電力人必備知識！開關元器件全面解析

2018-03-20 14:17:59 大云網　點擊量：評論 (0)

1 隔離開關隔離開關：（我們所說的隔離開關，一般指的是高壓隔離開關,即額定電壓在1kv及其以上的隔離開關）高壓開關電器中使用最多的一種

1 隔離開關

隔離開關：（我們所說的隔離開關，一般指的是高壓隔離開關,即額定電壓在1kv及其以上的隔離開關）高壓開關電器中使用最多的一種電器，在電路中起隔離作用，它本身的工作原理及結構比較簡單，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，對變電所、電廠的設計、建立和安全運行的影響均較大。

隔離開關的主要特點：

1、是無滅弧能力，只能在沒有負荷電流的情況下分、合電路。

2、一般送電操作時：先合隔離開關，后合斷路器或負荷類開關；

3、斷電操作時：先斷開斷路器或負荷類開關，后斷開隔離開關。

隔離開關的功能作用：

1、用于隔離電源，將高壓檢修設備與帶電設備斷開，使其間有一明顯可看見的斷開點。

2、隔離開關與斷路器配合，按系統運行方式的需要進行倒閘操作，以改變系統運行接線方式。

3、用以接通或斷開小電流電路。

隔離開關的參數：

額定電壓（KV）=回路標稱電壓*1.2/1.1倍。額定電流標準值應大于最大負載電流的150%。

2 斷路器

斷路器：是指能夠關合、承載和開斷正常回路條件下的電流，并能關合、在規定的時間內承載和開斷異常回路條件（包括短路條件）下的電流的開關裝置。斷路器可用來分配電能，不頻繁地啟動異步電動機，對電源線路及電動機等實行保護，當它們發生嚴重的過載或者短路及欠壓等故障時能自動切斷電路，其功能相當于熔斷器式開關與過欠熱繼電器等的組合。而且在分斷故障電流后一般不需要變更零部件。目前，已獲得了廣泛的應用。

斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器，和低壓斷路器，高低壓界線劃分比較模糊，一般將3kV以上的稱為高壓電器。

斷路器一般由觸頭系統、滅弧系統、操作機構、脫扣器、外殼等構成。

斷路器的作用：切斷和接通負荷電路，以及切斷故障電路，防止事故擴大，保證安全運行。而高壓斷路器要開斷1500V，電流為1500-2000A的電弧，這些電弧可拉長至2m仍然繼續燃燒不熄滅。故滅弧是高壓斷路器必須解決的問題。

低壓斷路器也稱為自動空氣開關，可用來接通和分斷負載電路，也可用來控制不頻繁起動的電動機。它功能相當于閘刀開關、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護器等電器部分或全部的功能總和，是低壓配電網中一種重要的保護電器。

低壓斷路器具有多種保護功能（過載、短路、欠電壓保護等）、動作值可調、分斷能力高、操作方便、安全等優點，所以目前被廣泛應用。結構和工作原理低壓斷路器由操作機構、觸點、保護裝置（各種脫扣器）、滅弧系統等組成。

斷路器的工作原理：

當短路時，大電流（一般10至12倍）產生的磁場克服反力彈簧，脫扣器拉動操作機構動作，開關瞬時跳閘。

當過載時，電流變大，發熱量加劇，雙金屬片變形到一定程度推動機構動作（電流越大，動作時間越短）。

低壓斷路器的主觸點是靠手動操作或電動合閘的。主觸點閉合后，自由脫扣機構將主觸點鎖在合閘位置上。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯，欠電壓脫扣器的線圈和電源并聯。當電路發生短路或嚴重過載時，過電流脫扣器的銜鐵吸合，使自由脫扣機構動作，主觸點斷開主電路。當電路過載時，熱脫扣器的熱元件發熱使雙金屬片上彎曲，推動自由脫扣機構動作。當電路欠電壓時，欠電壓脫扣器的銜鐵釋放。也使自由脫扣機構動作。分勵脫扣器則作為遠距離控制用，在正常工作時，其線圈是斷電的，在需要距離控制時，按下起動按鈕，使線圈通電，銜鐵帶動自由脫扣機構動作，使主觸點斷開。

現在有電子型的，使用互感器采集各相電流大小，與設定值比較，當電流異常時微處理器發出信號，使電子脫扣器帶動操作機構動作。

斷路器的參數：

額定工作電壓（Ue）：這是斷路器在正常（不間斷的）的情況下工作的電壓。

額定電流（In）：配有專門的過電流脫扣繼電器的斷路器在制造廠家規定的環境溫度下所能無限承受的最大電流值，不會超過電流承受部件規定的溫度限值。

短路繼電器脫扣電流整定值（Im）：短路脫扣繼電器（瞬時或短延時）用于高故障電流值出現時，使斷路器快速跳閘，其跳閘極限Im。

額定短路分斷能力（Icu或Icn）：斷路器的額定短路分斷電流是斷路器能夠分斷而不被損害的最高（預期的）電流值。標準中提供的電流值為故障電流交流分量的均方根值，計算標準值時直流暫態分量（總在最壞的情況短路下出現）假定為零。工業用斷路器額定值（Icu）和家用斷路器額定值（Icn）通常以kA均方根值的形式給出。

