高低压电器

高低压电器（共12篇）

高低压电器 篇1

低压开关、隔离器、隔离开关及熔断器的组合电器 (以下简称开关电器) 主要用于额定电压交流不超过1000V及直流不超过1500V的配电电路和电动机电路中进行负载的正常操作。带熔断器的开关电器还可作为配电电路的过载及短路保护之用。由于其结构简单、直观, 在断开状态时符合标准规定的隔离功能, 目前较多用作低压电气设备的电源隔离。

现有产品还存在不少缺陷:体积较大, 用铜量多, 短路时耐受电流值偏小, 与串接的相应电器不匹配;特别是带熔断器的开关电器不带断相保护, 很容易造成三相电动机处于断相状态下运转时被烧损等。当务之急是提高产品综合技术性能指标, 开关电器也正向多功能化方向发展, 力求提高产品的性价比。

1 典型产品的性能

1.1 HD17S (H) 系列刀形隔离器和HS17S刀形转换隔离器

该类产品价格低廉, 性能适中, 安全可靠, 结构简单, 特点是能直接观察隔离触头位置。因此, 目前仍为较多的配电装置选用, 作供电电源的隔离之用。

1.2 GL系列隔离开关

该产品采用模块化设计结构, 具有灵活多样的组合。有直接观察触头通断状态的窗口, 有柜内、柜外操作, 有正面、侧面操作, 有板前或板后接线等。由于触点接通与分断速度与手柄操作速度无关, 极大地提高了各项电气性能和机械性能。

1.3 OS系列低压开关熔断器组

该产品的特点是熔断器支架完全符合IP20防护等级。开关处于合闸位置时, 熔断器面盖不能打开;处于分闸位置时, 熔断器两端同时隔离。安装方式可轨装或固定安装 (包括倒装) ;并可带电子式熔体监视器 (熔体烧断后瞬时跳闸) ;可配有多种手柄并可带挂锁等。

1.4 XLBM系列直列式熔断器开关

该产品特点是附件齐全 (如电压和电流测量、挂锁、辅助触头及电源插头等) ;上、下或侧面电缆连接;前面板具有IP30防护等级;可带电子熔断器监视装置等。

2 结构特征

2.1 隔离触头位置趋向明显可见

特别是容量较大具有隔离功能的开关电器往往被用作配电线路中电源的隔离之用。例如近期推出的GL系列隔离开关电器性能优越, 在结构设计上有直接观察触头通断状态的窗口;BMH系列熔断器式隔离开关在其隔离触头上方的盖中央采用透明面板, 使用者可清楚观察其内部工作状态。

2.2 采用半无关人力操作, 提高合分速度

半无关人力操作是完全靠直接施加达到某一阈值的人力的一种操作, 所施人力超过阈值时, 除非操作者故意延迟, 否则将完成无关通断操作。例如QSA低压隔离开关熔断器组的操作机构, 当操作手柄旋转带动转轴顺时针方向旋转90°时, 需首先压缩压簧, 达到某一阀值时 (即过死点) , 操作机构使滑架快速向左移动, 带动动触头随之快速左移而插入静触头, 反之亦然。由于合闸与断开速度较快, 有利于在正常及过载情况下, 提高接通和分断电流值。GL系列隔离开关是采用另一种结构的半无关人力操作方式, 因而其性能指标也较高。

2.3 操作方式多样化, 满足用户需要

手动操作的HD17S (H) 系列刀形隔离器的操作方式有中央手柄或杠杆式, 侧面手柄或杠杆式及中央旋转操作等多种方式, 可满足成套装置各种要求。采用半无关人力操作快速合分的开关电器的操作方式, 大多采用中央旋转操作, 较为单一, 近期研发的产品就有明显的改观, 例如OS系列低压开关熔断器组, 其操作机构与相极的设计采用模块结构, 操作机构可方便地安装在开关的一端或极间, 甚至在侧面进行操作。由于转轴的长度可以调节, 开关便于安装在不同深度的开关柜中, 因而也满足了上述的多种操作方式。

2.4 条形布置的多极开关电器

多极开关电器的结构设计大多为并列布置。近期又发展一种条形布置的结构产品, 例如BMHl熔断器式隔离开关 (条形) 。结构上3个极上下串列布置, 使电器的宽度尺寸缩小为原有的1/3。在使用中, 3个极可以单独操作, 也可以通过连杆带动使其同时操作。隔离开关均可方便地安装在不打孔的通用母线系统中, 并可以按需要采用上出线或下出线。由此可见, 此种结构最大的优点是由于宽度减小就可以在同样标准的柜体内增加输出供电的回路数, 以达到节约设备投资。该产品可固定式安装或挂接式安装, 在使用中, 电流互感器也可以完全置于该隔离开关的底座中, 不占用外部空间, 因而深受用户欢迎。

2.5 操作方式电动化

开关电器的操作大多为手动。由于容量的增大带来手动操作力过分增大, 使人工不能胜任, 同时也影响可靠合闸而降低产品性能。因此, 对大容量的开关电器在设计上采用电动操作, 例如HD18低压隔离器 (额定工作电流2500A和4000A) 。为满足远距离控制要求, 在不同容量的开关电器中开始装配专用的电动操作机构。低压开关熔断器组上安装了电动操作机构, 对此可进行远距离操作。此外, 也可在电动操作机构的转轴上插入手柄后手动操作。电动操作机构的安装方式除在开关上安装外, 还可以在门上、门后安装或嵌入安装。

2.6 绿色环保、节材、节能

目前新研发的开关电器开始采用绝缘性能良好的可回收塑料制造外壳。在导电系统的设计中也尽量缩短进出的导电回路长度及降低接触电阻, 以满足绿色环保、节材、节能的要求。

3 功能特点

当前低压开关电器的发展不仅在结构设计上有创意, 而且在功能上也向多样化发展, 以满足用户降低投资成本的需求。

3.1 多种机械联锁

(1) 具有隔离功能的开关电器在隔离位置可安装专用挂锁的联锁装置。按需要可使用多至3把挂锁锁住操作手柄, 真正做到确保维修人员的安全。

(2) 操作手柄与柜门联锁。开关电器在OFF位置上, 柜门才能打开, 确保操作人员人身安全。

(3) 2台开关电器之间安装结构简便的机械联锁装置, 依靠连杆连接2台开关电器的主轴, 即能确保只有1台开关电器处于闭合位置, 可以满足配电线路互为备用的两路供电要求。在大多数场合, 可采用此方案, 既实用又节省投资成本。

3.2 增加辅助触头数量

开关电器的辅助触头用于电气联锁或电气上控制之用。通常1台开关电器只带1~2个辅助触头, 用户只能加装中间继电器来扩大控制回路数。目前, 新研发的开关电器已将辅助触头的数量明显增加。例如OS系列产品, 最多可在产品左端及右端各装6个辅助触头, 在操作机构上装2个辅助触头, 给用户使用提供极大方便, 又节约了投资成本。

3.3 提高性能, 满足多种用途

开关电器主要用于配电系统作供电及电源的隔离。随着控制单台电动机情况的增加, 许多制造厂家通过试验研究, 纷纷提供适用于3相标准异步电动机的容量供用户选配。此外, 当今的开关电器通过提高性能, 既能满足感性负载通断要求, 也能满足容性负载通断的要求。

3.4 安装方式多样化

(1) 固定式安装。用螺栓 (或螺钉) 把产品底架 (或底板) 固定在柜 (或架) 上。

(2) 插入式安装。产品的进出线带插入式触头, 使用时, 直接插入柜内的汇流排上。

(3) 轨道安装。产品的底部可直接卡装在标准的异形轨上, 装上及卸下均十分方便。

(4) 直接汇流排安装。开关电器的三相出线直接与装有多台开关熔断器组底座的配电柜汇流排相连接, 同时达到安装固定的目的。

(5) 面板式安装。利用操作机构的转动手柄直接把产品安装在柜门面板上。目前, 该种安装方式的容量可达800A规格。

(6) 挂接式安装。母排直接穿过产品底座, 通过产品底部的挂接端子, 将产品的三相进线 (或出线) 分别挂接在不打孔的三相汇流排上, 从而可达到快速无孔安装的目的, 既达到了产品安.装固定, 又省略了其他主回路接线的麻烦。

3.5 开发附件扩大功能

新推出的开关电器往往可带各种附件, 主要的附件大致如下:

(1) 辅助开关:最多一个产品可安装14个。

(2) 挂锁:最多一个产品可带3把挂锁, 可以挂在合闸位置或分闸位置。

(3) 电子熔断器监测器 (EFM) :直接由内部熔断器座供电。在熔断的情况下, 内部继电器将释放, 以实现遥控报警。此时前盖上的指示灯也将按三相电压断相情况, 由绿灯变成红灯。

(4) 专用电流表及电压表:与其相配的专用互感器也同时安装于产品中。

(5) 相间隔板及电缆保护器:用以提高产品使用时的安全可靠性。

(6) 电源插头:可插入产品某一部位, 用于临时电流检测。

高低压电器 篇2

本卷共分为1大题50小题，作答时间为180分钟，总分100分，60分及格。

一、单项选择题（共 25 题，每题 2 分，每题的备选项中，只有 1 个事最符合题意）

1、__测量机构是利用处在磁场中的软铁片受磁化后被吸引或被磁化铁片间的推斥作用而产生偏转进行测量的。A．电磁系 B．电动系

C．铁磁电动系 D．感应系

2、零件上直线长度包括长、宽、高的三个方向的直线尺寸，以及倾斜方向上的两点距离等，可直接用金属直尺测量，必要时可借助__测量。A．传感器 B．半圆仪 C．圆规 D．三角板

3、晶闸管是一个由PNPN四层半导体构成的三端器件，其内部形成（）PN结。A．2 B．3 C．4 D．5

4、蜗杆传动特点不包括__。A．转动平稳、噪声小 B．具有自锁性

C．蜗轮的材料较贵 D．传动比小

5、使用Windows2000操作系统时，要掌握__、键盘、窗口、菜单、图标的使用方法，了解Windows界面中菜单栏中的各项指令操作。A．鼠标 B．硬件 C．软件 D．光驱

