低压配电柜设计

低压配电柜设计==============学校毕业设计论文论文题目低压配电柜设计系部电气工程系专业电机与电器班级级03班学生姓名========学号=========指导教师======XX年5月1日摘要随着工业技术的发展，在低压供电系统中启用配电柜越来越多，特别是机加工车间线路里面采用集中控制线路的原则更加需要配电柜低压配电柜的设计是否合理关系到整个生产线设备安全可靠的运行配电柜在机加工车间里起到分配电能，及控制设备电源的作用，配电柜的设计与制作首先考虑的是控制对象的负荷功率的大小，根据负荷的大小才能正确地选用低压电器考虑到车间负荷较大采用两种配电柜，一种是电源柜，另一种是动力柜，电源柜起到分配电源的作用，动力柜起到控制设备电源作用，根据实际需要，这次毕业设计要设计一个电源柜和一个动力柜，我们的设计思路是安全，可靠、经济、美观、维修方便目录摘要I绪论1本课题的意义目的及应达到的目的1国内外概况及水平1本课题研究目标、内容、方法和手段2研究目标2设计内容2第一章低压配电柜功能的实现3低压配电柜概述4电气控制线路4电缆与电线的选择与计算10铜导线载流量导线的安全载流量计算方法介绍11估算口诀11设备电线与电缆的规格14第二章电器的规格选择及其原理16低压电器的规格选择原理16低压电器的选择16隔离开关16塑壳断路器16交流接触器18热继电器21基本参数的选择22保护措施23短路保护23负载保护24接地故障保护24第三章低压开关柜常见故障判断及处理26元件故障及其查找26区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可；当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线，它的载流量要比同规格铝线略大一些，可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量如16mm2铜线的载流量，可按25mm2铝线计算“三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm2的导线载流量为截面数的

3.5倍，即35X

3.5=.5A从50mm2及以上的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减

0.5即

50、70mm2导线的载流量为截面数的3倍；

95、mm2导线载流量是其截面积数的

2.5倍，依次类推依据上面口诀所说通过心算得出35mm2可以，它的载流量为截面积的倍所以有35nlm铜线电缆载流量为35*3*=*=由计算得比主电机的启动电流大是可以的控制电路选1mm的铜线即可气泵电机选的铜线平的铜线=4平的铝线5X4=20A再加上穿管20X=16A*=15第二章电器的规格选择及其原理低压电器的规格选择原理

一、电器的额定电压应与所在回路标称电压相适应；

二、电器的额定电流不应小于所在回路的计算电流；

三、电器的额定频率应与所在回路的频率相适应；

四、电器应适应所在场所的环境条件；

五、电器应满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求，用于断开短路电流的电器，应满足短路条件下的通断能力低压电器的选择隔离开关

一、隔离开关的原理与作用隔离电源:将需要检修的电气设备用隔离开关与电网的带电部分可靠的隔离，使被检修的电气设备与电源有明显的断开点，以保证检修工作的安全作用就是开断电路，断开两点的电气连接，但它不能开断短路电流，只能开断额定电流，一般都和断路器配合使用，在断路器开断以后，为了让电路有明显的电气分界点，或者是检修断路器，都必须要装隔离开关原理一般里面都会有灭弧室，还有动触头，其它的就是动作机构了，当受到外力就会通过动作机构把和在一起的触头断开，达到断电的作用在电路中隔离开关起着断开电源与负载的作用，其规格选择主要是能承电路中的短路电流，在设计中配电柜的最大短路电流之和为P总/U=15KW+/V所以有隔离开关的规格选择为HR3-/31熔断式隔离开关-为约定发热电流A；“/3”中的3为3极，1为带灭弧室塑壳断路器

一、塑壳断路器的原理与作用16

二、规格的选择空气断路器、塑壳断路器，俗称空气开关，指具有保护自动分断功能并在空气介质中完成分断灭弧作用的自动断路器，一般常用的多具有过负荷热脱扣和短路瞬间电磁脱扣作用，脱扣后可以重新合闸断路器与隔离开关最大的区别，除自动脱扣功能外就是灭弧功能，它利用附加的灭弧装置能快速分断因空气电离产生的电弧热、磁脱扣作用，利用双金属片热变形做过热保护驱动，利用电磁线圈做短路瞬间保护驱动自动空气开关也称为低压断路器，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器自动空气开关具有多种保护功能过载、短路、欠电压保护等、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用短路时，静触头周围的芳香族绝缘物气化，起冷却灭弧作用，飞弧距离为零断路器的灭弧室采用金属栅片结构，触头系统具有斥力限流机构，因此，断路器具有很高的分断能力和限流能力具有复式脱扣器反时限动作是双金属片受热弯曲使脱扣器动作，瞬时动作是铁芯街铁机构带动脱扣器动作脱扣方式有热动、电磁和复式脱扣3种当线路发生短路或严重过载电流时，短路电流超过瞬时脱扣整定电流值，电磁脱扣器产生足够大的吸力，将衔铁吸合并撞击杠杆，使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开，锁扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断，切断电源当线路发生一般性过载时，过载电流虽不能使电磁脱扣器动作，但能使热元件产生一定热量，促使双金属片受热向上弯曲，推动杠杆使搭钩与锁扣脱开，将主触头分断，切断电源主触点通过操作机构（手动或电动）使之闭合的，其触点系统由于装有灭弧装置因而不仅能接通或切断正常的工作电流，还能在发生故障时迅速切断比正常工作电流大好几倍的故障电流，从而能有效地保护电路中的电气设备开关的脱扣机构是一套连杆装置当主触点通过操作机构闭合后，就被锁钩锁在合闸的位置如果电路中发生故障，则有关的脱扣器将产生作用使脱扣机构中的锁钩脱开，于是主触点在释放弹簧的作用下迅速分断按照保护作用的不同，脱扣器可以分为过电流脱扣器及失压脱扣器等类型在正常情况下，过电流脱扣器的衔铁是释放着的；一旦发生严重过载或路故障时，与主电路串联的线圈就将产生较强的电磁吸力把街铁往下吸引而顶开锁钩，17使主触点断开欠压脱扣器的工作恰恰相反，在电压正常时，电磁吸力吸住衔铁，主触点才得以闭合一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触点断开当电源电压恢复正常时，必须重新合闸后才能工作，实现了失压

