低压电气设备安装

低压电气设备安装

模块1 低压开关电器安装

一、作业前准备

（1） 低压开关电器安装所需工器具为常用电工工具。

（2） 低压开关电器安装所需材料有螺栓穿钉、绝缘导线、线鼻子等。

二、危险点分析与控制措施

（1） 核对电器元件型号。

（2） 高处坠落：在设备台架上工作，对地距离超过2m时，检查登高工具应完好，安全

带应系在牢固的构件上，扣环应扣牢，不得失去安全带保护；梯子登高要有专人扶持，必须采取防滑、限高措施。

（3） 物体打击、碰伤：在设备台架上工作传递工具、材料应使用绳索，严禁上下抛掷，

防止坠物；所有工作人员必须正确佩戴安全帽、戴手套；根据作业环境，必要时装设安全围栏。

三、质量标准

1、 隔离开关与刀开关的安装质量标准

（1） 开关应垂直安装。当用于不切断电流、有灭弧装置或小电流电路等情况下，可水平

安装。水平安装时，分闸后可动触头不得自行脱落，其灭弧装置应固定可靠。

（2） 可动触头与固定触头的接触应良好；大电流的触头或刀片宜涂电力复合脂。

（3） 双投刀开关在分闸位置时，刀片应可靠固定，不得自行合闸。

（4） 安装杠杆操动机构时，应调节杠杆长度，使操作到位且灵活；开关辅助触点指示应

正确。

（5） 开关的动触头与两侧连接片距离应调整均匀，合闸后接触面应压紧。刀片与静触头

中心线应在同一平面，且刀片不应摆动。

（6） 刀片与固定触头的接触良好，且操作灵活，大电流的触头或刀片可适量涂中性凡士

林油脂。

（7） 有弹簧消弧触头的刀开关，各相的合闸动作应迅速一致。

（8） 双投刀开关在合闸位置时，刀片应可靠地固定，不得使刀片有自行合闸的可能。

（9） 刀开关安装的高度一般以1.5m左右为宜，但最低不应小于1.2m。在行人容易触及

的地方，刀开关应有防护外罩。

（10） 其他种类隔离器安装应符合现行规程、规范要求。

（11） 严禁隔离或断开PE线。

（12） 在TN-C及TX-C-S系统中，严禁单独断开PEN线。当保护电器的PEN极断开时，

必须联动全部相线一起断开。

（13） 在TN、TT系统中，无电源转换或虽有电源转换但零序电流分量很小的三相四线制

配电线路，其隔离电器或刀开关电器不宜断开N线。

（14） N线上严禁安装可单独操作的单极开关电器。

（15） 转换开关和倒顺开关安装后，其手柄位置指示应与相应的接触片位置相对应；定位

机构应可靠；所有的触头在任何接通位置上应接触良好。

（16） 带熔断器或灭弧装置的负荷开关接线完毕后，检查熔断器应无损伤，灭弧栅应完好，

且固定可靠；电弧通道应畅通，灭弧触头各相分闸应一致。

2、 低压熔断器安装质量标准

（1） 熔断器及熔体的容量应符合设计要求，并核对所保护电气设备的容量与熔体容量是

否相匹配；对后备保护、限流、自复、半导体器件保护等有专用功能的熔断器，严禁替代。

（2） 熔断器安装位置及相互间距离应便于更换熔体。

（3） 有熔断指示器的熔断器，其指示器应装在便于观察一侧。

（4） 瓷质熔断器在金属底板上安装时，其底座应垫软封垫。

（5） 安装具有几种规格的熔断器应在底座旁标明规格。

（6） 有触及带电部分危险的熔断器应配齐绝缘把手。

（7） 带有接线标志的熔断器，电源线应按标志进行接线。

（8） 螺旋式熔断器安装时底座严禁松动，电源应接在熔芯引出的端子上。

（9） 熔断器应垂直安装，并应能防止电弧飞落在临近带电部分。

（10） 管型熔断器两端的铜帽与熔体压紧，接触应良好。

（11） 插入式断路器固定触头的钳口应有足够的压力。

（12） 二次回路用的管型熔断器，如固定触头的弹簧片突出底座侧面时，熔断器间应加绝

缘片，防止两相邻熔断器的熔体熔断时造成短路。

3、 抵押接触器安装质量标准

（1） 衔铁表面应无锈斑、油垢；接触面应平整、清洁；可动部分应灵活、无卡阻；灭弧

罩之间应有间隙；灭弧线圈绕向应正确。

