运行的充电机组,现在逐步被硅整流器所代替，如我们公司生产的GZDW系列免维护直流电源装置就是一种性能优良的不间断直流电源。二、交流操作电源交流操作电源,从经济价值来讲,投资少,成本低：从技术上讲,接线简单,便于操作管理,因此在中小型变配电所很受欢迎,被广泛采用。但是,必须注意，交流操作电源可以取自电压互感器或电流互感器。断路器保护装置的操作电源不能取自电压互感器。因为断路器的操作电源要求供电可靠性较高，电压互感器不能满足足够高的可靠性。对于短路保护的保护装置,其交流操作电源取自电流互感器。在短路时短路电流本身就可以用来使断路器跳闸。第六节常用仪表电压表：用来测量任意两点的电压大小的仪表。电流表：用来测量经过互感器的实际电流。电度表：用来计量电能的仪表，也叫瓦特小时表。分为单相电度表和三相电度表两大类。按测量性质又可分为有功电度表和无功电度表。也可分为机械式和多功能电子式。电度表一般要经过供电局校验合格后才能使用。功率因数表：用来测量系统功率因数的仪表。功率表：用来测量系统实时功率的仪表。上述仪表分类是按功能分，实际上我们现在使用的也有多功能仪表可以测量上述所有的功能。第七节高层建筑的配电系统的总体运行一幢高层建筑的配电系统的总体运行情况如下：常用10KV高压线(供电局外线)→高压常用进线柜→高压出线柜→变压器高压侧，变压器低压侧→低压进线柜→低压柜出钱回路→各楼层的配电箱→各楼层的负载。备用10KV高压线(供电局外线)→高压备用进线柜→高压出线柜→变压器高压侧,变压器低压侧→低压进线柜→低压柜出钱回路→各楼层的配电箱→各楼层的负载。第八节其他一、低压柜的外壳防护等级第一位表征数字表示的防护等级第一位表征数字防护等级简述含义0无防护无专门防护1防止大于50mm的固体异物能防止人体的某一大面积(如手)偶然或意外地触及壳内带电部分或运动部件，但不能防止有意识的接近这些部分。能防止直径大于50mm的固体异物进入壳内2防止大于12.5mm的固体异物能防止手指或长度不大于80mm的类似物体触及壳内带电部分或运动部件。能防止手指或长度不大于12.5mm的固体异物进入壳内。3防止大于2.5mm的固体异物能防止直径(或厚度)大于2.5mm的工具，金属线等进入壳内。能防止直径大于2.5mm的固体异物进入壳内。4防止大于1mm的固体异物能防止直径(或厚度)大于1mm的工具、金属线等进入壳内。能防止直径大于1mm的固体异物进入壳内。5防尘不能安全防止尘埃进入壳内，但进尘量不足影响电器的正常运行。6尘密无尘埃进入第二位表征数字表示的防护等级第二位表征数字防护等级简述含义0无防护无专门防护1防滴垂直滴水应无有害影响215º防滴当电器从正常位置的任何方向斜至15º以内任一角度时，垂直滴水应无有害影响。3防淋水与垂直线成60º范围以内的淋水应无有害影响4防溅水承受任何方向的溅水应无有害影响5防喷水承受任何方向的喷水应无有害影响6防海浪承受猛烈的海浪冲击或强烈喷水时，电器的进水量应不致达到有害的影响7防浸水影响当电器浸入规定压力的水中经规定时间后，电器的进水量应不致达到有害的影响8防潜水影响电器在规定的压力下长时间潜水时，水应不进入壳内注：防护等级中第二位数字“X”表示的意意思是此项不作要求。二、低压开关柜型号比较及适用范围在我公司现生产的各种低压开关柜型中,在同样的元器件条件下,以BLOKSET(一般情况下元器件仅限与施耐德的产品)档次最高，价格也最高，GCMS(含GCS和MNS)抽屉柜次之，GCL抽屉柜再次，GGL最次。因为前几种柜型，无论是出线回路采用固定分隔的形式还是抽屉的形式，用户均可在面板上操作断路器，大大保护了人身安全。且抽屉柜各回路之间采用安全分隔，安全性大大增强了；抽屉回路出现故障时，可以直接拉出进行检修，不影响其他回路的供电；拍屉互换性能好，抽屉柜在某一回路出现故障时能快速启用各用回路,恢复供电，因此广受欢迎。另外公司与施耐德合作的BLOKSET柜的绝缘性能较好,柜内分隔等级也高，外形美观，但价格较高,一般情况下重要的工程才采用BLOKSET。GGL柜型日渐受冷落，因为低压开关柜不象高压柜有五防,低压柜柜门是没有联锁的，GGL柜要打开柜门来操作,对电工的人身安全不利。还有,它的柜内各回路是装在一起的,安全性能差，一旦某个回路出现故障,不但恢复供电慢,而且还会造成整个出线柜所属范围全部停电。现阶段我公司生产的GGL柜从外形上基本可以分为2种：配电房用GGL(即国内通用型号GGD),高度为2200mm；箱变内用GGL，高度为1900mm。三、国产主要几种抽屉柜的特点GCMS的主要特点：1、技术参数：0.38/0.66kV、水平母线2500-5000A/100kA、垂直母线1250A/50kAIP40等。2、W*D*H=600（800、1000）*800（1000）*2200mm。3、结构特点：①