二、塑壳断路器规格选择电动机在起动瞬间有一个1020s的启动尖峰电流是额定电流的4~7倍避开电动机起动时〜所引起的这个尖峰电流，保护单台电动机的断路器，要有个7倍额定电流下的可返回时间电动机实际起动时间的考核指标对于接有几台电动机的配电线路上的断路器,要考虑3倍额定电流下的可返回时间线路中最大起动电流的电动机的起动时间可返回时间一般有115s〜数档，在设计时可按电动机实际起动时间选用其中的一档因为断路器瞬时动作时间为全分断时间，约20ms左右，而电动机启动电流有周期分量和非周期分量，其峰值约为电动机启动电流的倍，持续时间约为30ms左右，所以选用A类瞬〜时脱扣器动作电流时，要注意为A、B类断路器的瞬时脱扣器，因为上级的动作电流已大于下级断路器保护范围的最大短路电流的倍，故也不需要配合，当上、下级均为A类的瞬时脱扣器时，由于脱扣器均按躲过本线路上的尖峰电流原则整定动作电流，而上下两段线路的尖峰电流一般相差较小，若上一级不大于下一级瞬时动作电流倍以上，有可能在发生短路时，上下级同时动作，破坏了选择性，因此在这种情况下必须配合作为支线上使用的断路器，可以仅满足额定极限短路分断能力即可现在出现的较普遍的偏颇是宁取大，不取正合适，认为取大保险但取得过大，会造成不必要的浪费

四、操作频率指每小时接通的次数，交流接触器最高为次/h,直流接触器可达次/h.在设计中交流接触器最高操作频率符合电机的要求

五、辅助触头的工作电流辅助触头（或称辅助开关）的微动开关，它有两个电流参数,一是约定发热电流，一是工作电流.工作电流有多种，而约定发热电源只有一个几点补充经验与参考1持续运行的设备，接触器按67-75%算即A的交流接触器，只能控制最大额定电流是67-75A以下的设备2间断运行的设备接触器按80%算即A的交流接触器，只能控制最大额定电流是80A以下的设备3反复短时工作的设备接触器按-%算即A的交流接触器，只能控制最大额定电流是-A以下的设备综合以上所述得，三相交流接触器的选择如下20额定电压V额定电流主电机，A；气泵电机20A线圈的额定电压:V操作频率最大次/h辅助触头的工作电流型号CJ12A-/3热继电器

一、热继电器原理与作用热继电器是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护继电器作为电动机的过载保护元件，以其体积小，结构简单、成本低等优点在生产中得到了广泛应用额定电压热继电器能够正常工作的最高的电压值，一般为交流V,V,V额定电流热继电器的额定电流主要是指通过热继电器的电流额定频率一般而言，其额定频率按照4562Hz设计定电流范围整定〜电流的范围有本身的特性来决定它描述的是在一定的电流条件下热继电器的动作时间和电流的平方成正比热继电器的作用是主要用来对异步电动机进行过载保护，他的工作原理是过载电流通过热元件后，使双金属片加热弯曲去推动动作机构来带动触点动作，从而将电动机控制电路断开实现电动机断电停车，起到过载保护的作用鉴于双金属片受热弯曲过程中，热量的传递需要较长的时间，因此，热继电器不能用作短路保护，而只能用作过载保护热继电器是用于电动机或其它电气设备、电气线路的过载保护的保护电器电动机在实际运行中，如拖动生产机械进行工作过程中，若机械出现不正常的情况或电路异常使电动机遇到过载，则电动机转速下降、绕组中的电流将增大，使电动机的绕组温度升高若过载电流不大且过载的时间较短，电动机绕组不超过允许温升，这种过载是允许的但若过载时间长，过载电流大，电动机绕组的温升就会超过允许值，使电动机绕组老化，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会使电动机绕组烧毁所以，这种过载是电动机不能承受的21热继电器就是利用电流热效应的原理，在出现电动机不能承受的过载时切断电动机电路，为电动机提供过载保护的保护电器使用热继电器对电动机进行过载保护时，将热元件与电动机的定子绕组串联，将热继电器的常闭触头串联在交流接触器的电磁线圈的控制电路中，并调节整定电流调节旋钮，使人字形拨杆与推杆相距-适当距离当电动机正常工作时，通过热元件的电流即为电动机的额定电流，热元件发热，双金属片受热后弯曲，使推杆刚好与人字形拨杆接触，而又不能推动人字形拨杆常闭触头处于闭合状态，交流接触器保持吸合，电动机正常运行若电动机出现过载情况，绕组中电流增大，通过热继电器元件中的电流增大使双金属片温度升得更高，弯曲程度加大，推动人字形拨杆，人字形拨杆推动常闭触头，使触头断开而断开交流接触器线圈电路,使接触器释放、切断电动机的电源，电机停车而得到保护热继电器其它部分的作用如下人字形拨杆的左臂也用双金属片制成，当环境温度发生变化时，主电路中的双金属片会产生一定的变形弯曲，这时人字形拨杆的左臂也会发生同方向的变形弯曲，从而使人字形拨杆与推杆之间的距离基本保持不变，保证热继电器动作的准确性这种作用称温度补偿作用

