常用电器元件的选用指南

在进行电器件安装前，应分析断路器、接触器、热继电器、熔断器和主令电器等常用电器元件的主要参数指标，并能正确选用。

1.断路器的选用

断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器，一般将耐压3kV以上的称为高压断路器。低压断路器又称自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失电压、欠电压、过载和短路保护的电器。普通型和智能型低压断路器外形分别如图2-38（a）、（b）所示。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护。

图2-38　低压断路器

（a）普通型低压断路器　（b）智能型低压断路器

当发生严重的过载或者短路及欠电压等故障时，它能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关和过电压、欠电压继电器等的组合。在分断故障电流后，一般不需要更换零部件即可再次使用，因此低压断路器已获得广泛的应用。

额定工作电压指断路器在正常（不间断的）情况下的工作电压。

额定电流In：指配有专门的过电流脱扣继电器的断路器，在制造厂家规定的环境温度下所能承受的最大电流值。

短路继电器脱扣电流整定值指短路脱扣继电器（瞬时或短延时）使断路器快速跳闸时的极限电流。

额定短路分断电流指断路器能够分断而不被损害的最大电流值。标准中提供的电流值为故障电流交流分量的均方根值，计算标准值时，直流暂态分量（总在最坏的情况下出现）假定为零。

（1）低压断路器选用的一般原则

①低压断路器额定工作电压U应不小于线路的额定电压。

②低压断路器额定电流I应不小于线路的计算负载电流。

③低压断路器额定分断电流I应不小于线路中最大的短路电流。

④线路末端的单相对地短路电流与低压断路器脱扣整定电流之比应在1.25倍以上。

⑤脱扣继电器的额定电流应不小于线路的计算电流。

⑥欠电压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压。

（2）配电用低压断路器的选用

①长延时动作电流整定值应等于0.8～1倍导线允许载流量。

②3倍长延时动作电流整定值的可返回时间不小于线路中最大启动电流的电动机启动时间。

③短延时的延时时间按被保护对象的热稳定性校核。

（3）电动机保护用低压断路器的选用

①长延时电流整定值等于电动机的额定电流。

②6倍长延时电流整定值的可返回时间不小于电动机的实际启动时间。按启动时负载的轻重，可选用可返回时间为1s、3s、5s、8s、15s中的某一档。

③笼型电动机瞬时整定电流为8～15倍脱扣器额定电流；绕线转子电动机瞬时整定电流为3～6倍脱扣器额定电流。

（4）照明用低压断路器的选用

①长延时整定值不大于线路计算负载电流。

②瞬时动作整定值等于6～20倍线路计算负载电流。

2.接触器的选用

交流接触器和直流接触器的外形分别如图2-39（a）、（b）所示。接触器是利用线圈流过电流产生磁场，使触点闭合，以达到控制负载的目的。接触器由电磁系统（由衔铁、铁芯和电磁线圈组成）、触点系统（常开触点和常闭触点）和灭弧装置组成。其原理是当接触器的电磁线圈通电后，会产生很强的磁场，使铁芯产生电磁吸力吸引衔铁，并带动常闭触点断开或常开触点闭合。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原。交流接触器的结构如图2-40所示。(www.xing528.com)

图2-39　接触器

（a）交流接触器　（b）直流接触器

图2-40　交流接触器的结构

接触器的主要参数如下：

①接触器的型号：接触器的类型应根据负载电流的类型和负载的大小来选择，电流在5～1000A不等。直流接触器的动作原理和结构基本上与交流接触器的相同，一般用于控制直流电器设备，线圈中通以直流电。

②主触点的额定电流：应大于电动机功率除以1～1.4倍电动机额定电压。如果接触器控制的电动机频繁地启停或反转，一般将接触器主触点的额定电流降1级使用。

③主触点的额定电压：接触器铭牌上所标电压指主触点能承受的额定电压，并非吸引线圈的电压，使用时接触器主触点的额定电压应不小于负载的额定电压。

④操作频率：指接触器每小时通断的次数。当通断电流较大及通断频率过高时，会引起触点严重过热甚至熔焊。操作频率若超过规定数值，则应选用额定电流大1级的接触器。

⑤线圈额定电压：线圈额定电压不一定等于主触点的额定电压。当线路简单、使用电器少时，可直接选用380V或220V电压的线圈。如线路复杂，或电器使用时间超过5h时，可选用24V、48V或110V电压的线圈。