（2） 触点的接触应紧密，固定主触点的触点杆应固定可靠。

（3） 当带有动断触点的接触器与磁力启动器闭合时，应先断开动断触点，后接通主触点；

当断开时应先断开主触点，后接通动断触点，且三相主触点的动作应一致，其误差应符合产品技术文件的要求。

（4） 电磁启动器热元件的规格应与电动机的保护特性相匹配；热继电器的电流调节指示

位置应调整在电动机的额定电流值上，并应按设计要求进行定值校验。

（5） 接线应正确，在主触点不带电的情况下，启动线圈间断通电时主触点应动作正常，

衔铁吸合后应无异常响声。

（6） 可逆启动器或接触器的电气联锁装置和机械联锁装置的动作均应正确、可靠。

4、 低压断路器安装质量标准

（1） 低压断路器的安装应符合产品技术文件的规定：当无明确规定时，宜垂直安装，其

倾斜度不应大于5°。

（2） 低压断路器与熔断器配合使用时，熔断器应安装在电源侧。

（3） 低压断路器操动机构的安装应符合下列要求：

1） 操作手柄或传动杠杆的开、合位置应正确；操作力不应大于产品的规定值。

2） 电动操动机构接线应正确；合闸过程中，断路器不应跳跃；断路器合闸后，限制电动机

或电磁铁通电时间的联锁装置应及时动作；电动机或电磁铁通电时间不应超过产品的规定值。

3） 断路器辅助触点动作应正确可靠，接触应良好。

4） 抽屉式断路器的工作、试验、隔离3个位置的定位应明显，并应符合产品技术文件的规

定。

5） 抽屉式断路器空载时进行抽、拉数次应无卡阻，机械联锁应可靠。

（4） 断路器各部分接触应紧密，安装牢靠，无卡阻、损坏现象，尤其是触点系统、灭弧

系统应完好。

（5） 各种开关电器在开断负荷电流时都产生弧光，尤其在开断短路电流时弧光更大。为

了防止弧光短路和弧光烧损设备，对断路器等开头设备应该：

1） 要将开关设备的灭弧罩（或绝缘隔板）安装完好。

2） 断路器安装时，要按说明书要求保证其与其他元件间有足够的垂直距离。如：630A以

下的断路器与其上方刀开关间的垂直距离不小于250mm；630A以上的断路器与其上方刀开关间的垂直距离不小于350mm，便于运行、维护、检修。

（6） 配有半导体脱口装置的低压熔断器，其接线应符合相序要求，脱扣装置的动作应可

靠。

5、 剩余电流动作保护器安装质量标准

（1） 按保护器产品标识进行电源侧和负荷侧接线，禁止反接。使用的导线截面积应符合

要求。

（2） 安装带有短路保护功能的剩余电流动作保护器时，应确保有足够的灭弧距离。

（3） 电流型剩余电流动作保护器安装后，除应检查接线无误外，还应通过试验按钮检查

其动作性能，并应满足要求。

（4） 安装组合式剩余电流动作保护器的空心式零序电流互感器时，主回路导线应并拢绞

合在一起穿过互感器，并在两端保持大于15cm距离后分开，防止无故障条件下因磁通不平衡引起误动作。

（5） 安装了剩余电流动作保护器装置的低压电网线路的保护接地电阻应符合要求。

（6） 总保护采用电流型剩余电流动作保护器时，变压器的中性点必须直接接地。在保护

区范围内，电网零线不得有重复接地。零线和相线保持相同的良好绝缘；保护器后的零线和相线在保护器间不得与其他回路共用。

（7） 剩余电流动作保护器安装时，电源应朝上垂直于地面，安装场所应无腐蚀气体，无

爆炸危险物，防潮、防尘、防振、防阳光直晒，周围空气温度上限不超过40°C，下限不低于-25°C。

（8） 剩余电流动作保护器安装后应进行如下检验：带负荷拉合3次，不得有误动作；用

试验按钮试跳3次应正确动作。

模块2 低压电器选择

一、常用设备的负荷计算

（一） 负荷计算

负荷计算主要是确定“计算负荷”。计算负荷时按发热条件选择电器设备的一个假想的持续负荷，计算负荷产生的热效应和实际变动负荷产生的最大热效应相等。所以根据计算负荷选择导体及电器时，在实际运行中导体及电器的最高温升不会超过容许值。