二、热继电器规格选择热继电器的额定电流大于电动机额定电流然后根据该额定电流来选择热继电器的型号热继电器的热元件的额定电流应略大于电动机额定电流当电动机启动电流为其额定电流的6倍及启动时间不超过5S时，热元件的整定电流调节到等于电动机的额定电流；当电动机的启动时间较长、拖动冲击性负载或不允许停车时，热元件整定电流调节到电动机额定电流的倍15KW的电机启动空开用DZ47-60-30A热继电器用JR36-6320-30A交流接触器用30A那的气泵启动空开用DZ47-60-16A热继电器用JR36-6340-63A交流接触器用1-20A基本参数的选择额定电压铭牌额定电压是只主触点上的额定电压，通常用的电压等级为直流接触器V,V,V22交流接触器V,V,V负载是V的三相感应电动机，则应选用V的交流接触器额定电流铭牌额定电流是指主触点的额定电流，通常用的电流等级为直流接触器25,40,60,,,,,A交流接触器;5,10,20,40,60,,,,,A上述电流是指接触器安装敞开式控制屏上，触点工作不超过额定温升，负载为间断一长期工作制时的电流值、若超过8小时，必须空载开闭三次以上，以消除表面氧化膜,如果上述条件改变，就要做相应修正其电流值，具体如下当接触器安装在箱柜内，由于冷却条件差，电流要降低1^20%使用当接触器于长期工作制，而其通电持续率不超过40%；敞开安装，电流允许提高10~25%;箱柜安装，允许提高5~10%线圈的额定电压通常的电压等级为直流线圈24,48,,V交流线圈36,,,V操作频率指每小时接通的次数，交流接触器的最高为次/h,直流接触器可达次/h辅助触头的工作电流辅助触头的未动开关，它有两个电流参数，一个约定发热电流,一是工作电流工作电流有多种，而约定发热电源只有一个约定发热电源的定义GB/对约定发热电源电流的定义是“在规定条件下实验时，开关电器在8h工作制下，各部件的温升不超过极限值时所能承载的最大电流”工作电流由它所控制的电磁铁在比和状态下的负载功能来决定保护措施短路保护配电线路的短路保护，应在短路电流对导体和连接件产生的热作用和机械作用造成危害之前切断短路电流绝缘导体的热稳定校验应符合下列规定23

一、当短路持续时间不大于5s时，绝缘导体的热稳定应按下式进行校验2I式中S——绝缘导体的线芯截面；I——短路电流有效值；t——在已达到允许最高持续工作温度的导体内短路电流持续作用的时间；K——不同绝缘的计算系数

二、短路持续时间小于时，应计入短路电流非周期分量的影响；大于5s时应计入散热的影响负载保护配电线路的过负载保护，应在过负载电流引起的导体温升对导体的绝缘、接头、端子或导体周围的物质造成损害前切断负载电流下列配电线路可不装设过负载保护由电源侧的过负载保护电器有效接地保护；不可能过负载的线路负载保护电器宜采用反时限特性的保护电器，其分断能力可低于电器安装处的短路电流值，但应能承受通过的短路能量过负载保护电器的动作特性应同时满足下列条件IBWWIZ I2W式中IB——线路计算负载电流；——熔断器熔体额定电流或断路器额定电流或整定电流；Iz——导体允许持续载流量;12——保证保护电器可靠动作的电流当保护电器为低压断路器时，Iz为约定时间内的约定动作电流；当为熔断器时，Iz为约定时间内的约定熔断电流突然断电比过负载造成的损失更大的线路，其过负载保护应作用于信号而不应作用于切断电路多根并联导体组成的线路采用过负载保护，其线路的允许持续载流量为24每根并联导体的允许持续载流量之和，且应符合下列要求

一、导体的型号、截面、长度和敷设方式均相同；

二、线路全长内无分支线路引出；

三、线路的布置使各并联导体的负载电流基本相等接地故障保护接地故障保护的设置应能防止人身间接电击以及电气火灾、线路损坏等事故接地故障保护电器的选择应根据配电系统的接地型式，移动式、手握式或固定式电气设备的区别，以及导体截面等因素经技术经济比较确定采用接地故障保护时，在建筑物内应将下列导电体作总等电位联结

