項(xiàng)目1 低壓電器的選用與檢修

任務(wù)1.1 開關(guān)電器的選用與檢修

知識(shí)目標(biāo)：了解開關(guān)電器的基本結(jié)構(gòu)、分類及選用方法。

技能目標(biāo)：掌握開關(guān)電器的安裝及檢修方法。

素養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成自覺遵守安全及技能操作規(guī)程和認(rèn)真負(fù)責(zé)、精心操作的工作習(xí)慣，以及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

重點(diǎn)和難點(diǎn)：開關(guān)電器的選用、安裝調(diào)試及故障的排除。

解決方法：教師指導(dǎo)、實(shí)例演示、小組討論、分組操作。

建議學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)。

1.1.1 任務(wù)分析

開關(guān)電器常用于隔離、轉(zhuǎn)換、接通及分?jǐn)嚯娐罚捎糜跈C(jī)床電路的電源開關(guān)、局部照明電路的開關(guān)，有時(shí)也可以用來直接對小容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止和正反轉(zhuǎn)實(shí)施控制。通常使用的開關(guān)電器有刀開關(guān)、組合開關(guān)和低壓斷路器，如圖1-1所示。

1.1.2 相關(guān)知識(shí)——開關(guān)、斷路器

1.刀開關(guān)

刀開關(guān)是手動(dòng)電器中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，被廣泛應(yīng)用于各種配電設(shè)備和供電電路，一般用來作為電源的引入開關(guān)或隔離開關(guān)，也可用于小容量的三相異步電動(dòng)機(jī)不頻繁地起動(dòng)或停止的電路中。在電力拖動(dòng)控制電路中最常用的是由刀開關(guān)和熔斷器組合而成的負(fù)荷開關(guān)。

刀開關(guān)按極數(shù)劃分有單極、雙級(jí)和三極三種。

（1）開啟式負(fù)荷開關(guān)

開啟式負(fù)荷開關(guān)又稱為瓷底膠蓋刀開關(guān)，簡稱閘刀開關(guān)。主要用作隔離電源，也可用于不頻繁地接通和分?jǐn)嗳萘枯^小的低壓配電電路。適用于照明、電熱設(shè)備及小容量電動(dòng)機(jī)控制電路，供手動(dòng)不頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐贰?/p>

開啟式負(fù)荷開關(guān)外形、結(jié)構(gòu)與符號(hào)如圖1-2所示。

開啟式負(fù)荷開關(guān)型號(hào)與含義如圖1-3所示。

（2）封閉式負(fù)荷開關(guān)（俗稱鐵殼開關(guān)）

封閉式負(fù)荷開關(guān)具有鑄鐵或鑄鋼制成的封閉外殼，其外形、結(jié)構(gòu)圖如圖1-4所示。

封閉式負(fù)荷開關(guān)的型號(hào)含義如圖1-5所示。

2.組合開關(guān)（又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)）

組合開關(guān)的作用：電源的引入開關(guān)；通斷小電流電路；控制5kW以下電動(dòng)機(jī)。

組合開關(guān)的分類：按極數(shù)分有單極、雙極和三極，按層數(shù)分有三層、六層等。

組合開關(guān)的外形、結(jié)構(gòu)與符號(hào)如圖1-6所示。

組合開關(guān)的型號(hào)與含義如圖1-7所示。

3.低壓斷路器

低壓斷路器俗稱自動(dòng)開關(guān)或空氣開關(guān)，用于低壓配電電路中不頻繁的通斷控制。在電路發(fā)生短路、過載或欠電壓等故障時(shí)能自動(dòng)分?jǐn)喙收想娐罚且环N控制兼保護(hù)電器。

低壓斷路器工作原理：斷路器是靠操作機(jī)構(gòu)手動(dòng)或電動(dòng)合閘的，觸點(diǎn)閉合后，自由脫扣機(jī)構(gòu)將觸點(diǎn)鎖在合閘位置上。當(dāng)電路發(fā)生上述故障時(shí)，通過各自的脫扣器使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，自動(dòng)跳閘以實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用。分勵(lì)脫扣器則作為遠(yuǎn)距離控制分?jǐn)嚯娐分谩＿^電流脫扣器用于電路的短路和過電流保護(hù)，當(dāng)電路的電流大于整定的電流值時(shí)，過電流脫扣器所產(chǎn)生的電磁力使掛鉤脫扣，動(dòng)觸點(diǎn)在彈簧的拉力下迅速斷開，實(shí)現(xiàn)斷路器的跳閘功能。

低壓斷路器分類：油斷路器、壓縮空氣斷路器、真空斷路器、SF6斷路器。

低壓斷路器外形、結(jié)構(gòu)與符號(hào)如圖1-8所示。

1.1.3 任務(wù)實(shí)施

需準(zhǔn)備的元器件和工具清單見表1-1。

1.刀開關(guān)的選用與安裝

（1）刀開關(guān)選用

1）用于照明和電熱負(fù)載時(shí)，選用額定電壓220V或250V，額定電流不小于電路所有負(fù)載額定電流之和的雙極開關(guān)。

2）用于控制電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)和停止時(shí)，選用額定電壓380V或500V，額定電流不小于電動(dòng)機(jī)額定電流3倍的三極開關(guān)。