计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面积和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线截面选择过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，又将使电器和导线运行时增加电能损耗，并产生过热，引起绝缘过早老化，甚至烧毁，以致发生事故，同样给国家造成损失。为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。

目前负荷计算常用需用系数法(也称需要系数法)、二项式法和利用系数法。前两种方法在国内各设计单位的使用最为普遍。此外，还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法、ABC法等。

（二） 常用设备容量的确定

用电设备的额定功率时指产品铭牌上的标称功率。由于各用电设备工作制的不同，额定功率不能直接相加，必须换算至统一规定的工作制下的额定功率，然后才能相加。经过换算至统一工作制下的额定功率称为设备容量Pe，其换算标准如下：

1、 三相电动机

（1） 长期工作制（连续运转时间在2h以上）的三相电动机的Pe等于其铭牌上的额定

功率PN。

（2） 短时工作制（连续运转时间在10min~2h）的三厢电动机的Pe等于其铭牌上的额

定功率PN。如此类电动机正常不使用（事故或检修时用），支线上的负荷按额定功率PN确定；干线上的负荷可不考虑。当其容量较大，使用时占总负荷的比例也大，影响配电设备选择时，应适当考虑并保证其供电的可靠性，如消防水泵电动机。

（3） 反复短时工作制（运转时为反复周期地工作，每周期内的通电时间不超过10min）

的三相电动机如吊车电动机的Pe按其暂载率（又称负荷持续率）为20%时的额定功率确定，当电动机铭牌上的额定功率不是25%的暂载率时，应按下式换算

Pe=PNεN ε

式中 Pe ——换算至ε=25%时电动机的设备容量，kW；

PN ——换算前电动机铭牌的额定功率，kW；

εN ——与铭牌的额定功率相对应的暂载率（计算中用数）；

ε ——换算的暂载率，即25%。

2、照明灯具

（1）白炽灯和碘钨灯对称接入三相电路时的设备容量Pe等于全部灯泡上标出的额定功率。

（2）整流器的设备容量Pe指其额定直流功率。

（3）荧光灯因有镇流器损失，对称接入三相电路的荧光灯，其设备容量Pe为全部灯管额定功率的1.2倍。

（4）采用镇流器的高压水银荧光灯和金属卤化物灯等也要计及镇流器损失，对称接入三相电路时，其设备容量Pe为全部灯泡额定功率的1.1倍。

（三）负荷计算方法

目前电力负荷计算主要采用三种方法：需要系数法；二项式法；利用系数法。不过，这几种负荷计算方法都有一定的局限性，有待于进一步完善和改进。下面就需要系数法作简要介绍。

采用需要系数法方法简便，是目前确定一般生产厂矿企业和建筑负荷的主要方法。用电设备组的计算负荷公式为：

有功功率Pj=KXPe(kW)

无功功率Qj=Pjtanϕ(kvar)