6、ZN63A型断路器额定绝缘水平：__min工频耐受电压为42kV。A．1 B．3 C．5 D．7

7、在电气测量过程中，__会造成电气测量误差。A．零件磨损 B．加工误差 C．性能误差

D．测量者感觉器官不灵敏

8、能够检测电流、电压、功率、有功及无功电能、相位、频率、同步表等工频仪表的装置是__。A．推斥型电磁系仪表 B．电压计

C．继电保护测试车

D．三相交流仪表校验台

9、断路器额定单个电容器组开断试验，开断电流为__A。A．630 B．0.05～30 C．30～200 D．0.0125～200

10、__的首页一般包括工程图样目录、图例、设备明细表、设计说明等。A．电气工程图 B．电气系统图

C．电气原理接线图 D．平面图

11、根据通电线圈在磁场中会受到电磁力作用的原理而设计的仪表属于__仪表。A．电动系 B．电磁系 C．感应系 D．磁电系

12、ZN63A型断路器触点相间中心距的标准为__。A．210mm±0.5mm B．211mm±0.5mm C．212mm±0.5mm D．213mm±0.5mm

13、为了促进企业规范化发展，需要发挥企业文化的__功能。A．娱乐 B．主导 C．决策 D．自律

14、__仪表用于交流精密测量及作为交流标准表，其特点是以可动线圈代替可动铁心，可以消除磁滞和涡流的影响，使它的准确度得到提高。A．电磁系 B．电动系

C．铁磁电动系 D．感应系

15、测试ZN28-12型真空断路器特性参数时需要的量具有ON125mm游标卡尺1把，0～1000mm__1把。A．木板尺 B．钢卷尺 C．丁字尺 D．金属直尺

16、避雷器是保护电力系统及电气设备的绝缘，免受瞬态过电压的危害，限制__的持续时间和幅值的一种装置。A．过电压 B．开路电压 C．短路电流 D．续流

17、各种千分尺等属于__。A．电动式量仪 B．光学式量仪 C．千分量具 D．机械式量仪

18、刀开关在合闸位置允许长期通过的最大工作电流称为额定电流。大电流额定电流一般分为100A、200A、400A、600A、1000A、及1500A六级。小电流刀开关的额定电流有__五级。

A．10A、15A、20A、30A、50A B．10A、15A、20A、30A、60A C．10A、15A、20A、25A、60A D．SA、15A、20A、30A、60A

19、对所有的电力设施和主要电气设备及其接地措施要定期进行检查、试验，有完整的（）。A．说明书 B．技术资料 C．技术档案 D．技术规程

20、在企业中，计算机应用主要有：数值计算、数据处理和信息加工、__、计算机辅助测试、生产设备管理等。

A．自动加工和过程控制、计算机辅助设计和制作 B．自动控制与操作、计算机辅助设计和制图 C．自动控制与操作、计算机辅助设计和制作 D．计算机画图、计算机辅助设计和制作

21、使用高压验电器测量前，应__。A．夹紧携带型接地线 B．携带高压绝缘棒

C．确认地面是否有绝缘体 D．确认验电器是否确实良好

22、ZN63A型断路器绝缘试验按__、GB/T 16927.2-1997、GB/T11022-1999的规定进行。

A．GB 1984-2003 B．GB 3309-1989 C．GB 311.1-1997 D．JB 3855-1996

23、下列属于破坏性试验项目的是__。A．绝缘电阻试验 B．工频耐压试验 C．耐温试验 D．性能试验

24、装配“三防”产品时，应按“三防”要求正确使用“三防”件，包括导线、软连接及柜体标牌、线鼻子、冷压端头等附件，施工时应戴“三防”手套或__。A．戴绝缘手套 B．穿绝缘鞋 C．穿静电服

D．干净的线手套

25、平面图是表现各种电气设备与线路平面布置的图样，是进行__的重要依据。A．电气测试 B．电气调试 C．电气安装 D．电气接线

二、多项选择题（共 25 题，每题 2 分，每题的备选项中，有 2 个或 2 个以上符合题意，至少有1 个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得 0.5 分）

1、从设计和工艺两方面来分，可以把基准分为两大类，即设计基准和__。A．制造基准 B．配合基准 C．选择基准 D．工艺基准

2、ZN63A型断路器在进行机械寿命试验时，操作电压为（）时，分闸-0.3s-合、分闸-15s-合闸操作1000次。A．25%额定值 B．30%额定值 C．50%额定值 D．100%额定值

3、机械寿命试验的每次试验循环进行分、合闸4000次，共5个循环20000次。每一次试验循环中除润滑外，不得对产品进行任何__。A．机械加工 B．机械维修 C．电气调整 D．机械调整

4、电气系统本身包括__等。A．发电、变配电、使用设备 B．变配电和使用设备

C．发电、供电、输电、变配电、使用 D．电气使用设备

5、__仪表是测量交流电压与交流电流最常用的仪表。A．电动系 B．磁电系 C．感应系 D．电磁系

6、在电器制造中常用的装配方式有4种，即完全互换法装配、修配法装配、__、调整法装配。A．复合选配法 B．可动调整法 C．选择法装配 D．固定调整法

7、各接地点处不得有漆或锈斑，应将接地表面清理干净后，涂一层__后再装上接线头和紧固件。A．涂防腐剂 B．漆 C．凡士林 D．搪铝

8、管理是为了保障职工的__，可以尽量减少事故的发生。A．经济利益 B．安全和健康 C．权利

D．根本利益

9、避雷器是保护电力系统及电气设备的绝缘，免受瞬态__的危害，限制续流的持续时间和幅值的一种装置。A．短路 B．过载 C．过电压 D．欠电压

10、职业道德通过__，起到增强企业凝聚力的作用。A．协调职工之间的关系 B．增加职工福利

C．为员工创造发展空间 D．调节企业与社会的关系

11、在高低电器调试中，常用继电保护测试车作为二次调试设备，其不能完成的测试项目有__。

A．接触器及分、合闸线圈等部分低压电器的实验 B．保护加综合重合闸、操作箱屏的试验 C．继电保护装置或屏的静态模拟试验 D．电寿命试验

12、右手平伸，大拇指指向导体运动方向，四指指向感应电动势方向，则手心迎向__。

A．受力方向 B．电流方向 C．电压方向

D．磁感应强度方向13、14、用万用表测量电阻时，所选择的倍率挡应使指针处于表盘的__处。A．1/2 B．1/3 C．2/3 D．3/4

15、正确阐述职业道德与人生事业关系的选项是（）。A．没有职业道德的人不会获得成功

B．要取得事业的成功，前提条件是要有职业道德 C．事业成功的人往往并不需要较高的职业道德 D．职业道德是人获得事业成功的重要条件

16、当电路发生过载、短路及失电压等故障时，低压断路器能够__切断故障电路，有效地保护串接在其后面的电气设备。A．延时 B．定时 C．手动 D．自动

17、圆形齿轮机构种类很多，按照一对齿轮传动时的相对运动状态，可将齿轮机构分为__两大类。

A．外啮合齿轮机构和内啮合齿轮机构 B．非圆齿轮机构和圆形齿轮机构 C．平面齿轮机构和空间齿轮机构

D．平行轴斜齿圆柱齿轮机构和人字齿轮机构

18、断路器的结构在检查产品零部件装配调整后进行，应符合规定程序批准的__要求。

A．程序和文件 B．图样和程序 C．标准和规定 D．图样和文件

19、在ZN63A型真空断路器机构装配图中，2为支架，3为上出线座，4为真空灭弧室，6、7为__。A．进线电缆、下出线座 B．下支架，进线电缆 C．下支架，下出线保护 D．下支架，下出线座

20、有关高压开关设备的国家标准是《3.6～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》(GB3906-2006)和__。

A．《高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求》(GB/T14048-2000)B．《高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求》(GB/T 1497-1985)C．《高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求》(JB/T 11022-1999)D．《高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求》(GB/T11022-1999)

21、国家安全生产的指导方针是__。A．预防为主，突出重点 B．质量第一，效益第一 C．安全第一，预防为主 D．生命第一，质量第二

22、铜母线__，导电性能好，机械强度高，抗腐蚀性强。A．比铝母线电阻大 B．电阻最大 C．电阻较小 D．比钢母线电阻大

23、零件的表面与表面间、中心线与中心线间、零件与零件之间相互距离或偏转位置__，即构成了尺寸链。A．尺寸公差 B．公差组合 C．位置公差

D．封闭形式的尺寸组合

24、__电工刀可以锯削电线槽板和锥钻木螺钉的底孔。A．三用式 B．电工刀

C．普通电工刀 D．大号电工刀

高低压电器 篇3

关键词：低压电器设备；常见故障；检修方法；故障排除

中国分类号：TM925

随着科技的飞速进步，国家经济的飞速发展，低压电器设备的使用也急剧增加，因此，低压电器设备故障检修问题也成为技工学校教学的重中之重，本人在实际教学过程摸索出一些相关的教学经验，以下就“常用低压电器设备产生的故障及维修”谈一点自己粗浅的看法：

一、低压电器常见故障检修

1、交流接触器常见故障排除

低压电器设备中，由于交流接触器触点接触不好，造成断相，引发电机缺相运行，此时，如果电动机虽能转动，但转动无力，并发出嗡嗡声，就用钳形电流表检测，发现三相电流中只有两项有电流，且电流值偏大时，应立即停车进行检修。

触点粘连现象，是当按下“停止”按钮，电动机并不停转，伴有嗡嗡声。这类故障是由于通过触头电流过大而引起的熔焊粘连现象，此时应立即切断电源，检查负载后并拆卸交流接触器，分开并校正触头，用砂纸打磨烧蚀痕迹，重新投入使用。当然也可以更换交流接触器。

通电后，交流接触器衔铁不吸合。检查线圈两端是否有电压，利用万用表欧姆档检测线圈是否连通，若线圈断路，可将线圈拆卸下来，按原数据进行重新绕制，绕制后浸绝缘漆后进行烤干。若线圈是通的，说明衔铁运动部分被卡住，打开交流接触器，寻找卡住的原因，并进行排除，如果条件允许可更换新的交流接触器。

2、热继电器常见故障检修

热继电器“误”动作引起电路故障。故障原因一般有以下几种情况：

①热继电器整定电流值偏小，导致电动机未过载而继电器就进行过载保护；还有一种情况就是电动机启动时间过长，造成电路中的电流始终偏大，导致热继电器在启动过程因电流过大使发热体发热产生保护。

②电动机启停操作频率过高，导致热元件经常受到大电流冲击而发热产生热保护。针对热继电器“误”动作解决方案是重新调整热继电器的电流整定值或更换适合的热继电器。

二、常用低压电器故障检修策略

凡是有触点动作的低压电器主要由触点系统、电磁系统、灭孤装置三部分组成。检修也是针对这三部分故障进行修理，以维护低压电器正常工作。下面针对这三部分提出一些检修策略。

1、触点故障排除方法

触点故障一般是触点过热、熔焊粘连等。引起触点过热的主要原因是触点压力不够、表面氧化、不清洁和容量不够所造成。而触点熔焊粘连的主要原因是触点在闭合时产生较大的电弧，及触点严重跳动所引起的。