短路分斷能力（Ics）：斷路器的額定分斷能力分為額定極限短路分斷能力和額定運行短路分斷能力兩種。3 雙電源切換開關

雙電源切換開關：就是因故停電自動切換到另外一個電源的開關。一般雙電源切換開關是廣泛應用于高層建筑、小區、醫院、機場、碼頭、消防、冶金、化工、紡織等不允許停電的重要場所。

雙電源切換開關的分類：

1、STS靜態開關：又叫靜態轉換開關，為電源二選一自動切換系統，第一路出現故障后STS自動切換到第二路給負載供電(前提第二路電正常且和第一路電基本同步），第二路故障的話STS自動切換到第一路給負載供電(前提第一路電正常且和第二路電基本同步）。

適合用于UPS-UPS，UPS-發電機，UPS-市電，市電-市電等任意兩路電源的不斷電轉換，以上所有電源間都需要同步裝置以保證兩電源基本同步，否則STS無法切換。

主要由智能控制板,高速可控硅,斷路器構成.其標準切換時間為≤8ms,不會造成IT類負載斷電。既對負載可靠供電,同時又能保證STS在不同相切換時的安全性。

2、ATS自動轉換開關：ATS主要用在緊急供電系統，將負載電路從一個電源自動換接至另一個（備用）電源的開關電器，以確保重要負荷連續、可靠運行。ATS為機械結構，轉換時間為100毫秒以上，會造成負載斷電。適合照明、電機類負載。

4 接觸器

接觸器：分為交流接觸器（電壓AC）和直流接觸器（電壓DC），它應用于電力、配電與用電。接觸器廣義上是指工業電中利用線圈流過電流產生磁場，使觸頭閉合，以達到控制負載的電器。

接觸器的作用：

因為可快速切斷交流與直流主回路和可頻繁地接通與大電流控制（某些型別可達800安培）電路的裝置，所以經常運用于電動機做為控制對象﹐也可用作控制工廠設備﹑電熱器﹑工作母機和各樣電力機組等電力負載，接觸器不僅能接通和切斷電路，而且還具有低電壓釋放保護作用。接觸器控制容量大，適用于頻繁操作和遠距離控制。是自動控制系統中的重要元件之一。

在工業電氣中，接觸器的型號很多，電流在5A-1000A的不等，其用處相當廣泛。

接觸器的工作原理：

當接觸器線圈通電后，線圈電流會產生磁場，產生的磁場使靜鐵心產生電磁吸力吸引動鐵心，并帶動交流接觸器點動作，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，兩者是聯動的。當線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸點復原，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。直流接觸器的工作原理跟溫度開關的原理有點相似。

5 電流互感器

電流互感器原理是依據電磁感應原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次側繞組匝數很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經常有線路的全部電流流過，二次側繞組匝數比較多，串接在測量儀表和保護回路中，電流互感器在工作時，它的二次側回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態接近短路。電流互感器是把一次側大電流轉換成二次側小電流來測量，二次側不可開路。

電流互感器的作用：

在發電、變電、輸電、配電和用電的線路中電流大小懸殊，從幾安到幾萬安都有。為便于測量、保護和控制需要轉換為比較統一的電流，另外線路上的電壓一般都比較高如直接測量是非常危險的。電流互感器就起到電流變換和電氣隔離作用。

6 熱繼電器（與接觸器一起使用）

熱繼電器（與接觸器一起使用）

熱繼電器的工作原理是由流入熱元件的電流產生熱量，使有不同膨脹系數的雙金屬片發生形變，當形變達到一定距離時，就推動連桿動作，使控制電路斷開，從而使接觸器失電，主電路斷開，實現電動機的過載保護。繼電器作為電動機的過載保護元件，以其體積小，結構簡單、成本低等優點在生產中得到了廣泛應用。

熱繼電器的參數：

額定電壓：熱繼電器能夠正常工作的最高的電壓值，一般為交流220V，380V，600V。

額定電流：熱繼電器的額定電流主要是指通過熱繼電器的電流

額定頻率：一般而言，其額定頻率按照45~62HZ設計。

整定電流范圍：整定電流的范圍由本身的特性來決定。它描述的是在一定的電流條件下熱繼電器。