视在功率Sj=Pj2+O2(kVA)j

式中 Pe——用电设备组的设备功率，kW；

Kx——需用系数。

二、正确合理选择低压电器

（一） 低压电器选择一般原则

低压电器时用于额定电压交流1200V或直流1500V及以下，在由供电系统和用电设备等组成的电路中起保护、控制、调节、转换和通断作用的电器。

1. 按正常工作条件选择

（1） 电器的额定电压UN应和所在回路的标称电压相匹配。电器的额定频率应与回路的额

定频率相适应。

（2） 电器的额定电流IN应不小于所在回路正常运行时的最大稳定符合电流。电器设备的

IN 一般是按环境温度40°C时确定的。

（3） 保护电器还应按保护特性选择。

（4） 低压电器的工作制通常分为5h、不间断、短时、反复短时及周期工作制等几分钟。

（5） 某些电器还应桉有关的专门要求选择，如互感器应符合准确等级的要求。

2、 按使用环境条件选择

应按安装地点、运行环境和使用要求选择用电设备的规格型号，所选用的电器符合国家现行的有关标准。

3、 按短路条件校验

根据系统最大运行方式、安装地点的最大短路电流校验设备的动、热稳定。

（1） 动稳定校验，要求

Imax≥Ish或imax≥ish

（2） 热稳定校验，要求

2 It2≥I∞tima

式中 Imax、imax——设备允许通过最大电流的有效值、峰值，A；

Ish、ish——短路冲击电流的值 有、效峰值A，；

It——t时间内的允许电流最大值，A；

t——与It对应的时间，s；

tima——假想短路时间，s；

I∞——最大的稳态短路电流，A。

用限流熔断器或额定电流为60A以下熔断器保护的电器设备或导线，可不校验热稳定。 根据不同变压器容量和高压侧短路容量计算出低压母线短路电流后，即可校验变电站内的主要低压电器。

（二） 低压电器选择

1、 隔离开关

即刀开关，可以按线路的额定电压、计算电流及遮断电流选择，按短路时的动热稳定校验。

（1） 按额定电压选择。安装刀开关的线路，其额定交流电压不应超过500V，直流电压不

应超过440V。

（2） 按计算电流选择应满足

IN。d=Ij

式中 IN。d——刀开关的额定电A ，流；

Ij——安装刀开关的线算 路电计流，A。

（3） 按遮断电流选择。刀开关遮断的负荷电流不应大于制造厂容许的遮断电流值。一般

结构的刀开关和刀形转换开关通常不允许直接切断电流回路。

（4） 按短路时的动、热稳定校验。安装刀开关的线路，其三相短路电流不应超过制造厂

规定的动、热稳定值。

2、 熔断器选择

(1) 熔断器熔体电流的确定，在正常运行情况。熔体额定电流IN。r应不小于线路计算电流Ij，即 IN。r≥Ij

（2）启动情况

1）单台电动机的计算公式为

IN。r≥Iq。d/KL

式中 Iq。d——电动机起动电流A；，

KL——动力回路熔体选择系 数。

2)多台电动机的回路的计算公式为

IN。r≥（Iq。d1+IN。d(n-1))/KL

式中

Iq。d1——最大一台电动机启动电流，A；

IN。d(n-1)——除去启动电流最大的一台电动机外，其余正常运行电动机的额定电流之和，A。

3、断路器选择

断路器又称自动空气开关。它具有良好的灭弧性能，既能在正常工作条件下切断负载电流，又能在短路故障时自动切断短路电流，靠热脱扣器能自动切断过载电流，被广泛用于低压配电装置。

断路器可分为框架、塑壳和微型断路器三种。目前生产的框架式断路器，其脱扣器可具备长延时、短延时、瞬时和接地4段保护：长延时可作过载保护，短延时可作短路保护，也可作过载保护；瞬时可作短路保护；接地可作线路相线故障接地保护。