3.热继电器的选用

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。

热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广泛的应用。热继电器的主要参数如下：

①额定电压：指热继电器能够正常工作的最高电压值。分为交流220V、380V和600V等。

②额定电流：热继电器热元件的额定电流G指通过热继电器的电流，其值应大于或者等于所控电路的额定电流。

③额定频率：热继电器的额定频率一般取45～62Hz。

④整定电流范围：整定电流的范围由热继电器本身的特性来决定。在一定的电流条件下，热继电器的动作时间与电流的平方成正比。

选择热继电器作为电动机的过载保护时，应使选择的热继电器的安秒特性位于电动机的过载特性之下，并尽可能地使它们接近甚至重合，以充分发挥电动机的能力，并使电动机在短时过载和启动瞬间不受影响。

一般场所可选用不带断相保护装置的热继电器，但当作为电动机的过载保护时应选用带断相保护装置的热继电器。热继电器的额定电流应大于电动机的额定电流，并根据额定电流来确定热继电器的型号。热继电器的热元件额定电流应略大于电动机的额定电流。使用时，一般将热继电器的整定电流调整到等于电动机的额定电流；对过载能力差的电动机，可将热元件整定值调整到电动机额定电流的0.6～0.8倍。对启动时间较长、拖动冲击性负载或不允许停车的电动机，热元件的整定电流应调整到电动机额定电流的1.1～1.15倍。

4.熔断器的选用

熔断器是在电流超过规定值一定时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开的一种电流保护器，广泛应用于低压配电系统、控制系统及机电设备中。

（1）熔断器类型的选用

熔断器可包括螺旋式、有填料管式、无填料管式和有填料封闭管式等类型。

①螺旋式熔断器在熔断管中装有石英砂，熔体埋于其中。当熔体熔断时，电弧喷向石英砂及其缝隙，可迅速降温而使电弧熄灭。为了便于监视，熔断器一端装有色点，不同的颜色表示不同的熔体电流，熔体熔断时，色点跳出，表示熔体已熔断。螺旋式熔断器的额定电流为5～200A，主要用于短路电流大的分支电路或有易燃气体的场所。

②有填料管式熔断器是一种有限流作用的熔断器。由填有石英砂的瓷熔管、触点和镀银、铜栅状熔体组成。填料管式熔断器均装在特制的底座上，如带隔离刀闸的底座或以熔断器为隔离刀的底座上，通过手动机构操作。填料管式熔断器的额定电流为50～1000A，主要用于短路电流大的电路或有易燃气体的场所。

③无填料管式熔断器的熔丝管由纤维物制成，使用的熔体为变截面的锌合金片。熔体熔断时，纤维熔管的部分纤维物因受热而分解，产生高压气体，使电弧很快熄灭。无填料管式熔断器具有结构简单、保护性能好、使用方便等特点，一般与刀开关组成熔断器刀开关。

④有填料封闭管式快速熔断器是一种快速动作型熔断器，由熔断管、触点底座、动作指示器和熔体组成。熔体为银质窄截面或网状形式，熔体为一次性使用，不能自行更换。由于其具有快速动作性，因此一般用于保护半导体整流元件。

（2）熔断器的参数选择

①熔断器额定电流的选择：对于变压器、照明等负载，熔体的额定电流应略大于或者等于负载电流。对于输配电线路，熔体的额定电流应略大于或者等于线路的安全电流。在电动机回路中用作短路保护时，应考虑电动机的启动条件，按电动机启动时间的长短来选择熔体的额定电流。在电动机末端回路中，熔断体的额定电流应稍大于电动机的额定电流。

②熔断器的选择：熔断器额定电压应大于线路电压；熔断器额定电流应大于线路电流；熔断器的最大分断电流应大于被保护线路上的最大短路电流。