检修策略：先检查触点表面有无氧化、有无污垢。若触点表面有污垢，先用汽油进行清洗干净后，再恢复使用。针对触点氧化问题处理方法：若是银触点的低压电器，氧化层不仅有良好的导电性，而且在使用过程中还会还原成金属银，所以不需要进行修理。若是铜触点低压电器，氧化层可以用小锉刀锉平或用小刀轻轻地刮去其表面的氧化层，恢复低压电器的使用功能。若触点表面有灼伤或烧毛现象，可用小锉刀或小刀进行整修。整修触点的表面不必十分光滑，只要接触良好就行。

在有触点设备检修过程中，应经常检查触点有无松动，若有松动，应及时予以紧固，防止触点跳动，产生熔焊粘连。同时，还要注意检查触点有无机械损伤或弹簧变形，形成触点压力不够。若弹簧压力不够，应及时调整弹簧压力，使触点有良好的接触。触点压力检测方法如下：初测压力，在支架和动触点之间放置一张纸条约0.1mm厚，其宽度比触头宽一些的纸条在弹簧作用下被压紧，这时用手拉纸条，纸条可拉出而且有力感，这时可认为初压力比较合适。终压力的测量，将纸条夹在动、静触点之间，当触点在电器通电吸合后，用同样方法将纸条拉出。可判断终压力是否合适。当然，对于大容量的电器来说，用以上方法拉纸条，当拉出的纸条有撕裂现象可认为初、终压力比较合适。以上触点压力的测试方法在多次修理试验中效果不错，都能正常进行。若测量压力值不能经过调整弹簧恢复时，必须更换弹簧或触点。

2、电磁故障检修方法

在电气设备维修过程中，经常会发现，由于动、静铁心的端面接触不良、铁心歪斜、短路环损坏等，都会引起衔铁噪声过大，线圈发热，甚至烧毁。

（1）针对衔铁噪声过大检修方法。应拆下线圈，检查动、静铁心之间的接触面是否平整，有无油污或污垢。倘若是接触面不平整则应用锉刀锉平或磨平铁心，以保证铁心之间有良好的接触；若有油污或污垢就要用汽油清洗干净。若动铁心歪斜或松动，应加以校正或紧固，并检查短路环有无断裂。若短路环有断裂应按原有尺寸用铜板制好，进行更换。或者将粗铜丝敲打成方截面，按原有尺寸做好装上。

（2）衔铁不复位检修方法。针对电磁线圈断电后衔铁不能复位问题。产生故障原因主要有：①运动部分被卡住；②铁心气隙太大，剩磁太大；③弹簧疲劳变形，弹力不够④铁心接触面有油污。此类故障可通过拆卸整修铁心，使铁心中柱端面与底端面间留有0.02—0.03mm的气隙，或者是更换弹簧。

（3）线圈故障检修方法。线圈的主要故障是由于所通过的电流过大，线圈过热以致烧毁。这类故障通常是由于线圈绝缘损坏、电源电压过低，动、静铁心接触不紧密，也都能使线圈电流过大，使线圈过热以致烧毁。若线圈因短路而烧毁，若重新绕制时，可以从烧坏的线圈中测得导线线径和数出匝数。也可以从铭牌或手册上查出线圈的线径和匝数。按铁心中柱截面制作线模，线圈绕好后先放在105——110℃的烘箱中烘烤3小时后，冷却至60-70℃浸1010沥青漆，也可以用其他绝缘漆。滴尽余漆后在温度为110——120℃的烘箱中烘干，冷却至常温后即可使用。若线圈通电后无振、无噪声，此时要检查线圈引线连接处又无脱落，用万用表检查线圈是否断线或烧毁；通电后如振动和噪声较大，检查活动部分是否被卡住，静、动铁心之间是否有导物、电源电压是否过低。不同故障现象要区别对待，及时处理，以防故障擴大。

3、灭弧故障检修方法

低压电器使用环境的选择 篇4

1 电器环境基本术语

与低压电器使用环境相关的基本术语有周围空气温度、海拔、大气条件 (湿度、污染等级) 、过电压类别、电磁兼容等。相关术语如下:

(1) 周围空气温度是指在规定的条件下, 围绕整个电器周围的空气温度。对于有封闭外壳的电器, 此温度是指壳外的温度;对于安装在柜体内的电器, 此温度是指柜体内的温度。

(2) 海拔是指高于海平面的垂直高度。

(3) 湿度是指空气中的水汽含量距离饱和的程度, 它用相对湿度百分比来表示。

(4) 污染等级是根据导电的或吸湿的尘埃、游离气体或盐类和相对湿度的大小以及由于吸湿或凝露导致表面介电强度和 (或) 电阻率下降事件发生的频度而对环境条件作出的分级。

污染等级指的是微观环境的污染等级。微观环境可分为四个污染等级。

污染等级1:无污染或仅有干燥的非导电性污染。

污染等级2 (家用及类似环境) :一般情况仅有非导电性污染, 但是必须考虑到偶然由于凝露造成短暂的导电性。

污染等级3 (工业环境) :有导电性污染, 或由于凝露使干燥的非导电性污染变为导电性的。

污染等级4 (户外、水泥、煤炭等环境) :造成持久性的导电性污染, 例如由于导电尘埃或雨雪所造成的污染。

(5) 过电压类别 (安装位置) 是根据限定 (或控制) 电路中 (或具有不同标称电压的电气系统中) 产生的预期瞬态过电压和为限制过电压而采用的有关方法为基础而确定的分类。过电压类别可分为四类:过电压类别I类, 特殊保护水平或信号水平级:安装在系统线路末端的特殊设备或部件, 例如低压电子逻辑系统、遥控、小功率信号电路的电器;过电压类别II类, 负载水平级 (负载位置) :安装在类别I前面和类别III后面的电器设备或部件, 例如控制和通断电动机的电器;螺线管电磁阀;耗能电器 (电灯、电热器) ;通过变压器的主令和控制电路电器;过电压类别III类, 配电水平级 (配电位置) :安装在类别II前面和类别IV后面的电器设备或部件, 例如直接连接至配电干线装入配电箱中的电器;过电压类别IV类, 电源水平级 (电源位置) :安装在类别III前面的电器设备或部件, 例如安装在电源进线处的电器。图1为安装位置对应的过电压类别。其中Q1-电源位置 (过电压IV类) ;Q2-配电位置 (过电压III类) ;Q3-负载位置 (过电压II类) 。

(6) 电磁兼容是指存在于给定场所的所有电磁现象的总和。它一般分为两个级别。

环境A (工业级别) :主要与低压非公用电网或工业电网场所/建筑有关, 包括有较高的骚扰源。

环境B (民用级别) :主要与低压公用电网有关, 如民用、商用、轻工业场所/建筑和/或相应使用环境, 不包括有较高骚扰源的场合, 如弧焊机。

2 电器正常使用条件

电器的型式试验是在正常环境条件下进行的, 根据GB 14048.1的规定, 正常使用条件有以下规定。

1) 周围空气温度:正常周围空气温度不超过+40℃, 下限为-5℃;且在24 h内平均温度不超过+35℃。

2) 海拔:安装地点的海拔不超过2 000 m。对用于海拔高于2 000 m的电器, 需要考虑到空气冷却作用和介电强度的下降;对于与电网直接连接的电子产品 (如ATSE控制器) , 超过1 000 m使用时需要考虑到介电强度降低的效果作用。

3) 湿度:最高温度为+40℃时, 空气的相对湿度不超过50%, 在较低的温度下可以允许有较高的相对湿度, 例如20℃时达90%。电器在正常环境条件下应具有适应潮湿环境的能力。在该湿度条件下电器的耐湿性能应能承受交变湿热试验方法 (Db) 的考核, 其试验严酷等级一般为:高温温度为40℃ (相对湿度85%～100%变化) , 试验周期为6昼夜。

4) 污染等级: (1) 除非另有规定, 工业用的电器应能适应不低于污染等级3的环境。建筑电器属于工业电器的范畴; (2) 用于家用及类似的环境, 电器应能适应不低于污染等级2的环境; (3) 用于户外使用的电器适应不低于污染等级4的环境。

5) 过电压类别 (安装位置) :电器安装在电路不同位置时, 要求电器应能承受的过电压类别也不相同。 (1) 安装在电源位置的电器, 要求其应能承受的过电压类别应为IV类; (2) 安装在配电位置的电器, 要求其应能承受的过电压类别不应低于III类; (3) 安装在负载位置的电器, 要求其应能承受的过电压类别不应低于II类。

6) 电磁兼容:电器适应电磁环境的能力是在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。除非另有规定, 工业用的电器应能适应电磁环境A的要求。按电磁环境A考核的电器, 其抗电磁干扰能力高于按电磁环境B考核的电器。

3 不同于正常使用条件

如果电器的实际运行和使用条件与上文规定的正常使用条件不同时, 用户应提出电器在该条件下使用时与正常使用条件的差异, 并与制造商协商在该条件下使用的适应性。

与正常使用条件不同的使用条件的举例。

1) 周围空气温度:预期周围空气温度范围可能低于-5℃或高于+40℃, 用户应与制造厂另行协商, 制造商样本中给的数据可以代替上述协议。

当电器产品使用于沙漠高温环境 (有时高于+55℃) 时, 电器的温升易增高, 选择电器产品时, 需要考虑电器使用材料的耐热等级和电器本身的温升极限。一般情况下周围空气温度每升高10℃ (超过40℃以上) , 产品温升极限值应下降10 K (对比标准给出的正常周围空气温度对应的温升极限值) , 例如接触器产品标准温升极限值为65 K, 当其使用场所温度为60℃时, 温升极限值应下降为45 K。

2) 海拔:超过2 000 m应符合GB/T 20645—2006高原电器的要求。高于2 000 m时, 从以下4个方面选择使用高原用低压电器产品: (1) 绝缘强度。由于海拔增高, 空气压力和密度下降, 造成绝缘强度降低。一般海拔每升高100 m, 绝缘强度降低1%。 (2) 温升。由于海拔增高, 空气密度下降, 以空气介质为散热方式的产品散热困难, 一般海拔每升高100 m, 产品温升增加约0.4 K。但海拔增高, 温度降低, 一般海拔每升高100 m, 环境温升降低0.5℃。因此, 高原环境对低压电器产品温升影响不大。 (3) 开关电器灭弧能力。空气密度降低, 以自由空气为灭弧介质的开关电器灭弧困难, 开关电器的通断能力及电气寿命均有所降低。直流电器产品比交流电器产品熄弧更难。 (4) 对带热元件脱扣器影响。在高原环境下其脱扣动作时间会缩短。