塑壳和微型断路器常见的只有两段保护，即瞬时和长延时保护。断路器应满足以下条件：

（1） 额定电压应与工作电压相符。

（2） 额定电流不小于计算电流。

（3） 分断能力应符合短路计算的要求。

4、 接触器选择

接触器时一种通用性很强的产品，除了控制频繁启动的电动机外，还用于控制电容器、 照明线路和其他自动控制装置。

接触器可分为直流和交流接触器两类，按其吸引线圈的额定电压等级可分为交流（50Hz）36、127、220、380V，直流24、36、48、110、220V。

（1） 按线路的额定电压选择，公式为

UN。j≥UN。x

式中 UN。j——交、直流接触器的额 定电压，V；

UN。x——线路的额定电压 V。，

（2） 按电动机的额定功率或计算电流选择接触器的等级，并应适当留有余量。

（3） 按短路时的动、热稳定校验。线路的三相短路电流不应超过接触器允许的动、热 稳定值。当使用接触器切断短路电流时，还应校验设备的分断能力。

(4) 根据控制电流的要求选择吸引线圈的电压等级和电流种类。

(5) 按联锁触点的数目和电流大小确定辅助触点。

(6) 根据操作次数确定接触器所允许的动作频率。

5、 热继电器的选择

热继电器是一种由双金属片作为保护元件的电器，适合于长期工作或间断工作的一般交流电动机的过负荷保护，常与交流接触器配合组成磁力启动器。

（1） 按额定电流选择热继电器的型号规格。热继电器的额定电流应等于或略大于电动

机的额定电流，即

IN。r （0.95~1.05）IN。d

式中 IN。r——热继电器的额定， 电A流；

IN。d——电动机的额定电A ，流。

（2） 按需要的整定电流选择热元件的编号和额定电流。对于电动机回路，热继电器的 整定电流应当等于电动机的额定电流，同时，整定电流应留有一定的上下限调整范围。

（3） 根据热继电器特性曲线校验。电动机过负荷20%时，应可靠动作，且热继电器的 动作时间必须大于电动机长期允许过负荷的时间及启动时间。

三、常用低压设备的技术参数

1、 刀开关的技术参数

（1）分断能力。指在一定电压下安全可靠地切断电流的能力。在交流380V时，带灭弧罩者可分断开关的额定电流；不带灭弧罩者，可分断0.3倍的额定电流。在直流220V时，带灭弧罩者也可分断刀开关的额定电流；不带灭弧罩者可分断0.2倍的额定电流。以上都是指用操动机构进行分合闸操作的刀开关，而用中央手柄操作的，则只能在电路中无电流时才能开断电路。

（2）在不带电状态下刀开关的机械寿命。额定电流400A及以下者，开、断次数为10000次；额定电流600A及以上者为5000次。

（3）装有灭弧罩的刀开关，在60%额定电流及在110%的额定电压下的电寿命（不少于）。400A及以下者为1000次；600A及以上者为500次。

（4）动稳定性及热稳定性。指在发生短路时刀开关不致引起破坏的、可承受的短路电流（峰值）产生的电动力和可承受短路电流（有效值）产生的热效应的电流值。动稳定性：中央手柄式的刀开关可承受15~50kA；而杠杆操作式的刀开关可承受20~80kA。热稳定性：1s内可承受6~40kA。

2、熔断器的特性和主要参数

GB 13539.1~13539.4《低压熔断器》规定熔断器的参数如下：

（1） 额定电压UN 。交流为 220（330,240），380（400,415,500），600（690），1140 （1200）V；直流为110（115），220（230，250），220（230,250），440（460），800，1000，1500V。

（2） 额定电流IN 。熔断器的额定电流分为熔断体的额定电流和熔断器支持件的额定 电流两部分。标准规定熔断体的额定电流从2~1250A，共26个级次；熔断器支持件的额定电流也应从上述数据系列中选取，则通常为与它一起使用的熔断体的最大值。

（3） 额定频率f。一般按45~62Hz设计。

（4） 熔断特性参数。熔断器的熔断特性通常用对数坐标的时间—电流特性表示。

（5） 约定时间和约定电流。这是两种描述熔断器保护特性的参数。

（6） 限流作用和截断电流。在预期计算的短路电流很大时，熔断器将在短路电流达到 其峰值Is之前动作。在熔断器动作过程中，可以达到的最高瞬态电流值称为熔断器的截断电流。由于存在熔断器的截断电流，则呈现了限流效果，或称截断电流特性。这在选用大的熔断体时是应该考虑的。虽然我们考虑的短路电流中的直流分量条件下的峰值短路电流很大，但由于限流作用，线路中实际可能出现的最大短路电流只有预期短路电流峰值的百分之几。