一、PE、干线；

二、电气装置接地极的接地干线；

三、筑物内的水管、煤气管、采暖和空调管道等金属管道；

四、件许可的建筑物金属构件等导电体上述导电体宜在进入建筑物处接向总等电位联结端子等电位联结中金属管道连接处应可靠地连通导电当电气装置或电气装置某一部分的接地故障保护不能满足切断故障回路的时间要求时,尚应在局部范围内作辅助等电位联结当难以确定辅助等电位联结的有效性时，可采用下式进行校验W50式中R——可同时触及的外露可导电部分和装置外可导电部分之间，故障电流产生的电压降引起接触电压的一段线段的电阻；la——切断故障回路时间不超过5s的保护电器动作电流注当保护电器为瞬时或短延时动作的低压断路器时，la值应取低压断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的倍保护电器的装设位置保护电器应装设在操作维护方便，不易受机械损伤，不靠近可燃物的地方，并应采取避免保护电器运行时意外损坏对周围人员造成伤害的措施保护电器应装设在被保护线路与电源线路的连接处，但为了操作与维护方便可设置在离开连接点的地方，并应符合下列规定251路长度不超过3m；2将短路危险减至最小的措施；3近可燃物当将从高处的干线向下引接分支线路的保护电器装设在距连接点的线路长度大于3m的地方时，应满足下列要求1分支线应敷设于不燃或难燃材料的管、槽内2支线装设保护电器前的那一段线路发生短路或故障时，离短路点最近的上一级保护电器应能保证符合本规范规定的要求短路保护电器应装设在低压配电线路不接地的各相上，但对于中性点不接地且N线不引出的三三线配电系统，可只在二相上装设保护电器26第三章低压开关柜常见故障判断及处理电气控制电路故障的查找是一项技术性较强的工作，也是实际工作中一项十分重要和繁琐的工作具体的故障查找方法，不仅因人而异，因时而异，而且不同故障、不同的控制系统查找方法也互不相同控制系统出了故障后，一时难以弄清是什么地方出了问题，就需要进行故障点的查找，而故障点的查找又有一定规律实际中技能的培养就是对这一规律的摸索和积累作为一名电气工作者，应立足于一无图纸、二无资料、三无借鉴实例的情况下，独立地工作一方面要藐视困难，另一方面要稳扎稳打，对故障进行充分的分析和判断，确定一个切实可行的检修方案，决不可盲目行动，乱拆乱调，使得原故障没有排除却造成新故障在遇到疑难问题时，要理清头绪，开阔思路，考虑另外一种解决办法元件故障及其查找元件故障的种类很多，发生故障时的现象也表现各异，但从故障原因来划分大致可以分为自身故障、工作于过负荷状态下造成的故障和外界因素造成的故障三种，只有对故障的现象进行分析、找出产生故障的原因，才能采取有针对性的措施，准确而又迅速地排除故障下面是对部分常用低压电器的常见故障现象进行故障原因的分析，并讨论相应的排除故障的方法27

一、刀开关故障现象合闸后电路一相或两相无电源故障原因

①静触头弹性消失开口过大使静动触头接触不良

②熔丝熔断或虚连

③静动触头氧化或生垢第四章低压配电柜的发展及其对电压电器元件的要求31低压配电柜的发展31大容量31高分断31智能化31小型化31防护等级的提高31耐热性32安全性32可靠性32对低压电器主要元件的要求32基本要求32对断路器的要求32对交流接触器的要求33对热继电器的要求33对小型断路器要求33交流接触器的要求33对热继电器的要求34致谢35参考文献及资料36附录37绪论国内外概况及水平低压配电柜有各种不同的型号主要有以下几种交流低压配电柜G-低压配电柜；G-固定接线；D-电力用柜，交流低压配配电柜G-柜式结构；C-抽出式；K-控制中心，交流低压配电柜G-封闭式开关柜；C-抽出式；S-森源电气系统低压配电柜是个总称包括有低压开关柜，低压启动柜等几类低压开关柜对低压电网具有隔离作用，尤其是对于企业及车间的大型设备的运作，可实现迅速送电或断电，具有隔离电网的作用，可有效减少电机的线损，实现电机的充分利用及运作，还可有效实现低压控制开关的作用变频启动柜是目前国内最先进的低压启动技术它有三方面的优点

一、可有效控制电机转速提高电机有用功率第

二、实现了有限节电避免“大马拉小车”的传统问题软启动低压启动柜是目前最为常用的控制柜之一可广泛用于各大设备的电压控制启动电流控制在额定电流的二倍以下，提高了电机的星三角低压启动柜是最为传统的电柜控制技术费用最低、功能最多、性价比较高降压启动柜是上世纪六十年代的控制技术可实现70-KW电机的启动控制高低压配电柜在世界各国中的应用非常的广泛，随着电子电器技术的发展配电柜朝着更小更安全更节能的方向发展，配电柜在生产生活中的重要性越来越重要种类也越来越多到目前为止我国在高低压配电柜方面的技术工艺及可靠性等各种方面与国外相比差别已经很小甚至在某些方面超过了发达国家，我国的配电柜不仅完全可以满足国内需求还可以出口到国外很多国家本课题研究目标、内容、方法和手段研究目标