3) 大气条件 (湿度和污染等级) :电器是以凝露为主要受潮机理或呼吸作用水汽进入电器时, 其绝缘性能将会降低, 尤其在高温高湿情况下会加快电器绝缘性能的损坏。当电器预期使用在高湿环境时应增加其耐湿性能考核的严酷度。

电器安装处的大气相对湿度大于正常使用条件规定值时, 如安装在高温高湿环境 (湿热带地区、锅炉房、地下室等) 时, 交变湿热试验 (试验Db) 考核的严酷等级应提升, 一般不低于高温温度为55℃, 周期为2昼夜。经过该试验考核的电器可增加其在此环境下运行的可靠性能。

电器安装环境条件的污染等级严酷于正常使用条件时, 电器应采取适当的措施, 如外壳防护或内部加热防止吸湿或凝露。

当电器安装使用在潮湿的地下室或上方有凝露的管道滴水环境下, 电器应安装在外壳防护等级不低于IP31的柜体内。

4) 过电压类别 (安装位置) :电器正确安装于电源系统有三个条件: (1) 电器额定绝缘电压要大于或等于系统额定工作电压; (2) 电器额定冲击耐受电压要大于或等于系统额定冲击耐受电压; (3) 电器产生的瞬态过电压能力要小于或等于系统额定冲击耐受电压。如果电器安装在电源系统中的位置不恰当, 当电器产品自身的过电压能力低压安装位置的过电压类别, 就会导致绝缘强度降低, 存在安全隐患。

5) 电磁兼容:按电磁环境B考核的电器, 不适合在电磁环境A (工业环境) 中使用, 因其抗电磁干扰能力低于电磁环境A条件下的严酷程度, 不能保证电器的正常使用性能。按电磁环境A考核的电器, 虽然其抗电磁干扰能力强于电磁环境B条件下的严酷程度, 但由于其发射的电磁骚扰可能高于电磁环境B的限值, 故并不能认为通过环境A考核的电器产品能用于环境B中。

4 特殊试验

为确定电器在某些特定的、异于正常使用条件的气候状况下也能正常工作的要求, 可将干热、湿热、盐雾、振动、冲击、低温等试验项目作为特殊试验, 结合绝缘电阻测量、操作性能、介电性能来验证电器性能。与环境类别对应的特殊试验项目如表1所示。

根据温度、湿度、盐雾、振动、冲击的环境因素, 可组合得到6个环境类别, 分别为描述为“潮湿”的A类:受温度和湿度影响的受控环境 (试验温度范围-5～+55℃) ;描述为“湿冷”的B类:受温度和湿度影响的环境 (试验温度范围-25～+70℃) ;描述为“咸湿”或“码头”等类似场所的C类:受温度、湿度和盐雾影响的环境;描述为“存在振动的船上的湿冷条件”的D类:受温度、湿度和振动影响的环境;描述为“开发甲板上无盐雾湿冷条件”或“非海上严酷环境”的E类:受温度、湿度、振动和冲击影响的环境;描述为“开发甲板上湿冷咸条件”或“海上严酷环境”的F类:受温度、湿度、振动、冲击影响的和盐雾环境。

高低压电器 篇5

本卷共分为1大题50小题，作答时间为180分钟，总分100分，60分及格。

一、单项选择题（共25题，每题2分，每题的备选项中，只有 1 个事最符合题意）

1、CJ35-40型交流接触器的额定绝缘电压为__V。A．100 B．250 C．660 D．200

2、右手握住导线，伸直的拇指为电流方向时，四指方向为（）的方向。A．磁场 B．电场 C．电压 D．电流

3、按__，测量方法分为绝对值测量法和相对值测量法。A．获得测量结果过程的不同分类 B．测量装置与被测表面接触与否分类 C．零件被测参数的多少分类 D．测量工具的读数分类

4、如图3-4所示，用精度0.05mm的游标卡尺测量数值，其整数为（）。A.130mm B.132mm C.131mm D.13mm

5、__是保证电器产品性能的一个重要因素，而装配精度与零件的精度有着密切的、内在的联系。A．装配精度 B．装配工艺 C．加工精度 D．装配工序

6、电气工程图的首页—般包括工程图样目录、图例、设备明细表、__等。A．电气原理接线图 B．材料明细表 C．平面图说明 D．设计说明

7、曲面与曲面的交线称为__。A．相贯线 B．平面曲线 C．截交线 D．曲面曲线

8、测绘是根据实物获得图样资料的重要手段。__

9、起动设备前应检查（）、紧固螺钉以及电、油、气源等动力开关是否完好。A．电路保护装置 B．二次回路 C．控制电路 D．防护装置

10、__仪表是利用交流电流产生的扫描或位移磁通，作用在一个可以转动的铝盘上，使之产生涡流并与之相互作用来得到偏转力矩，从而得到偏转读数。A．静电系 B．电动系

C．铁磁电动系 D．感应系

11、作为一种职业道德规范，诚实守信就是指真实无欺、遵守承诺和契约的（）和行为。A．思想 B．品德 C．道德 D．修养

12、所有螺钉紧固件，必须加弹簧垫圈、平垫圈或弹簧垫圈、__、螺母后进行紧固，紧固后螺钉露出2～5螺纹。A．弹簧垫圈

B．平垫圈或弹簧垫圈 C．平垫圈和弹簧垫圈 D．平垫圈

13、阅读装配图可搞清楚各零件的结构状态和作用，想象出__中各零件的动态过程。

A．操作系统 B．传动系统 C．装配体 D．设备14、15、电气设备爬电距离与电器的额定绝缘电压或工作电压、污染等级和__有关。A．爬比距离 B．对地距离 C．电气间隔

D．绝缘测量组别

16、不属于低压电器试验项目的是__。A．电气及机械寿命试验

B．交流高压电器动、热稳定试验 C．耐压试验

D．低压动作情况检查

17、面接触的运动副称为__。A．转动副 B．移动副 C．低副 D．高副

18、变压器油箱内气体产生和流动是变压器出现故障的特征，利用这一特性构成的保护称为__。A．操作保护 B．传动保护 C．运行保护 D．气体保护

19、低压电器是指工作在__的电路中，用来对电能的产生、输送、分配和使用，起到开关、控制、保护和调节作用的电气设备，以及利用电能来控制、保护和调节非电过程和非电装置的用电设备。

A．交流1000V及其以下与直流1500V及其以下 B．交流1500V及其以下与直流1000V及其以下 C．交流220V及其以下与直流380V及其以下 D．交流500V及其以下与直流660V及其以下

20、为了促进企业规范化发展，需要发挥企业文化的__功能。A．娱乐 B．主导 C．决策 D．自律

21、ZN63A型断路器在规定操作电压下，连续正确、可靠分、合闸各50次，其中在额定电压下，进行“分闸-0.3s-合闸一分闸”操作__次。A．10 B．15 C．25 D．5

22、计算机辅助分析是通过在计算机上完成对零件特征的分析与零件在装配过程中的分析，__，也不产生实际产品，而是产品的设计开发及生产过程在计算机上的一种本质实现。

A．丝毫不消耗实际物资和能量 B．基本上不消耗实际物资和能量 C．基本上不消耗时间和能量 D．基本上不消耗能量和时间

23、ZN63A型真空断路器装配完的手车应先在标准柜内进行相间距离，动、静触头配合，手车推进机构的调整。U、V、W三相相间距离应符合__。A．(310±1.5)mm B．(250±0.5)mm C．(275±0.5)mm D．(275±1.5)mm

24、DL-20C型电流继电器在电压不大于250V，电流不大于2A时的直流有感负荷电路(时间常数不大于5±0.75)中，断开容量为50W，在交流电路中为__V·A。A．100 B．350 C．250 D．200

25、尺寸链的主要特征是：尺寸连接的封闭性，所有相互独立尺寸的偏差都将直接影响某一尺寸的__。A．环 B．尺寸

C．加工的公差 D．尺寸的公差

二、多项选择题（共25 题，每题2分，每题的备选项中，有 2 个或 2 个以上符合题意，至少有1 个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得 0.5 分）

1、在对DCD-5型差动继电器的执行部分进行检查时，可动系统的纵向活动范围为__。

A．0.2～0.3mm B．0.3～0.6mm C．1.5～2.0mm D．1.0～2.0mm

2、关于量具、量仪不宜采用的保养方法是__。A．用油石擦拭量具、量仪的测量面和刻线部分 B．量具应存放在清洁、干燥、无振动的环境中 C．不要用手直接擦拭量具、量仪的测量面 D．使用完毕，应松开紧固装置

3、GG-11型功率继电器的机械部分检查时，圆筒转动灵活，圆筒与磁极的间隙应均匀，圆筒纵向活动范围应为__。A．0.05～0.1mm B．0.1～0.2mm C．0.1～0.3mm D．0.2～0.5mm

4、电气专业人员应该具备（）。A．必要的电气知识 B．电气设备运输知识 C．电气设备生产工艺 D．电气设备设计过程

5、电气运行的全过程包括：发电、__、输电、变配电、使用等电气运行的全过程。A．供电 B．用电 C．配电 D．变电

6、各接地点处不得有漆或锈斑，应将接地表面清理干净后，涂一层__后再装上接线头和紧固件。A．涂防腐剂 B．漆 C．凡士林 D．搪铝

7、工程视图的内容不包括__。A．主视图 B．右视图 C．全剖视图 D．部件图

8、高低压电器二次配线要求是电流回路采用电压不低于500V的铜芯绝缘导线，其横截面积2.5mm2，其他回路横截面积为（）。A．2.5mm2 B．1.5mm2 C．0.5mm2 D．任意线径