（7）It特性(或称焦耳积分特性)。熔断器的焦耳积分特性是在较高电流下确定熔断器选择性的决定性因素。

（8）额定分断能力。熔断器在很短时间内分断相当大短路电流的能力，是由于具有限流特性。有效的限流作用和相应的高分断能力是熔断器的基本特性。

3、断路器的技术参数

（1）额定电压。与安装处电源电压相符的工作电压。低压系统为380、220、660V等。

（2）额定电流。它分为断路器额定电流IN 和断路器壳架等级额定电流Inm指同规格的框架或外壳中能装的最大脱扣器额定电流。

（3）额定工作制。规定为8h工作制和长期工作制两种。

（4）断路器的5个短路特性参数。

1）额定短路接通能力。指断路器在额定频率和给定功率因数的条件下，额定工作电压2

提高5%时能接通的短路电流。

2）额定短路分断能力。指断路器在工频恢复电压等于105%额定电压，且在额定频率和规定功率因数的条件下能分断的短路电流。

3）额定极限短路分断能力Icu。指断路器在规定试验电压及其他规定试验条件下的极限短路分断电流值，可用预期短路电流表示（交流时为周期分量有效值）。

4）额定运行短路分断能力Ics。指断路器在规定试验电压及其他规定条件下的一种比Icu小的分断电流值。

5）额定短时耐受电流Icw。指断路器在规定试验条件下短时承受的电流值。

4、剩余电流动作保护器的技术参数

（1）主要参数。

1）额定工作电压为AC380、220V。

2）额定工作电流为DC150、250A。

3）额定剩余动作电流为6，10，15,30mA（单相）及200mA（三相）。

4）额定脉冲动作电流为30、50mA。

5）组合装置分断时间不大于0.2~0.4s。

6）重合闸时间为20~60s。

（2）额定剩余动作电流。

1）剩余电流总保护在躲开电力网正常剩余电流情况下剩余动作电流应尽量选小，以兼顾人身和设备的安全。剩余电流总保护的额定动作电流宜为可调挡次值，其最大值见表。

实现完善的分组保护后，剩余电流总保护的动作电流是否在阴雨季节增至500mA可根 据需要由供电部门决定。

2）剩余电流动作保护器的额定电流应为用户最大负荷电流的1.4倍为宜。

3) 剩余电流动作末级保护器的剩余动作电流值，应小于上一级剩余保护的动作值，但应不大于：（A）家用、固定安装电器，移动式电器，携带式电器以及临时用电设备430mA。

（B）手持式电动器具为10mA；特别潮湿的场所为6mA。

4）剩余电流中级保护器的额定剩余动作电流应界于上、下级剩余动作电流值之间，具体取值可视电力网的分布情况而定。

5）上下级保护间的动作电流级差应按下列原则确定：（A）分段保护上下级间级差为1.5倍；（B）分级保护为2条支线，上下级间级差为1.8倍；（C）分级保护为3条支路，上下级间级差为2倍；（D）分级保护为4条支路，上下级间级差为2.2倍；（E）分级保护为5条支路以上，上下级间级差为2.5倍。

但是，对于保护极差尚应在运行中加以总结，从而选用较为理想的级差。

6）三相保护器的零序互感器信号线应设断线闭锁装置。

7）选择触电保护（剩余电流保护）的三条参考原则：（A）总保护的容量应按出线容量的1.5倍选，总保护的动作电流选在该级保护范围内的不平衡电流的2~2.5倍范围内为宜；

（B）总保护与用户的分级保护应合理配合，总保护的额定动作电流是用户分保护额定动作电流的2倍，动作时间以0.2s为宜；（C）每户尽量不选用带重合闸功能的保护器，若选用时，应拨向单延挡，封去多延挡，防止重复触电事故的发生。

5、交流接触器的技术参数

（1）常用型号和技术特点。

1）CJ20系列是在CJ10之后全国统一设计的产品，额定电流为63~630A，结构形式为直动式，主体布置，铸铝底座，陶瓷灭弧罩。

2）CJZ系列交流接触器适用于振动、冲击较大的场所。其吸引线圈为直流线圈，自带整流装置，因此吸引线圈消耗功率小、工作平稳、无噪声。

3）B系列交流接触器和K系列辅助接触器是引进的新型接触器，具有辅助触点数量多，电寿命、机械寿命长，线圈消耗功率小，质量轻，外形美观，安装维护方便等特点。B系列接触器分正装式和倒装式两种结构，吸引线圈分为交流和直流两种，安装方式分卡轨式与螺钉固定两种。B系列接触器可选配辅助触点、机械联锁、延时继电器、自锁机构、连接件等多种附件。

（2）交流接触器的主要技术数据。

1）额定电压常用的有380、220V。

2）最高工作电压为额定电压的105%。

3）额定电流（A）：5，10，20，40，60（63），（75），100，150（160）。