④电源进出线头氧化后接触不良闸刀短路触头烧坏

①外接负载短路熔丝熔断

②金属异物落入开关内引起相间短路

①开关容量太小排除方法

①更换静触头

②更换或紧固螺丝

③清洁触头

④清除氧化物

①除负载短路故障

②清除开关内异物

①更换大容量开关

②拉闸或合闸时动作太慢造成电弧过大烧坏触头

②改善操作方法

二、自动空气开关故障现象不能合闸故障原因

①开关容量太大

②热脱扣器的热元件未冷却复原

③锁链和搭钩衔接处磨损，合闸时滑扣

④杠杆或搭钩卡阻排除方法

①更换大容量的开关

②待双金属片复位后再合闸

③更换锁链及搭钩

④检查并排除卡阻开关温升过高

①触头表面过分磨损，接触不良

②触头压力过低

③接线柱螺钉松动电流达到整定值时开关不断开

①热脱扣器的双金属片损坏

②电磁脱扣器的衔铁与铁心距离太大或电磁线圈损坏

③主触头熔焊后不能分断电流未达到整定值开关误动作

①整定电流调得过小

②锁链或搭钩磨损稍受震动即脱钩

①调高整定电流值

②更换磨损部件

①更换触头

②调整触头压力

③拧紧螺钉

①处理接触面或更换触头

②调整触头压力

③拧紧螺钉28

三、熔断器故障现象故障原因排除方法熔体电阻无穷大熔体已断更换相应的熔体

①熔体电流等级选择太小

①更换合适的熔体电动机起动瞬间熔体便

②电动机侧有短路或接地

②排除短路或接地故障断

③熔体安装时受到机械损伤

③更换熔体熔断器入端有电出端无电

①紧固螺钉松脱

①调高整定电流值

②熔体或接线端接触不良

②更换磨损部件

四、按钮故障现象故障原因排除方法

①接线错误

①校对改正错误线路按下停止按钮被控电器未

②线头松动搭接在一起

②检查按钮连接线断电

③杂物或油污在触头间形成通路

③清扫按钮开关内部

④胶木壳烧焦后形成短路

④更换新品按下起动按钮被控电器不

①被控电器有故障

①检查被控电器动作

②按钮触头接触不良或接线松脱

②清扫按钮触头或拧紧接线

①按钮开关外壳的金属部分与连

①检查连接导线触摸按钮时有触电的感觉接导线接触

②清扫按钮内部

②按钮帽的缝隙间有导电杂物，使其与导电部分形成通电松开按钮，但触点不能自动

①复位弹簧弹力不够

①更换弹簧复位

②内部卡阻

②清扫内部杂物29

五、交流接触器故障现象触头熔焊故障原因

①操作频率过高或电流过大断开容量不够

②长期过载使用

③触点表面有金属颗粒异物

④触头压力过小

⑤负载侧短路触头不能复位

①复位弹簧损坏

②内部机械卡阻

③铁心安装歪斜不释放或释放缓慢

①触头熔焊

②触头弹簧压力过小

③机械可动部分被卡有生锈现象

④反力弹簧损坏

⑤铁心接触面有油污或尘埃粘着

⑥E形铁心磨损过大吸不上或吸不足

①电路实际电压低于线圈额定电压，或有波动

②触头弹簧压力过大

③配线错误

④触头接触不良故障现象衔铁振动和噪声故障原因

①电路实际电压低于线圈额定电压

②触头弹簧压力过大

③铁心短路环断裂

④铁心接触面有油污或尘埃粘着

⑤磁系统歪斜或机械上卡住，使铁心不能吸排除方法

①检查电源或更换合适的接触器

②调整触头参数

③更换铁心或接触器

④清理铁心接触面

⑤重新安装磁系统排除机械故障30排除方法

①更换容量大的接触器

②清理触头表面

③更换接触器

④调高触头弹簧压力

⑤排除短路故障

①更换弹簧

②排除机械故障

③重新安装铁心

①更换触头

②调整触头参数

③排除卡住现象

④更换反力弹簧

⑤清理铁心接触面

⑥更换E形铁心

①检查电源或更换合适的接触器

②调整触头参数

③改正配线

④更换触头或清除氧化层和污垢平

⑥铁心接触面过度磨损而不平线圈过热或烧损

①电路实际电压高于线圈额定电压

②线圈匝间短路

⑥更换铁心或接触器

①检查电源或更换合适的接触器

②更换线圈或接触器

六、热继电器故障现象热元件烧断热继电器动作太快故障原因

①负载侧短路，电流过大

②操作频率过高

①整定电流值偏小

②电动机起动时间太长

③连接导线太细

④操作频率太高或点动控制

⑤环境温差太大排除方法

①排除短路故障，更换热继电器

②合理选用热继电器

①合理调整整定电流值相差太大则换新品

②选择合适的热继电器或在起动时热继电器短接

③按要求选用导线

④改用过流继电器

⑤改善环境

①热元件烧毁主电路不通

②接线松脱

①触头烧坏控制电路不通

②控制电路侧导线松脱

①热继电器的额定电流值与电机的额定电流值不符

②整定电流值偏大

③触头接触不良

④导板脱出或动作机构卡住

①更换热继电器

②拧紧松脱导线

①修理触头

②拧紧松脱导线

①按电机的容量选用热继电器

②根据负载合理调整整定电流

③清除触头表面灰尘和氧化物