9、交流高压断路器正常使用时海拔不超过__m。A．800 B．1500 C．1200 D．1000

10、__电工刀可以锯削电线槽板和锥钻木螺钉的底孔。A．三用式 B．电工刀

C．普通电工刀 D．大号电工刀

11、不属于高压验电器检查的范围是__。A．高压电气设备 B．低压电气设备外壳 C．架空线路 D．电力电缆

12、在高低电器调试中，常用继电保护测试车作为二次调试设备，其不能完成的测试项目有__。

A．接触器及分、合闸线圈等部分低压电器的实验 B．保护加综合重合闸、操作箱屏的试验 C．继电保护装置或屏的静态模拟试验 D．电寿命试验

13、一般地说，装配尺寸链__的公差大小是随着组成尺寸链的其余各环的公差大小而改变的。A．尺寸 B．封闭环 C．组成环

D．封闭形式的尺寸组合

14、使用高压验电器测量前，应__。A．夹紧携带型接地线 B．携带高压绝缘棒

C．确认地面是否有绝缘体 D．确认验电器是否确实良好

15、晶闸管是一个由PNPN四层半导体构成的三端器件，其内部形成__PN结。A．两个 B．三个 C．四个 D．五个

16、常用的强电触头材料有__、合金、铂族合金等。A．铜 B．铁 C．铝 D．铂

17、__主要用作传递、转换能量和信息的磁性零部件。A．软磁材料 B．硬磁材料 C．矩磁材料 D．铁磁材料

18、职业纪律是从事这一职业的员工应该共同遵守的行为准则，它包括的内容有__。

A．交往规则 B．操作程序 C．群众观念 D．外事纪律

19、电气专业人员应该掌握的知识和技术不包括（）。A．具备必要的电气知识 B．了解触电事故的急救措施 C．具备较高的文化知识

D．掌握人工呼吸和胸外心脏挤压法

20、__规程是指导整个装配工作顺利进行的技术文件。A．标准文件 B．加工文件 C．管理文件 D．装配工艺

21、维护和保养机床方法不正确的是__。A．变速时，为便于齿轮啮合可用手转动主轴 B．设备运转时，不随时变速

C．工作时要经常注意主轴箱内油泵的工作情况 D．不需要经常注意机床外露摩擦表面是否缺油

22、DL-20C型电流继电器的电流整定范围为__A。A．630 B．0.05～30 C．30～200 D．0.0125～200

23、垂直通过单位面积磁力线的多少称为该点的__。A．磁场强度 B．磁感应强度 C．电磁感应 D．电场强度

24、断路器手车在装配前、后应保证各零件不得损伤、划伤、脏污现象，断路器上各导电面、导电搭接处均需涂敷__。A．导电膏 B．润滑脂 C．机油 D．清洗液

高低压电器 篇6

1.安全问题

当配网低压电器作业的时候，最重要的便是安全问题，许许多多的新闻报道和在同行里传流的各项小新闻，都证明了安全是最重要的，如何能安全的进行各项工作呢？

自身良好习惯的养成。作为男人，身上习惯性带着比如项链、手链、手表等物品，这些往往会造成很大的安全问题，甚至酿成我们不想知道的安全事故。所以，在穿上操作服前，务必除尽这些物品，保证自身安全为重。

培训教育的重要。人一生都在学习，不管是在什么方面摸索的方向。作为带电作业的我们，在工作中，很考验自身的技能，如果临时抱佛脚的话，太危险，就如军人所说“宁可在操场上流泪，也不要在战场上流血”戏子所说“台上一分钟，台下十年功”。所以，要好好在学习中将这些把握住，同时为了提高操作人员业务素质，要配合各种考核奖惩制度来强化作业人员的能力，培训不能只是形势，要真正达到效果。增加实践性，提高培训人员的耐久能力和细操作的能力。

选用操作精湛的人才。配电网的带点作业时一个技术性要求高、危险性大、安全水平需求高的作业。作业人员的技术水平和心理因素都起到至关重要的影响。因此，坚持严格培训、严格考试、持证上岗。各方面需求的不同，选用人才也就不同，带点作业的基本知识和安全问题的保护是作业人员必须深深掌握的。而器材的选用，绝缘材料的性能，则是选工具的人员所必须的。

当充分了解了一些保命的知识，才能保证了自我的安全，能更好的把一个地区的电力问题整治好，为了咱老百姓的生活提高质量。

2.操作的细节问题

首先不停电检修工作，是一份需要高度集中力的工作，需要操作人员精神高度集中的工作，所以不停电检修的工作时间不宜太长，以免检修人员注意力不够集中而发生事故。而如果在超过250V的地区工作的时候，务必将此地区的电力提供，虽说影响了居民的正常生活，但是，生命是最重要的。

当需要操作的时候，穿好干燥的紧袖工作服，带好工作帽，不可卷起袖口作业，易发生事故；低压电器作业的时候，同事要协商好，避免了立体交叉作业，防止伤人以及损坏设备，造成不必要的事故；该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http：//www.ems86.com总第539期2014年第07期-----转载须注名来源操作人员未脱离设备的导电部分时，不可与站在地面的人员进行接触和传递工具等物品，会对他人生命造成不可挽回的后果；低压带电作业和按带电作业安全距离要求在带电杆、塔及带电设备上进行检查步行或用绝缘工具接触带电体的测量负荷、测量间距、测量相位、摘取杂物等工作。

3.操作工具的管理问题

我们的作业人员在用生命为国家做出贡献，而如果是因为使用器材的问题而影响他们生命的安全，选用了质量低劣的产品，安全不周的产品，那这便需要有人能遏制这种情况，做到让作业人员放心把生命交付给国家。

安全工具的选购问题。当我们的购物者在购买工具的时候，必须了解好工具的性能和工具的承受能力与对我们前线工作者生命的保护能力，还有根据企业开展的项目进行有针对的选购，要知道需要买什么，不需要买什么，避免盲目购买造成的资金浪费。对于进口绝缘服及绝缘遮蔽罩等防护用具呢，我们不能盲目的觉得国外的就是好的，国外与国内的各项要求不同，所以要认真组织接受、验收，并按照《电气安全工作规程》制定的企业的管理标准来确定是否防护用具对于我们是有高效的，摒除一些看似好的实质确实劣质的产品。

工具的维护问题。列如绝缘斗臂车的保养维护，需要用防潮保护罩来保护绝缘斗臂的绝缘特性，降低其绝缘耐受的水平。当一个损坏的工具被人员使用的时候，很容易酿成一次悲剧，对于社会，失去的是一个为国家贡献的人，对与家庭，是一位父亲，一位丈夫，一位孝子。

目前电力行业发展迅速，市场对供电企业的需求也水涨船高，配网带电作业此作为可增加客户用电的通量，提高服务质量的一项措施，它对于供电企业的发展有很大的推动作用，所以我们要将其考虑为重中之重。人的生命只有一次，我们如果不能承诺保护操作人员的生命，何敢让他们奔赴前线战场。所以，为了解决这个问题，就需要我国供电企业联合制定一系列制度，能加强带电作业队伍的整体水平；提高操作人员的技术与素质、增加他们的操作能力，完善带电操作的方法；改进我们工人的工具和装备；使得我们的建设者能够做出更好的贡献，这样企业的贡献也就提高，实现了对社会的义务和责任。

基于电子设计的低压电器改进 篇7

关键词：低压配电电器,控制电器,电子设计

0 引言

低压电器包括配电电器和控制电器两大类。配电电器包括低压断路器、低压熔断器和刀开关等;控制电器包括接触器、控制按钮、控制开关、指示灯等。随着科学技术的进步和新技术、新材料、新工艺的不断出现，低压电器的更新速度很快。

从当前的趋势来看，二次系统的继电保护已大部分实现微机式智能化控制，这也将是低压电器的发展方向。本文通过对传统电压电器的不足分析，提出了电子设计方案，也是微机式控制的硬件部分设计，具有一定的实用价值。

1 低压配电电器传统设计方法

低压配电电器的工作原理与高压开关电器相似，不同之处在于低电压配电电器的工作电压低，设计时所考虑的因素较少，以低压断路器为例进行分析,如图一所示，它通过脱扣机构和杠杆原理实现过电流、过载、欠电压、分励时的多功能控制，其操作部分和开关本体结合在一起，不需设置专门的操动机构。

当出现过电流时3处感应大电流，对衔铁8产生吸引力，通过杠杆使2向上，从而1与2脱扣，1失去2的控制作用，在弹簧力的作用下断开主触头。当出现过载时5处会感应热，使得上方金属片变形，顶起2，从而1处断开。当出现欠电压时6处衔铁受力不足，会由于上方弹簧的作用力而弹起，顶起2，从而1处断开。当需要远程控制时，按下启动按钮7,4通电，吸引衔铁9，从而通过杠杆作用力顶起2，进而断开主触头。

通过以上分析，可以看出此设计主要依靠电磁力和机械动作。存在以下不足：

(1)动作时间较长,需要一定的反应时间和信息传递时间。

1-主触头;2-脱扣机构;3-过电流脱扣器;4-分励脱扣器;5-热脱扣器;6-欠电压脱扣器;7-启动按钮;8,9-衔铁

(2)某一处的机械故障会造成整个体系的故障，而造成所有的功能丢失，可靠性不足。

(3)动作依靠脱扣机构的动作，长期使用可能磨损脱扣之间的金属尖端，造成误动作。

2 低压配电电器的电子设计方案

2.1 功能的量化处理

由于低压电器主要装设在变电所变压器的低压侧和各种低压配电屏中，工作电压较低，便于取样。为实现数字化的处理模式，首先需对采样结果进行量化处理。

(1)电流I>IOP

IOP为断路器的动作电流，也是二次系统所能承担的最大电流限度。

(2)电压V

VOP为断路器的动作电压，也是二次系统所允许的最低电压值。

(3)过载S

过载时最为明显的效应为热效应，但是固体介质不便于温度测量，同时采用热感应的方式可靠性也不能得到充分保证。借助伏秒特性曲线，通过对伏秒特性曲线面积的采样，当面积超过动作面积SOP时低压断路器动作。

通过这种方式，一方面它能更为精确的反应是否需要断开主触点，另一方面它不仅可以对长时间作用而产生的热效应进行判断，还可以对突然作用的大电压进行迅速的鉴别。

2.2 逻辑框图的设计

假设实现过电流、欠电压、过载三种情况下的断路器断开，则可以通过或门实现。任何一种情况都可以输出高电平，从而通过变换使得继电器动作，继而断开主触头。

2.3 整体设计

综合上述的设计，可将基于电子电路的低压断路器总体设计出来。根据具体实现所需要的功能，通过对电流、电压等取样，再将取样信号进行模数转换，与之前量化标准进行比较，比较的结果通过逻辑电路整合，最终输出并发信号。通过继电器的感应控制，使触点动作，从而实现整个断开的过程。由于整个过程采用数字式集成电路，延时小，反应速度快。

2.4 设计优点分析

(1)数字式控制更为准确的反映二次系统的运行状态，同时能做到实时的自动检测和采集。

(2)避免机械动作的延时和误动，采用逻辑电路进行分析，能迅速而准确的作出判断。实现多功能化，快速动作，并提高灵敏度、准确度和可靠性，同时减轻维修工作。

(3)实现了微机式的设计理念，建立了模型，可通过多样性软件实现具体操作。同时可根据电网的复杂程度和分析的必要性设计其他的参数，以并联形式传入原有的模型中，可极大程度丰富其功能，同时节约成本。

