低壓控制電器和低壓配電電器有什麼具體的區別?

時間 2021-06-01 03:43:21

1樓:Professor 德

我們用電動機正反轉電氣圖舉例講解控制電器和配電電器的區別

低壓電器:主要是指用於交流1200V;直流1500V以下的電氣線路中,用於線路接通、斷開、控制、調節的用電裝置。

配電電器:主要用於主電路中,用於電能的輸送和分配。如圖一中的FU1、KM1、KM2、FR。

最長見的配電電器為斷路器,如德力西電氣小型斷路器DZ47S系列,圖三;塑料外殼式斷路器CDM3系列,圖四。

2樓:Patrick Zhang

這個問題不錯,難怪ABB的同事把這個問題發給我。我來回答吧。

要回答這個問題,我們要明確幾個概念。

第乙個概念:供配電系統的主迴路和輔助迴路

主迴路,指的是傳遞和控制電能的迴路。主迴路又叫做一次迴路。

輔助迴路,指的是實施訊號的採集、傳遞、放大,還有控制和調節的迴路。輔助迴路又叫做二次迴路。控制迴路屬於輔助迴路。

我們看下圖:

圖1:電動機正反轉控制電路

圖1中,左側的電路就是主迴路,右側的電路就是控制迴路。我們看到,主迴路的任務就是負責電動機供電電能的通斷,而控制迴路則實施控制,以及電參量的採集。

第二個概念:主迴路的開關電器就是配電電器,輔助迴路的開關電器就是控制電器。

在圖1中,主迴路的配電電器包括斷路器、交流接觸器,還有熱繼電器和電流互感器。

第三個概念:配電電器的主要引數

既然主迴路的開關電器是配電電器,那麼配電電器必然要承受執行電流、過載電流和短路電流的衝擊,並且要滿足配電網電壓的條件。

我們來看看這些引數是什麼:

1)額定電流Ie

額定電流與配電電器的溫公升密切相關。

學點開關電器知識——斷路器的基本原理之4 - Patrick Zhang的文章 - 知乎

Patrick Zhang:學點開關電器知識——斷路器的基本原理之4

從鏈結文件中我們看到,斷路器內部的觸頭導電杆在流過額定電流後,它的溫公升是38.5K,而動靜觸頭間的溫公升是5.8K,可見溫公升的主體是導電杆,畢竟它占有70%以上的溫公升產出率。

因此,在國家標準GB/T 14048.1-2012《低壓開關裝置和控制裝置第1部分:總則》中,把開關電器的導電杆接線端子溫公升作為開關電器的穩定溫公升。

我們看標準怎麼說:

圖2:有關額定電流的標準摘錄

看了圖2,我們就明白了,配電電器的溫公升決定了電器的額定電流。

2)額定電壓Ue

額定電壓有兩重意義,其一是介電能力,其二是爬電距離。

我們看標準怎麼說:

圖3:關於配電電器的額定電壓標準摘錄

圖3中,介電,就是配電電器內部帶電導體之間的隔離電壓的能力,還有帶電導體與外部接地體之間的隔離電壓的能力。爬電,則是指絕緣材料外部的絕緣能力,要求在一定的汙染等級、濕度和溫度下不能發生外部絕緣擊穿。

3)配電電器承受短路電流熱衝擊和電動力衝擊的能力

短路電流的熱衝擊,很容易理解,它會造成配電電器導電結構因為劇烈發熱而產生機械變形。配電電器的導電材料在一定時間內能夠承受的最高溫度所對應電流值,叫做短時耐受電流Icw。短時耐受電流還有另外乙個名稱,叫做配電電器的熱穩定性。

熱穩定性有乙個重要計算公式,就是:

,式1利用式1,我們可以校驗配電電器在不同短路電流衝擊下的熱穩定性。

短路電流的電動力衝擊,可不是指兩導電結構之間的電動力,而是指動靜觸頭之間產生的電磁斥力。見下圖:

圖4:配電電器觸頭的電磁斥力

圖4中,當觸頭流過短路電流時,由於線路保護電器的開斷至少要在數十毫秒之後,而短路電流的最大值卻在短路後10毫秒時到來,因此配電電器哪怕是斷路器自身,也都會承受短路電流產生的觸頭電磁斥力的影響。觸頭斥力會使得觸頭斥開,但斥開後觸頭斥力減小消失,觸頭又閉合,然後再斥開。在此過程中,觸頭材料間會因為電弧燒蝕而熔融,甚至熔焊。

等到真正開斷時,斷路器的觸頭就會硬性拉開,造成觸頭材料損失和汽化,甚至觸頭報廢。

對於配電電器來說,允許通過的最大電流叫做短路接通能力Icm,它就是配電電器的動穩定性引數。

我們看下圖:

圖5:短路電流

圖5是短路電流的曲線。圖中在時刻零發生了短路,短路後在10毫秒(0.01S)時出現了短路電流瞬態最大值Ipk。隨著短路延續,短路電流的直流分量衰減完畢,短路電流進入了穩態Ip。

對於配電電器來說,它的熱穩定性電流必須大於短路電流穩態值的有效值,而動穩定性必須大於短路電流的瞬態最大值。

可以想見,配電電器中的斷路器,它的極限開斷能力當然與短路電流相關。在國家標準中,把斷路器的極限短路分斷能力用符號Icu表示。我們從上圖中可以看出,Icu必須大於短路電流的穩態值Ip。

4)配電電器(斷路器)的時間-電流特性

所謂時間-電流特性,就是斷路器開斷不同的電流時,所對應的時間。我們看下圖:

圖6:塑殼斷路器的熱磁式保護安秒特性

圖6中的曲線部分,就是斷路器開斷過載電流所對應的曲線,而下方黃色的水平線,就是斷路器開斷短路電流所對應的曲線。開斷過載電流的特性叫做L特性,開關短路電流的特性叫做I特性,所以上圖叫做斷路器的過載長延時L引數和短路瞬時I引數兩段保護曲線,簡稱LI兩段保護。

第四個概念:配電電器的典型代表——斷路器的結構模式圖

我們看下圖:

圖7:熱磁式斷路器的模式圖

圖7告訴我們,對於典型的配電電器——斷路器,它由觸頭系統、作業系統、脫扣器和滅弧系統等四部分構成。

最重要的是,斷路器的脫扣器有四種,分別是用於過載保護的熱脫扣器、用於短路保護的磁脫扣器、用於欠電壓保護的欠壓脫扣器和用於遠方開斷操作的分勵脫扣器。

第五個概念:控制電器的標準和特性

我們已經知道,控制電器的任務就是執行訊號的放大、採集,還有控制和調節。

控制電器所遵循的國家標準是GB/T 14048.5《低壓開關裝置和控制裝置第5部分:控制電路電器和開關元件機電式控制電路電器》。

控制電器的典型代表是電磁式繼電器。我們看下圖:

圖8:電磁式繼電器和繼電特性曲線

我們來仔細分析一下圖8中的繼電特性。

設想圖8橫座標X是電流或者電壓。當X的值從零開始上公升到Xf時,繼電器不會動作。當X的值上公升到X1時,繼電器吸合。不過,為了確保穩定吸合,必須讓X上公升到Xd才行。

繼電器吸合後,我們下降X值。當X下降到X1時,繼電器依然吸合。當X值下降到Xf時,繼電器釋放。

一般地,對於電壓吸合的繼電器而言,吸合電壓為70%額定電壓,釋放電壓為40%額定電壓。

我們再看圖8,我們發現繼電器沒有滅弧結構。這是控制電器與配電電器最大的不同之處。

此外,控制電器的觸點額定電流是2A,不能超過5A。

總結:

配電電器和控制電器的主要區別是:

1)控制電器觸點能夠通過的電流是5A,配電電器觸頭根據產品和規格不同,能夠通過的電流從10A一直延伸到6300A。

2)控制電器的觸點和它的導電杆不具有動熱穩定性,配電電器一般都具有熱穩定性,具有觸頭的配電電器具有動穩定性。

3)控制電器一般沒有滅弧罩,但具有開斷能力的配電電器一般都有滅弧罩,就算是隔離開關,有些也有簡單的滅弧罩。

4)控制電器的繼電特性非常明顯,但配電電器的繼電特性則不明顯。

主要就是這些,想到了再補充。

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