④重新放置导板并试验动作的灵活程度或排除卡住故障热继电器不动作，电机烧坏31第四章低压配电柜的发展及其对电压电器元件的要求低压配电柜的发展大容量近年来我国相继出现了一批大型现代化企业这些企业的特点是引进国外先进设备多自动化水平较高大多数实施连续性生产对供电质要求较高与此同时在城市规模宏大的高层楼宇中低压配电变压器容量也在不断增加变压器单机容量达到甚至更大这就要求低压配电柜的容量向大型化方向发展高分断低压配电柜的分断能力是以主母线的分断能力作为衡盘装置的分断水平近年来随着变压器单机容量的不断增大装置的分断水平将达到KA甚至更大智能化为更合理的利用与节约电能减少人工检测的误差低压配电柜正逐步采用电源管理系统软件由监控器或计算机对其实行集中监控采集数据、波型分析、通讯对话保证系统始终处于最佳运行状态小型化由于高层建筑中公用面积极其有限这就要求变电所面积减少到最小而供电容量却很大为此现代低压配电柜均采用绝缘母线和塑料夹紧件以减少绝缘距离有利于其外型尺寸的减小防护等级的提高低压配电柜的应用范围在不断扩大防护等级也越来越高例如防尘、防潮、防32腐因此要求装置的防护等级不断完善所以抽屉柜、密封柜日趋增多为了利用固定柜和抽屉柜的突出优点井防止装置内元件等故障的蔓延乃至殃及其它元件的正常工作组合分隔单元柜得到很大的发展防护等级将达到IP54或更高耐热性在特殊情况下要求在+C的环境温度条件下低压配电柜仍能坚持20^40,例如高层建筑的消防系统在火灾情倪下就要求具有这种耐热特点安全性为了维护人身与设备的安全现代低压配电柜要求接线采用隐蔽式接线方式柜内开关与柜门之间设置机械联锁可靠性为了保证供电的连续性企业特别是高层建筑一般都设置市电与自备电这就要求进线柜的开关必须有机械联锁对低压电器主要元件的要求上述现代低压配电柜的发展必然对低压电器主要元件提出新的要求基本要求

一、用的环境温度上限提供

二、尺寸小型化

三、装尺寸模数化安装方式对断路器的要求

一、高分断能力分断能力达到6fKA

二、能左右安装进出线方向互换

三、具有三段保护和接地保护不平衡负载显示33多元化

四、能模块化组装积木化以利于功能增减和缩短维修时间

四、事故的分辨率细要求有预等、报警功能

五、要求有记忆功能能自动记录操作次数和短路工作次数

六、附件齐全有机械联锁、开关间的联锁开关与柜门间的联锁

七、附件功能模块化脱扣器单元可选用功能多元化、通用化组装积木化

八、在多级保护中要求有区域选择性联锁前级保护和后备保护逐级联锁实现时序联锁脱扣

九、开发智能性断路器具有参数显示故障类别显示帮助故障分析诊断多种继电器保护功能、记忆及试验功能、通讯对话功能等

十、安装方式多样有固定式、抽屉式并有通电、试验和抽出位置显示对交流接触器的要求

一、具有多种功能模块能适应各种电流规格的需要能采用积木式安装

二、提高耐受过载电流的能力和分断能力提高耐高温的能力在+55℃+℃的环境温度下接触器应有可靠的动作〜特性

三、研制接口接触器满足带微机的低压配电柜的需要对热继电器的要求

一、具有三相平衡不平衡过载及不断相保护功能

二、有手动、自动复位功能和脱扣显示功能

三、限制自身热耗扩大温度补偿范围对小型断路器要求

一、额定电流达到A单极分断能力达到A、10KA以适应用户用电量增加的需要

二、具有多种功能模块如漏电模块、分励模块、报警模块、辅助开关模块和欠压模块系列化和通用化要强能采取积木式方法安装交流接触器的要求34

一、具有多种功能模块附加辅助触头模块、延时模块、机械联锁模块、线圈抑制过电压模块、线圈交直流两用模块带电体的外露部分有绝缘护套模块能适应各种电流规格的需要能采用积木式安装又不改变接触器本体的结构与安装尺寸

二、63A以上的接触器有直流控制的方式以利节能降耗

三、安装模数为20

四、耐受过载电流的能力和分断能力要提高例如井下、炼钢与轧钢等作业因为熔断器或断路器的分断总有一个过程比如在此时间内不仅要求接触器有足够的动热稳定性而且还要求接触器能分断一定倍数的故障电流例如达到30倍左右

五、在+55℃~+℃的环温条件下接触器应有可靠的动作特性

六、加紧研制接口接触器满足带微机的低压配电柜的需要接口接触器至少要满足下述条件a控制线圈的功率低电流不超过mA；b响应时间要短固有动作时间不大干操作频率高达次/h上机械寿命达万次对热继电器的要求

一、限制自身热耗以利降低低压配电柜的温升；

二、温度补偿范围至少要达到-20°最好为+℃；

三、具有三相平衡、不平衡过载及断相保护功能；

四、有手动、自动复位功能和脱扣显示功能控制触头应为电气上可分开的一常开一常闭35致谢一份努力，一份收获这半个月的毕业设计让我获益匪浅，使我对各种低压配电器件有了更深的了解，同时各种导线的选择更是对以后的工作有莫大的帮助发现自己的各种办公软件及比以前应用的更加游刃有余我之所以能够最终完成这次毕业设计不仅在于自己的努力更在于李晓慧老师的悉心指点，同时同学的帮助也非常重要，非常的感谢他们当然了最主要的是应该感谢那些我所查阅的资料的作者，是他们的知识充实了我的内容，让我在手足无措的时候找到这么多默默的无声的老师们36参考文献及资料［1］王兆晶工厂配电装置的安装与维修中国劳动社会保障出版社XX年5月［2］李高建马飞工厂供配电技术中国铁道出版社XX年9月［3］张永飞电工技能实训教程西安电子科技大学出版社XX年1月［4］张桂金电气控制线路故障分析与处理西安电子出版社XX年8月［5］王仁祥常用低压电器原理及其控制技术机械工业出版社XX年1月［6］郑凤翼低压电器及应用出版社人民邮电出版社XX年11月［7］王国贞电气设备故障检测与维修冶金工业出版社XX年6月［8］闫和平常用低压电器应用手册机械工业出

