低压电器讲义低压电器概论教学.ppt

低压电器讲义第一讲　低压电器概论 西安交通大学 刘志远 2006年7月 自我介绍 刘志远 1994沈阳工业大学电器本科毕业 1997沈阳工业大学电器硕士毕业 2001西安交通大学电器博士毕业 2001－2002通用电气公司研发中心 2003西安交通大学电器教研室 2005西安交通大学电气工程博士后出站 课程目标 在学习基础课程－电器理论基础之后，学习有关低压电器的工作要求、工作原理、技术参数、结构性能分析和试验研究的基本知识。 达到要求 了解配电线路及用电设备对低压电器的基本技术要求及低压电器的主要技术参数； 熟悉主要典型电器结构原理及特性参数； 掌握低压电器试验的目的要求及基本方法。 内容安排 第一讲　低压电器概述 低压断路器的发展历史 低压配电线路和用电设备对低压电器的要求 低压电器的用途、分类和技术性能 第二讲　常见控制电器的结构、原理和应用 第三讲　常见配电电器的结构、原理和应用 第四讲　低压电器试验的目的要求及基本方法 低压电器复习和考试 为什么要了解低压电器？ 电能在现代生活中的作用 电能的生产、输送和使用需要不同的电压 低压电网－ 交流50Hz或60Hz，额定电压在1200V及以下 直流额定电压在1500V及以下 低压电器的作用 在低压系统中，根据外界指定信号和要求，自动或手动接通和断开电路，断续或连续地改变电路参数实现对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设备。 低压断路器 能够接通、承载及分断正常电路条件的电流，也能在规定的非正常条件下（如过载、短路、欠电压以及发生单相接地故障时）接通、承载一定时间和分断电流的开关电器。 过去称之为自动开关、空气开关和空气断路器。 低压断路器的功能 人为地闭合或断开供应电能的电路，以达到送电、停电、隔离和转换电路的目的。 当电路出现任何异常情况，例如过载、欠电压、短路和漏电时，可自动地将负载从电网中断开，以保证操作人员的安全和电气设备的正常运行，防止引起人身死亡事故或酿成火灾。 低压断路器的发展历程 19世纪中叶－电能应用初期 刀开关和熔断器 1885年－早期低压断路器 刀开关基础上加上过电流脱扣 1892年－磁吹灭弧室 电弧冷却 低压断路器的发展历程 19世纪末－三相交流系统出现 大短路电流，自由脱扣 自由脱扣指断路器合闸过程中如操动机构又接到分闸命令，则操动机构不应继续执行合闸命令面应立即分闸。断路器需要提供自由脱扣操作功能，是因为断路器关合预伏短路故障时，操动机构要提供能量使得断路器能开断这个短路故障。因此操动机构的合、分应是相互独立，互不干涉的。 低压断路器的发展历程 1930年代－不同原理的灭弧室结构 金属栅片、绝缘栅片、矿物油作灭弧介质 万能式断路器 所有零件安装在一个绝缘的底板或基架上，易于制成各种操作方式，满足各种使用场合的要求。 1920年－塑料外壳式断路器（欧洲） 低压断路器的发展历程 1950年代末－限流技术（法国） 大大提高了低压断路器的短路分断能力，发热和电动力也大大减轻。 低压断路器的发展历程 保护特性 瞬动保护－电磁式脱扣器 过载延时和短延时脱扣－双金属片，油阻尼、空气阻尼等 1960年代－半导体脱扣器 必威体育精装版发展－电子脱扣器和智能脱扣器 我国低压电器的发展历程 1949年以前－空白 1953年－仿苏 DW1、DW2系列万能式低压断路器 DZ1塑壳式低压断路器 1960年代初到1970年代初－第一代产品 自行开发设计，相当于国外50年代水平 1970年代后期到1980年代－第二代产品 引进国外技术完成更新换代，相当于国外70年代末、80年代初水平 我国低压电器的发展历程 1990年代－第三代产品 跟踪国外新技术、新产品自行开发、设计、研制 达到国外1980年代末，90年代初水平 2004年－准第四代产品 上海电器科学研究所 西安交通大学、河北工业大学、福州大学、哈尔滨工业大学等 低压电器的新技术发展 现代设计技术 三维计算机辅助设计系统与制造软件系统的引入（CAD，CAM） 电器开关特性的计算机模拟和仿真（CAE，ANSYS，ANSOFT，ADAMS，FLUENT） 现代化的样机测试手段 新型灭弧系统和限流技术 磁场、气压、双断点限流技术等 低压电器的新技术发展 计算机网络应用 现场总线技术 智能化电器与中央计算机通过接口构成自动化通信网络从集中式控制向分布式控制发展。 可靠性技术 机理研究；可靠性指标研究；可靠性实验装置；提高可靠性研究 低压电器的发展趋势 传统低压电器的发展 高性能 高可靠性 小型化 电器本身尺寸小 减小喷弧距离或实现“无飞弧”以缩小开关柜尺寸 组合化 不同功能的电器组合在一起，结构紧凑，保护特性得到良好配合。 组合化低压电器CPS－兼有接触器、断路器和过载继电器功能 低压电器的发展趋势 传统低压电器的发