(4)应用电子技术，采用静止型控制，寿命长，没有操作过电压，电寿命和机械寿命匹配，达到资源的合理利用。

3 基于电子设计的控制电器改进

控制电器包括用于发送和转换指令的主令电器以及频繁操作大容量控制电路的自动控制开关电器。从其作用上可以看出，控制电器对于准确性的操作要求更高，因此改用电子设计容易实现准确性的要求。

3.1 控制按钮的改进

传统的控制按钮采用机械式的掀钮式，也存在上述所说的不足，改用如图五所示的继电器控制回路。这一部分由触发开关、继电器、继电器控制电路组成。触发器为非自锁型，即用手按住时才接通，松手时即断电。继电器为常开型继电器。

当操作时，首先按下触发开关，这时多功能插座有电通过，通过继电器控制电路使继电器开关接通，这时即使松开手，电路仍导通，有效增加了可靠性和准确性。

3.2 指示灯的改进

指示灯的原理较为简单，但需要对电源工作状态、事故信号、预告信号、电器设备、位置信号、指挥信号、联络信号和其他信号进行指示，通常采用颜色的辨识判断是何种信号。也可利用数字电子中的发光二极管进行组合成简单的文字信号，反映不同的信号指示，这样可有效减小人为造成的误动作。

3.3 控制开关的改进

传统的控制开关采用组合式结构设计，通过操作手柄在不同的旋转角度，使不同的触头处于通断状态。通过类似前述低压断路器的改进模式，可实现控制开关的准确动作。

4 结束语

通过对低压电器的电子设计，有效改善机械动作的不足。引入继电保护的数字式设计思路，从更为实用化和精准化的角度阐述了设计思想和流程。新的技术在不断发展，低压电器的设计也必然面临着改进和更新。

对于电力系统中的元件和器材都有着相通的功能，因此将设计思想互通，有助于更好的将电力系统的宏观模型细化为电子电路的检测判断，使电子设计更多的应用于电力系统的发展。

参考文献

[1]陈慈萱.电气工程基础[M].北京:中国电力出版社,2004.

[2]李奎,张冠生,雷德森.试谈低压电器设计新技术及其实用化[J].低压电器,1995,(01).

低压电器设备绝缘检测问题探讨 篇8

1 低压电器设备概述

1.1 低压电器设备的分类

根据低压电器设备的电气特征及其在电气线路中的用途, 可将低压电器设备分为以下几类: (1) 低压电器设备在线路中的地位:根据低压电器设备在线路中的地位又可将低压电器设备细分为配电设备与控制设备。控制设备位于电力传动系统中, 有变阻器、接触器、起动器、控制继电器、控制器、电阻器、电磁铁等。而配电设备位于电器线路中, 主要包含断路器、转换开关、熔断器等; (2) 低压电器设备的动作控制:根据低压电器的动作控制可将其划分为手控设备和自控设备。手控设备由人为直接进行操作, 如转换开关、刀开关等。而自控设备主要包含继电器及各类接触器; (3) 低压电器设备的触点:根据低压电器所具备的触点可划分为有触点和无触点两类。有触点低压电器设备也叫继电设备, 主要是以接触来实现对电路的控制, 而无触点低压设备普遍使用晶体管或晶闸管制成无触点开关、无触点元部件。

1.2 低压电器设备的实际特征

基本上所有的低压电器设备在运行过程中均存在着光、热、电、磁、机械能量的转换, 且转换的过程大多无规律可循, 大多数的变化过程均在极短的时间内完成, 使得低压电器设备的故障分析变得复杂。除了要对一些低压电器设备理论进行必要的分析与推理外, 还具备完善的经验数据作为支撑, 低压电器设备开发与维护的时间越长, 投入也随着增大。为了使低压电器设备适应于企业生产不断升高的电网容量, 因而低压配电与控制系统也演变的愈发复杂, 低压电器设备的性能和结构需要不断得到提升以满足生产发展不断变化的需求。

2 低压电器设备绝缘质量的评估

低压电器设备的绝缘质量主要是通过耐压测试与绝缘电阻两方面来进行评价的。绝缘电阻通常是指低压电器设备2个电极间绝缘结构及材料的电阻。若将2个电极连接直流电压后, 绝缘体或绝缘表面发生电流泄露的现象, 就说明设备存有绝缘电阻。许多外界因素均可影响到其性能, 例如绝缘材料受潮造成绝缘电阻下降;由于电弧烧损累及绝缘结构后造成的绝缘电阻下降;由于低压电器设备工作时间过长导致温度上升而致绝缘电阻下降。考虑到上述原因, 笔者赞成将绝缘电阻的阻值进行一定的限定, 一般情况下要求低压电器设备的绝缘结构的阻值>1.5MΩ, 这样可在一定程度上使绝缘结构更好地保护低压电器设备使用中的安全性。绝缘电阻阻值的大小不但可以反映出导致绝缘电阻阻值降低的因素, 也决定着绝缘电阻初始质量的发挥, 在不同温度与湿度的环境下所测试出来的绝缘电阻值也是具有较大差异的, 为了保障绝缘电阻值测试的精准度, 必须要在合适的温度与湿度环境下进行测验工作, 值得注意的是, 绝缘材料的电气强度、绝缘电阻系数等性能具有先天性, 仅与材质有关, 所以, 所以, 绝缘材料的选用应根据低压电器设备所适用的场合及绝缘要求来作为挑选标准, 这样才能确保低压电器设备的使用安全。

3 低压电器设备绝缘检测的方法

低压电器设备的绝缘电阻检测是绝缘测试技术的常见形式, 其适用范围较为广泛, 为了避免低压电器设备受外界因素的影响后导致自身绝缘性能下降, 一旦绝缘性能受到破坏, 将导致设备出现漏电或短路的问题, 为了规避此类问题的发生, 我们首先要对低压电气设备的绝缘性有所了解, 绝缘电阻检测也可帮助我们了解绝缘材料的绝缘性能, 目前常用的绝缘检测包括绝缘电阻直接测验法及泄漏电流测验法两种, 经过绝缘电阻的求得我们了解到, 影响绝缘电阻的两个关键性因素是体积电阻与表面电阻, 以下是作者对于低压电器设备两种绝缘检测方法所做的分析。

3.1 绝缘电阻的直接测量法

用于测量低压电器产品绝缘电阻的仪表有很多, 使用功能最为普遍的是万用表。万用表一般用于测量小电阻, 若实行电气安全绝缘性能测试则需要选用500V兆欧的测试仪, 仪表上标志着电路 (L) 、屏蔽 (G) 及接地 (E) 三个接线端, 但在实际测量中往往只需要用到L、E两个端口, 值得注意的是, 在测量前必须检查被测设备的电源是否已经切断, 对地实施短路放电, 禁止设备带电的情况下接受测量, 否则将会对人身及设备带来不利的影响。对于可以感应出高电压的设备要预先消除这种可能性才可进行测量。为了保证测量结果的精确性, 首先要确保被测设备表面的清洁, 降低接触电阻, 此外在检测前还要确保兆欧测试仪的工作状态是否正常, 自兆欧测试仪的E端口及L端口分别引出单股线, 再分别连接至低压电器设备的受测部位, “0”与“∞”为重点监测部位, 将电机调试到额定转速, 以120次/min—150次/min的速度摇动手柄, 持续1分钟, 待指针保持稳定且无摇动时, 读出绝缘电阻值, 在测试电机两相间的绝缘电阻时, 需将L端与E端分别连接到两相绕组上, 若指针指向“0”位则表示绝缘失败, 此刻要立刻停止摇动手柄, 以免损坏兆欧测试仪。

3.2 泄露电流的测量方法

低压电器设备在外界电压的影响下, 作用于绝缘材料时, 绝缘材料部分会产生接通电流, 经过绝缘材料的电流即为低压电器设备的泄露电流, 我们对该部分的泄露电流进行精确的测试后便可了解到低压电器设备的绝缘材料的绝缘性能, 泄漏电流测试法配备有专业的泄漏电流测试仪, 该测试仪可检测出受测低压电器设备的泄漏电流, 对其绝缘电阻的性能进行判断, 我国大致上针对每种低压电器设备的泄漏电流的安全值均进行了相关规定, 我们可以利用耐压测试仪将额定电压的数倍测试电压施加在受测低压电器设备的2个导体之间, 以此测量出泄漏电流, 进而对绝缘电阻进行判断。

对低压电器设备进行绝缘性能的检测可为低压电器设备的使用提供安全与稳定的保障, 而且, 通过对低压电器的绝缘检测也可反映出低压电气设备的运行是否正常。由于绝缘性能关乎低压电器设备的能否实现正常运行及安全运行, 因此, 我们必须加强对此的检测力度, 保证监测方法的科学性。

摘要：绝缘检测技术是判别低压电器设备安全系数高低重要指征, 对低压电器设备的绝缘性能进行检测是保障低压电器设备正常运行, 电气系统安全运转的重要手段。本文以低压电器设备本身的特征为切入点, 分析了低压电器设备的绝缘评价标准, 重点探讨了低压电器设备绝缘检测中的相关问题。

关键词：低压电器设备,绝缘检测,问题

参考文献

[1]李枚.电线电缆绝缘电阻检测及需要注意的问题[J].机械工业标准化与质量, 2012 (01) :255-256.