一、机台系统的线路及低压电器控制电机的运转

二、低压配电柜内硬件配置

三、各电器的安装规范和电线、电缆的规格计算方法

四、掌握各电器的原理及作用1设计内容

一、配电柜的控制方案的设计

二、配电柜电路的设计及绘图及电路的工作原理

三、低压电器的选择

四、材料清单

五、根据电路的原理图设计布置线路，并掌握安装工艺要求2第一章低压配电柜功能的实现低压配电柜概述利用隔离开关、接触器、继电器电机的运作进行控制，达到简便快捷的效果方案适应工厂机台操作需求，方便工人进行手动与自动操作配电柜主电路隔离开关一次侧与进线端，二次侧下接铜排，塑壳空气开关一次侧与铜排相连，二次侧通过电缆与三相交流接触器一次侧相连，接触器主触头接线端子与电机相连在正常情况下主电路受控制电路控制使接触器线圈通电或断电，达到控制负载的目的控制电路主要是控制接触器的通断常见的几种启动方式

一、变频启动柜是目前国内最为先进的低压启动技术A、可有效控制电机转速，提高电机有用功率B、实现了有限节电，避免了“大马拉小车”的传统问题弊端，C、可随时延长启动时间，有效控制电流

二、软启动低压启动柜是目前最为常用的控制柜之一A、可广泛用于各大设备的电压控制，启动电流可控制在额定电流的2倍以下，B、提高电机的有效利用率

三、星三角低压启动柜是最为传统的电柜控制技术，费用低，功能多性价比较高

四、降压启动柜是上个世纪六十年代的控制技术，可实现70-KW电机的启动控制电气控制线路

一、气泵电动机M2的电动电路图图1-14

二、单个电机的起/停电路图图1-25

三、主电动机Ml的正反转电路图1-36

四、气泵电动机M2的正反转电路图1-47低压配电柜结构图图1-58配电柜的面板控制图图1-

51、隔离开关

2、塑壳空气开关

3、交流接触器

4、铜排

5、中间继电器

6、热继电器

7、接线端子设计说明配电柜共一台采用型外壳油漆采用喷塑，颜色为白色配电柜前门为单开门，后门为为双开门面板采用2mm冷轧板，侧面采用冷轧板箱盖为2mm冷轧板电源配电箱须配置宽度为80mm安装3根，60mm安装条4根，顶部开孔动力配电箱各需配置80mm安装条3根，50mm安装条4根，30mm安装条2根，顶部不开孔9配电柜各需配置接地铜排一条前后门带锁操作把手安装高度离地面mm带灯按钮LA-11D型号尺寸开孔，指示灯按AD11-25/11型号尺寸开孔其它要求均接国家标准箱体与门之间加装固定控制线的线卡电源柜电路图图1-5电缆与电线的选择与计算

一、一般使用铜线铁或银铭合金线仅在某些实验中作为被研究的样品，或者是接入部分线路中作为电阻，决不能作为连接线路用的导线；

二、如果导线的电阻无关紧要，可以使用纱包铜线一一例如规格为24#（直径为）的纱包线，实际上用作裸铜线的安全电流比参数表中的导线安全电流大好多倍因此24#铜线的负载能力，实际上完全适合于本书所述的全部实验工作；在保证正常工作的前提下，如果希望导线的电阻尽可能小——例如在惠斯登电桥线路中接入标准电阻一一最好用铜片或多股纱包铜线，接线应尽可能短，若使用10粗铜线要注意不能碰动他们，因为它们好像是套在接线柱上的扳手，碰动它们会松动接线点

三、记住24#铜线的电阻率约为Q/m；

四、为了消除通电导线的磁效应，应当使用多股花线，或者多股绝缘导线绞在一起铜导线载流量导线的安全载流量计算方法介绍一般铜导线载流量导线的安全载流量是根据所允许的线芯最高温度、冷却条件、敷设条件来确定的一般铜导线的安全载流量为5-8A/mm2,铝导线的安全载流量为3-5A/mm2如铜导线安全载流量的推荐值X8A/mm2=20A4mm2铜导线安全载流量的推荐值4X8A/mm2=32A计算铜导线截面积利用铜导线的安全载流量的推荐值5-8A/mm2,计算出所选取铜导线截面积S的上下范围S=I/=铜导线截面积I——负载电流功率计算一般负载分为两种，一种式电阻性负载，一种是电感性负载对于电阻性负载的计算公式P=UI对于日光灯负载的计算公式P=d,其中日光灯负载的功率因数巾=不同电感性负载功率因数不同，统一计算家庭用电器时可以将功率因数巾取也就是说如果一个家庭所有用电器加上总功率为瓦，则最大电流是I=P/e=/X=34A但是，一般情况下，家里的电器不可能同时使用，所以加上一个公用系数，公用系数一般所以，上面的计算应该改写成I=PX公用系数/1=X/X=17A也就是说，这个家庭总的电流值为17A则总闸空气开关不能使用16A,应该用大于17A的估算口诀二点五下乘以九，往上减一顺号走三十五乘三点五，双双成组减点五条件有变加折算,高温九折铜升级穿管根数二三四，八七六折满载流说明本口诀对各种绝缘线橡皮和塑料绝缘线的载流量安全电流不是直接指出，而是“截面乘上一定的倍数”来表示，通过心算而得倍数随截面的减小“二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是