（2）安裝與使用

1）開啟式負(fù)荷開關(guān)必須垂直安裝在控制屏或開關(guān)板上，且處于合閘狀態(tài)時(shí)手柄應(yīng)朝上，不允許倒裝或平裝，以防發(fā)生誤合閘事故。

2）開啟式負(fù)荷開關(guān)控制照明和電熱負(fù)載使用時(shí)，要裝接熔斷器作短路和過載保護(hù)。

3）更換熔體時(shí)，必須在閘刀斷開的情況下按原規(guī)格更換。

4）在分閘和合閘操作時(shí)，動(dòng)作應(yīng)迅速，使電弧盡快熄滅。

（3）常見故障及處理方法

開啟式負(fù)荷開關(guān)的常見故障及處理方法見表1-2。

2.組合開關(guān)的選用與安裝

（1）組合開關(guān)的選用

組合開關(guān)應(yīng)根據(jù)電源種類、電壓等級(jí)、所需觸點(diǎn)數(shù)、接線方式和負(fù)載容量進(jìn)行選用。

1）用于照明或電熱電路時(shí)，組合開關(guān)的額定電流應(yīng)等于或大于電路中各負(fù)載電流的總和。

2）用于直接控制異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和正反轉(zhuǎn)時(shí)，開關(guān)的額定電流一般取電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5～2.5倍。

（2）組合開關(guān)的安裝與使用

1）HZ10系列組合開關(guān)應(yīng)安裝在控制箱（或殼體）內(nèi)，其操作手柄最好裝在控制箱的前面或側(cè)面。開關(guān)為斷開狀態(tài)時(shí)應(yīng)使手柄在水平旋轉(zhuǎn)位置。HZ3系列組合開關(guān)外殼上的接地螺釘應(yīng)可靠接地。

2）若需在箱內(nèi)操作，開關(guān)最好裝在箱內(nèi)右上方，并且在它的上方不安裝其他電器，否則應(yīng)采取隔離或絕緣措施。

3）組合開關(guān)的通斷能力較低，不能用來分?jǐn)喙收想娏鳌Ｓ糜诳刂飘惒诫妱?dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)時(shí)，必須在電動(dòng)機(jī)完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)后才能反向起動(dòng)，且每小時(shí)的接通次數(shù)不能超過15～20次。

4）當(dāng)操作頻率過高或負(fù)載功率因數(shù)較低時(shí)，大容量的開關(guān)按低容量的來使用，以延長其使用壽命。

5）組合開關(guān)接線時(shí)，應(yīng)將開關(guān)兩側(cè)進(jìn)出線中的一相互換，并看清開關(guān)接線端標(biāo)記，切忌接錯(cuò)，以免產(chǎn)生電源兩相短路故障。

（3）常見故障及處理方法

組合開關(guān)的常見故障及處理方法見表1-3。

3.低壓斷路器的選用與安裝

（1）低壓斷路器的選用

1）低壓斷路器的額定電壓和額定電流應(yīng)不小于電路的正常工作電壓和計(jì)算負(fù)載電流。

2）熱脫扣器的整定電流應(yīng)等于所控制負(fù)載的額定電流。

3）電磁脫扣器的瞬時(shí)脫扣整定電流應(yīng)大于負(fù)載正常工作時(shí)可能出現(xiàn)的峰值電流。用于控制電動(dòng)機(jī)的斷路器，其瞬時(shí)脫扣整定電流可按下式選取：

I_Z≥KI_st

式中，K為安全系數(shù)，可取1.5～1.7；I_st為電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流。

4）欠電壓脫扣器的額定電壓應(yīng)等于電路的額定電壓。

5）斷路器的極限通斷能力應(yīng)不小于電路最大短路電流。

（2）低壓斷路器的安裝與使用

1）低壓斷路器應(yīng)垂直于配線板安裝，電源引線應(yīng)接到上端，負(fù)載引線接到下端。

2）低壓斷路器用作電源總開關(guān)或電動(dòng)機(jī)的控制開關(guān)時(shí)，在電源進(jìn)線側(cè)必須加裝刀開關(guān)或熔斷器等，以形成明顯的斷開點(diǎn)。

3）低壓斷路器在使用前應(yīng)將脫扣器工作面的防銹油脂擦干凈；各脫扣器動(dòng)作值一經(jīng)調(diào)整好，不允許隨意變動(dòng)，以免影響其動(dòng)作。

4）使用過程中若遇分?jǐn)喽搪冯娏鳎瑧?yīng)及時(shí)檢查觸點(diǎn)系統(tǒng)，若發(fā)現(xiàn)電灼燒痕跡，應(yīng)及時(shí)修理或更換。

5）斷路器上的積塵應(yīng)定期清除，并定期檢查各脫扣器動(dòng)作值，給操作機(jī)構(gòu)添加潤滑劑。

（3）常見故障及處理方法

低壓斷路器的常見故障及處理方法見表1-4。

1.1.4 任務(wù)考評(píng)

根據(jù)班級(jí)人數(shù)先分組，然后進(jìn)行任務(wù)實(shí)施，實(shí)施過程中的考評(píng)細(xì)節(jié)參見表1-5。

1.1.5 課后習(xí)題

1.刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)和工作原理是什么？

2.刀開關(guān)應(yīng)如何安裝？為什么？

3.低壓斷路器的作用是什么？分為哪兩類？由什么組成？