低压电器设备绝缘检测问题研究 篇9

关键词：低压电器设备,绝缘检测,绝缘电阻

检测低压电器设备的绝缘情况, 主要目的是保证低压电器设备稳定运行及其安全性, 通常包括验证低压电器在正常和故障工作情况下应该具备的性能。绝缘情况是衡量低压电器设备安全性能的重要衡量指标。因此, 加强低压电器设备绝缘情况及绝缘性能检测的力度, 对保证设备的安全、稳定运行及电气系统的正常运转具有重要的现实意义。

1 低压电器设备概述

1.1 低压电器设备的分类

依据低压电器设备的电气特性及处在电气线路中的地位和作用, 可以将其按照以下几种方式进行分类:

1) 低压电器设备在电器线路中的作用

以此为依据可将低压电器设备分为控制电器设备和配电电器设备;控制电器设备处在电力传动系统之中, 有起动器、控制器、控制继电器、电阻器、变阻器、接触器以及电磁铁等。而电器线路中的配电设备, 主要包括刀开关、断路器、熔断器及转换开关等。

2) 低压电器设备的动作控制方式

以此为依据将低电器设备分为手控电器设备和自控电器设备。手控电器设备主要依靠人力直接操作, 如刀开关、负荷开关、转换开关和按钮等。而自控电器设备, 主要有继电器及各种型号的接触器等。

3) 低压电器设备的触点具备情况

以此为依据可将低压电器设备为有触点和无触点两种。有触点低压电器设备, 又称为继电, 即通过接触来控制电路。而无触点低压电器设备, 通常使用晶闸管或晶体管做成无触点的开关、无触点的逻辑元件。

1.2 低压电器设备的特点

几乎所有的低压电器设备在在运行时, 都存在电、磁、光、热及机械能量的转换过程, 这些过程性的转换大都表现为非线性的、没有规律可循的变化过程, 并且许多过程都是在瞬间完成, 使低压电器设备的故障分析变得复杂化。低压电器设备理论基础中的“电接触、电弧、电磁、热效应与电动力效应”等除了进行必要的理论推导及分析运算外, 还应该有成熟的经验数据作支持。可以说低压电器设备开发与维护的周期越长, 投入也就越大。为了适应企业生产中不断增大的电网容量, 低压配电与控制系统变得越来越复杂, 低压电器设备的性能和结构需要满足更高的生产发展需求。

2 对低压电器设备绝缘质量的评价

低压电器设备的绝缘质量如何, 主要是有绝缘电阻和耐压试验两个标准行评价。绝缘电阻通常指电器设备的两个电极之间绝缘材料或结构的电阻。如果在两个电极接上直流电压, 在绝缘表面和绝缘体中有泄漏电流产生, 则说明存在着绝缘电阻。其性能与众多外界因素有关, 如:随着电器设备工作温度的升高, 绝缘电阻大小就会变小;而当绝缘材料发生受潮, 表面有吸水或被污染的情下, 绝缘电阻也会变小;另外, 在进行开关电器的通断能力试验时, 被试电器设备的绝缘结构由于受到电弧的烧损, 电阻大小也会出现下降。为了保证电器设备运行的安全性, 对绝缘电阻的阻值也是有要求的。一般情况下, 电器设备的绝缘电阻应不低于1.5MΩ。

3 低压电器设备绝缘电阻测量的类型

低压电器设备在运行维护要求, 要对设备的绝缘电阻进行经常性的测量。使用的方法主要有两种:一是测量直接绝缘电阻的阻值, 二是测量设备的泄漏电流量大小。在绝缘系统中对泄漏电流也分为3种形式予以区别:传导性泄漏电流, 是指在两个导体间绝缘层流过的量非常小的正常泄漏电流;电容性泄漏电流, 产生的主要原因是, 由于电容效应的存在使导线绝缘层产生电流, 这时的绝缘层就成为电容器放电的介质, 持续时间一般为几秒, 而在交流电压情况下, 电容性泄漏电流则会变得有持续特性;表面泄漏电流, 其产生原因主要是导线上的绝缘层被剥掉, 在进行电气连接时产生泄漏电流, 主要集中在导线间的连接部位。

4 低压电器设备绝缘检测的方法与策略

4.1 直接对绝缘电阻进行测量

低压电器设备绝缘电阻的测量, 使用最多的是万用表, 一般选用500V兆欧标准的万用表, 在测量时主要使用到E、L两个端子。需要注意的是, 在测量前务必将切断被测设备的电源, 并对地进行短路放电。对于测量过程中可能出现的感应高压, 务必在消除其发生可能性的情况下, 才能开始测量。为了保证测量结果的正确性, 要保证被测物表面的清洁, 有效减少接触电阻。开始测量时, 首先将被测设备脱离电源, 接着从兆欧表的L端子和E端子两个端子别引出单股线, 分别连接到低压电器设备的受测部分, 并以120次/min～150次/min的速度稳摇动手柄, 时间长约1分钟, 等到指针稳定不再摇动时, 读出绝缘电阻的值。在测量电机两相之间的绝缘电阻测量时, E、L两端要分别接到两相绕组上, 指针指向0位, 表明绝缘失效, 需要立即停止摇动手柄, 以防损坏兆欧表。

4.2 测量设备泄漏电流的大小

发生在低压电器设备上的泄漏电流, 主要原因是电器设备在外电压的作用下, 使绝缘材料部分产生接通电流, 通过测量泄漏电流的大小可以判断电器设备的绝缘情况。一般使用压测试仪来完成, 其通过施加几倍于工作电压的测试电压来判定泄漏电流的大小。同时, 也可以使用专门的泄漏电流测试仪, 如:用NL454型泄漏电流测试仪来测试家用电器设备上的泄漏电流大小。对于各类家用电器设备, 都有相关国家标准, 规定泄漏电流的限值, 设备在出厂前都会进行相应的测试。而施加试验电压的部们, 也要求在带电部件和用于加强绝缘的隔离壳体之间。

参考文献

[1]王爱国, 阮于东.低压电器产品检测新技术[J].低压电器, 2008 (15) .

高低压电器 篇10

关键词：电气工程,低压电器设备,继电器

继电器是一种电力控制元件, 具有控制系统和摆控制系统两种系统。在自动化控制中, 被视为以小电流控制大电流的一种自动开关。所以, 在电路中具有自动调节及安全保护功能。继电器的使用, 有效的降低了低压电器设备出现故障的几率, 对于提高电器使用效率具有重要意义。基于继电器的重要性, 本文就其在电气工程自动化低压电器中的实施要点给予如下分析。

1 继电器的基本概况

1.1 继电器的作用

继电器是一种安全控制元件, 通过对电流的有效控制, 减小了电气设备被损坏的几率。它里边有感应结构, 能够对输入的电流进行充分反映。另外, 继电器在使用中, 主要通过驱动特性对相关的电路进行断开或连接控制。继电器的主要作用有:电路控制、电信号综合控制、扩大控制能力等。

1.2 继电器的组成

继电器的主要组成部分有两个, 其一触点, 其二线圈。但根据不同使用情况, 也可以加入其它构件, 以提高控制功能。另外, 在电力工程中, 继电器通常由特定符号表示, 有时用一组触点表示, 有时是一个长方形或多个长方形。在有特殊要求时, 在长方形内部附加“J”符号。在线圈和触点组装好之后, 进行字符刻画, 通常在长方形一侧, 或者在控制电路中。在符号刻画时, 应根据不同继电器类型, 标注不同符号。一般情况下, 继电器符号有H、Z、D三种类型。

1.3 继电器的分类

随着电力工程不断发展, 低压电器设备种类不断增加, 对应的继电器种类也日益繁多。为了方便购买, 有必要将他们进行分类。分类主要依据外形特征、防护类别及控制原理等。如根据工作原理, 可分为温度类型继电器、高频类型继电器, 固体类型继电器等。根据尺寸大小, 可以分成微型继电器、小型继电器等。根据功率可以分为微功率继电器、弱功率继电器及中功率继电器等。

2 继电器在电气工程自动化低压电器中的实施要点

主要表现在以下几个方面:

2.1 继电器测试

在继电器使用之前, 应给予测试, 以保证在使用中不出现差错。继电器中, 主要组件是触点, 所以在使用之前, 必须对其进行检测, 如发现问题, 及时解决。触点检测时, 通常利用万能表, 这时, 继电器电阻值应为零, 尚属正常, 而触点的电阻值应为无穷大。在测量中, 如果出现和上述不相符合的情况, 应及时分析, 找到出错点, 并给予解决。

2.2 线圈电阻测量

继电器线圈通常环绕在条形磁铁上, 具有连接续流二极管的功能, 当线圈中通电时, 会在两端产生感应电动势。当断电之后, 原先的电动势方向会发生变化, 并对电路中的元件产生反向电压。当该电压高于元件的承受上限时, 会对三极管等元件造成破坏。所以, 在继电器使用时, 应对线圈电阻给予测量, 以免对里边的元件造成破坏。通常情况下, 利用万能表进行测试, 以判断线圈是否存在断路等情况。

2.3 吸合电流及电压测量

在吸合电流及电压测量之前, 准备好电流表和电压表及电源。然后以电源为中心, 将电流表、继电器及电压表连接到电路中, 组成闭合电路。电路连好之后, 分别打开电流表、电压表、继电器及电源开关, 使电路畅通, 并经过电流。这时应观察电流表的数值及继电器的运行情况, 当电流表数值较小, 并且继电器运行正常时, 应逐渐提高电压值, 直至继电器出现吸合, 此时应记录吸合时的电流值及电压值。为了使吸合测试更加准确, 在电路连接之前, 应对电压表及电流表进行校对, 并在测试时, 多测量几组数据, 以计算平均值, 使得吸合电流及电压更加准确。

2.4 释放电流及电压测定

在使用继电器之前, 释放电流及电压也应作为测定内容被给予重视。在测量时, 和吸合电流及电压测量一样, 也准备好电压表、电流表、电源、开关机继电器, 将它们组成闭合电路, 需要指出的是, 在电压表及电流表连接之前, 应给予校对, 以增加测量准确性。测量前, 检测电路是否有断路情况, 无误后, 闭合开关, 观察电流表及电压表数值, 同时对继电器运行情况给予关注, 当继电器出现吸合现象之后, 逐渐减小电压值, 当继电器出现声响时, 测量结束, 将这时对电压值及电流值记录。为了取得较为准确的测量数据, 应将这一步骤重复操作数次, 并一一记录测量数据, 以求得平均值。吸合电流及电压和释放电流及电压具有一定的联系, 通过二者之间的关系便能判断出继电器能否正常运作, 如当释放电压在吸合电压的10%之内时, 继电器便不能正常运作;正常运作时二者的关系是:释放电压在吸合电压的10%-50%之内。超过50%或低于10%, 均会影响继电器正常使用。

结语

随着人们生活质量迅速提高, 低压电器使用数量不断增加, 使用中电器被损坏的几率也不断增加, 严重影响了电器使用效果。继电器作为一种电流控制元件, 被广泛使用, 使低压电器出现故障的几率明显减少。本文就继电器在电气工程自动化低压电器中的实施要点给予分析, 希望具有参考价值。

参考文献

[1]刘东岳.探析继电器在电气工程及其自动化低压电器中的应用[J].科技与企业, 2013, 16 (24) :394

[2]高志博.电气工程及其自动化低压电器中继电器的实际应用分析[J].科技与企业, 2013, 12 (7) :326

高低压电器 篇11

【关键词】 现场总线 通信适配器 协议转换 DeviceNet Modbus

引言

目前，国际上有几十种不同的现场总线标准，几种主流的现场总线有Modbus、Profibus、DeviceNet、FF、LONWORKS、CAN等。Modbus在国内获得了非常广泛的应用，许多现有的低压电器设备都具有Modbus通信接口，DeviceNet作为IEC和我国现场总线标准之一，支持DeviceNet的智能节点越来越多[4-5]。