2.5mm2及以下的各种截面铝芯11绝缘线，其载流量约为截面数的9倍如

2.5mm2导线，载流量为

2.5X9=

22.5A从4mni2及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减1,即4X

8、6X

7、10X

6、16X

5、25X4“三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm2的导线载流量为截面数的倍，即35X=.5A从50mm2及以上的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个线号成一组，倍数依次减即

50、70mm2导线的载流量为截面数的3倍；

95、mm2导线载流量是其截面积数的倍，依次类推“条件有变加折算，高温九折铜升级”上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可；当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线，它的载流量要比同规格铝线略大一些，可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量如16mm铜线的载流量，可按25mm2铝线计算各规格铜线的负载电流量十下五百上二二五三*三界柒拾玖五两倍半铜线升级算就是10平方一下的铝线平方毫米数乘以5就可以了要是铜线呢就升一个档比如平方的铜线就按4平方计算一百以上的都是截面积乘以2二十五平方以下的乘以4三十五平方以上的乘以3柒拾和95平方都这么几句口诀应该很好记说明只能作为估算不是很准确另外如果按室内记住电线6平方毫米以下的铜线，每平方电流不超过10A就是安全的,从这个角度讲，你可以选择平方的铜线或平方的铝线10米内，导线电流密度6A/平方毫米比较合适，10-50米，3A/平方毫米50-米，2A/平方毫米，米以上要小于1A/平方毫米从这个角度，如果不是很远的情况下，你可以选择4平方铜线或者6平方铝线如果真是距离米供电，一定采用4平方的铜线请问6平方毫米的铜线能负载的最大功率是多少4平方毫米和平方毫米呢？一般按6A/mm2计算6mm2X6=36A36A XV=W4X6=2424X=W X6=1515X=W在这样的情况下是可以保证连续使用并安全的空调最大功率，最大输入电流11A,大约需要几平方的铜线或铝线？口诀（电流和截面）是10下五，上二；25,35四三界；7095两倍半；穿管，温度八九折；裸线加一倍；铜线升级算12导线规格

1、、、

4、

6、

10、

16、

25、

35、

50、

70、

95、、、、平方毫米不常用的有、、、、平方毫米等平的铜线=4平的铝线5X4=20A再加上穿管20X=16A也就是说选平的铜线或4平的铝线，它们再穿管的境况下可带的16A的电流用w的电器该用几平方电线国标/规定的电线负载电流值铜芯电线:铜芯线截面积允许长期电流平方毫米（16A25A）4平方毫米（25A32A）6平〜〜方毫米（32A40A）〜铝芯电线:铝芯线截面积允许长期电流平方毫米（13A20A）4平方毫米（20A25A）6平〜〜方毫米（25A32A）举例说明〜

1、每台计算机耗电约为w（约1），那么10台计算机就需要一条平方毫米的铜芯电线〜〜供电，否则可能发生火灾

2、大3匹空调耗电约为w（约14a）,那么1台空调就需要单独的一条平方毫米的铜芯电线供电

3、现在的住房进线一般是4平方毫米的铜线，因此，同时开启的家用电器不得超过25a（即瓦），有人将房屋内的电线更换成6平方毫米的铜线是没有处的，因为进入电表的电线是4平方毫米的

4、早期的住房（XX年前）进线一般是平方毫米的铝线，因此，同时开启的家用电器不得超过13a（即瓦）

5、耗电量比较大的家用电器是空调5a（匹），电热水器10a,微波炉4a,电饭煲4a,洗碗机8a,带烘干功能的洗衣机10a,电开水器4a在电源引起的火灾中，有90%是由于接头发热造成的，因此所有的接头均要焊接，不能焊接的接触器件5XX年必须更换（比如插座、〜空气开关等）国标允许的长期电流4平方是25-32A,6平方是32-40A其实这些都是理论安全数值极限数值还要大于这些的平方的铜线允许使13用的最大功率是w,4平方的w,6平方w没问题的请问知道家电的用电功率怎么求用多宽的电线？家庭电线规格的选用，应根据家用电器的总功率来计算，然后根据不同规格电线的最大载流能力来选取合适的电线电缆所需载流能力计算应根据下列公式其中=w/uXk一为线路需要的最大电流容量，单位A W一家用电能总功率，单位W U一家用额定电压,单位Vk一过电压的安全系数，数值一般取〜其实很简单，以前学过的功率等于电压乘以电流，算出电流来，为了保证安全再给个余量而已，算出来后，再算需要电线截面积了对于铜线来说，现在装修都用铜线了，铝线淘汰了就不说了，电流等于8X（S的次方）S为电线的截面积，单位为平方毫米，就可以求出来截面积了，国家标准也有规定，多大的截面过电流多少，下面列举一点常用BV、、型电线在空气中的最大载流量导体标称截面允许截流量单芯电缆二芯电缆三芯电缆2320183025214393328650433610695951根据上面载流能力公式计算出家庭用电的最大需求电流量，然后根据表里截面的电线所能承受的最大载流能力来选取恰当的电线如家用总功率为肌额定电压为V,根据上式计算得电流为，经与上表核对，选用的铜线较为合适设备电线与电缆的规格在实际设计中一般工程师们都喜欢用估算口诀，口诀“十下五百上二二五三*三界柒拾玖五两倍半铜线升级算二点五下乘以九，往上减一顺号走三十五乘三点五，双双成组减点五条件有变加折算，高温九折铜升级穿管根数二14三四，八七六折满载流条件有变加折算，高温九折铜升级”上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地。