现场总线协议基于精简的ISO/OSI 7 层参考模型，也就是以ISO 颁布的OSI 标准7 层参考模型为基础，对第3 层到第6层进行了简化，这样可以确保高效的数据传输。现场总线协议的结构一般包括物理层、数据链路层、应用层和用户接口。众多现场总线并存的局面使得开发适应所有现场总线的产品是不经济的，也是不现实的。现场总线的开放性结构决定了开发现场总线通信适配器（协议转换器/网关）是可行的。

现场总线通信适配器能够把从一种现场总线设备发送来的数据在不同的协议层解包， 得到用户数据， 然后再按照另一现场总线协议逐层打包， 最后发送到该现场总线设备上的一种协议转换器。通信适配器使得不同的总线协议可以互连互通，在不同现场总线网络之间建立一条连接通道，从而实现不同网络用户间数据的交换。由于大多数的现场总线都采用主从式的总线机制，因此现场总线通信适配器通常是一类现场总线的主站，同时又是另一类现场总线的从站。

一、协议结构分析与通信模型

1.1 DeviceNet与Modbus协议结构分析

1） DeviceNet协议分析

DeviceNet是一种基于控制器局部网（CAN）技术的设备级底层网络，采用CAN的物理层和数据链路层规约。CAN协议规定了OSI模型中物理层和数据层的一部分。DeviceNet使用带有主干和分支线的线性网络拓扑结构，最多可以连接 64个节点，使用点对点、多主或主/从通信方式；采用无破坏性的逐位仲裁技术。DeviceNet的网络结构分为物理层、数据链路层和应用层。DeviceNet沿用了CAN协议标准所规定的物理层和数据链路层，并补充定义了部分物理层和数据连路层，构建了应用层。DeviceNet协议分层结构如图1所示。

2）Modbus协议分析

Modbus总线适用于主从式控制，是工业串行通信事实上的标准。Modbus协议遵从主/从通信模式。Modbus总线网络中的各个智能设备通过异步串行总线连接起来，只允许一个控制器作为主站，其余智能设备作为从站。采用命令/应答的通信方式，主站发出请求，从站应答请求并返回数据或状态信息，从站不能够自己发送信息。Modbus协议定义的各种信息帧格式，描述了主站控制器访问从站设备的过程，规定从站怎样做出应答响应，以及检查和报告传输错误等。网络中的每个从设备都必须分配一个唯一的地址，只有符合地址要求的从设备才会响应主设备发出的命令。

1.2通信适配器通信模型

DeviceNet协议和Modbus协议的数据链路层和应用层用户接口完全不同， 是两个异构的总线网络，要实现它们的互联，就需要现场总线通信适配器来完成协议转换。

DeviceNet通信适配器要实现从Modbus协议至DeviceNet协议的转换， 因此DeviceNet通信适配器必须同时实现Modbus主站功能与DeviceNet的从站功能。从DeviceNet至Modbus协议转换的通信模型结构如图2。

图2所示的是DeviceNet通信适配器协议转换通信模型。DeviceNet通信适配器作为Modbus主站，向Modbus从站发出请求报文，在接收到Modbus从站响报文后解析报文并存储；当DeviceNet主站发出请求报文后，DeviceNet通信适配器作为DeviceNet从站，接收DeviceNet请求报文并解析，根据Modbus从站响应的数据返回DeiveNet响应报文。

二、功能与设计

2.1通信适配器功能

DeviceNet通信适配器用于将具有Modbus接口的低压电器设备接入DeviceNet总线，它向下通过Modbus RTU协议，RS-485串行接口与设备连接，向上通过DeviceNet接口接入DeviceNet总线。DeviceNet通信适配器主要功能：

① 协议转换功能。在设备本体（带有Modbus接口）和DeviceNet总线之间架起一座桥梁，使设备的采集数据可以以正确的格式和方式上传给DeviceNet主站，并将DeviceNet主站的命令下传给设备。这样设备本体就不需要花费大量的精力改变结构和研究DeviceNet协议，协议转换这部分工作由DeviceNet通信适配器来完成。

② 可配置功能。可配置Modbus从站地址、波特率、校验方式，并且可以根据需要来配置每一个Modbus RTU设备需要读取或者写入的寄存器数据。不同的设备，只要符合Modbus RTU协议，利用配置软件配置好设备信息，就可通过DeviceNet通信适配器接入DeviceNet网络，DeviceNet通信适配器向下支持多个Modbus RTU从站设备。

③ 按键、显示功能。按键可对DevicNet通信波特率、节点地址进行设置；液晶显示状态，包括DevicNet节点地址、波特率，Modbus节点地址、波特率等。

2.2通信适配器硬件设计

根据DeivceNet规范规定，网络中任一设备都必须有接地隔离栅。根据隔离栅在节点内部还是外部，分为隔离节点和非隔离节点。隔离节点根据隔离位置分为两种，在物理层处进行隔离的节点是具有隔离物理层的节点，在I/O处隔离的节点是非隔离物理层的节点。

DeviceNet通信适配器设计采用在I/O处隔离的方式，是具有非隔离物理层的隔离节点。DeviceNet通信适配器的硬件结构见图3。包括误接线保护电路、DC-DC电路、隔离电路、液晶段码电路、微处理器、485收发器、CAN收发器、按键、指示灯等。

DeviceNet网络电压为24V，而DeviceNet通信适配器内部工作电压为5V和3.3V，电源电路选用TPS5430将24V电压转换为5V电压，采用LDO芯片SPX1117M3-3.3V将5V降为3.3V。微处理器选用Silicon公司的C8051F500，该MCU具有8051内核微控制器，集成CAN2.0B控制器。DeviceNet协议的物理层采用CAN通信方式，选用PCA82C2501作为CAN收发器。在Modbus通信端使用RS-485接口，选用AD公司485收发器ADM2483，它是带隔离的增强型RS-485收发器。

2.3通信适配器软件设计

DeviceNet通信适配器按照DeviceNet协议和CIP协议上关于设备状态转换机制的要求进行软件设计，设备共有6种状态：不存在、设备自检、待机、可操作、重要可恢复故障、重要不可恢复故障。DeviceNet通信适配器的状态转换机制如图4所示。

主程序上电运行之后会先初始化MCU，接着读取FLASH中的数据，创建ModbusRTU通信表，初始化DeviceNet通信参数表，然后通信适配器进入设备自检，设备自检失败进入重要不可恢复故障状态，自检通过后会检查工作模式，若为配置节点地址/波特率模式，可通过按键修改DeviceNet节点地址和波特率；若为上位机配置模式，可通过RS485接口与上位机配置软件通信，获取适配器的参数；若为运行模式，在适配器与主站建立连接后，会扫描报文请求应用程序，如当前为显式信息请求，根据显式信息的服务代码去读/写Modbus报文，更新DeivceNet显式报文缓冲区，向主站发送DeviceNet响应信息；如为I/O信息请求（定时器触发），运行配置在适配器里的周期性Modbus报文，更新DeviceNet I/O报文缓冲区。执行完报文请求应用程序，会扫描按键程序，至此，运行模式的处理程序结束，判断故障，若有故障进入故障处理，接着回到设备自检通过的位置，开启下一个循环。

三、测试与运行

为了保证连接在DeviceNet网络上的设备能互相通讯和互相操作，DeviceNet设备需要进行一致性测试，DeviceNet国际组织ODVA（Open DeviceNet Vendor Association）开发了DeviceNet设备的一致性测试。DeviceNet通信适配器在我司根据ODVA一致性测试规范搭建DeviceNet一致性测试平台上按照ODVA颁布的测试政策和一致性测试版本，对 DeviceNet通信适配器进行了一致性测试，包括协议一致性测试、物理层测试和互操作性测试，见图5。

DeviceNet通信适配器通过一致性测试后，对其进了长时间的试运行试验。DeviceNet通信适配器将带Modbus接口的智能低压电器接入到DeviceNet平台中。经过长期试运行，DeviceNet通信适配器的软、硬件及通信功能均运行正常。

四、总结

现场总线协议转换技术可以集成不同种类的现场总线设备。DeviceNet通信适配器能将Modbus接口的低压电器设备接入DeviceNet网络，不仅可以应用在低压电器领域，还可以应用于智能配电系统、智能电网用户端系统、工业自动化等领域。本文提到的DeviceNet通信适配器的原理与设计实现也可为其它种类现场总线通信适配器的研究和开发提供借鉴和参考。

参 考 文 献

[1] 吴新忠，乔宏颖，任子辉.现场总线技术综述. 工矿自动化，2004，（1）：23-25.

[2] 武长坤，戴瑜兴.DeviceNet现场总线及其应用.低压电器，2004，（7）：31-33，61.

[3] 方彦军，胥军.现场总线协议转换方法研究及其网关开发.2005中国控制与决策学术年会论文集，1373-1376.

[4] 阮于东，刘健，季慧玉等.GB/T 18858.3-2002，低压开关设备和控制设备 控制器--设备接口（CDI） 第3部分：DeviceNet.北京：中国标准出版社，2003.

低压电器未来发展前景关阔 篇12

然而不容忽视的是, 低压电器行业在技术上的短板已成为行业向前发展的最大瓶颈。据统计, 国外优秀企业在低压电器新产品科研、研发投入上可达到总销售额的7%左右, 而我国低压电器行业平均投入在总销售额的1%~2%, 优秀企业也仅为3%左右。这一话题也成为今年中国电器工业协会通用低压电器分会的焦点, 可见该问题已引起了全行业的高度重视。

毋庸置疑, 我国低压电器行业中, 低端产品还在大批量生产, 这批产品体积大, 消耗大量贵金属白银以及铜、黑色金属、塑料等材料, 许多材料受制于国际市场价格。所以低压电器主要原材料价格居高不下 (甚至继续上升) 的局面将难以改变。

另外, 随着资金紧缺、财务成本上升以及员工工资快速提高带来的用工成本提高也不可逆转, 这必将造成低压电器利润不断下降。当前许多企业已处于微利和亏损状态, 这给企业加大科研、新品研发与技改投入带来困难。

然而即便面临上述诸多困难, 低压电器行业依旧面临很多优势, 如:智能电网建设为我国低压电器行业带来了新的机遇, 中高端低压电器市场份额因此将会进一步扩大;在产业结构调整、降低国内生产总值的能耗、发展低碳经济的背景下, 新一代节能、节材、高性能的低压电器将得到进一步发展;新能源产业的发展为行业延伸提供了机遇, 低压电器行业产品可向光伏发电逆变器、新能源控制与保护系统、分布式电源、储能设备、直流开关电器设备等领域扩展。