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电气工程(Electrical Engineering,简称EE)是现代科技领域中的核心学科之一,更是当今高新技术领域中不可或缺少的关键学科。正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的息时代的到来,并将改变人类的生活、工作模式。电气工程的发展前景同样很有潜力,使得当今的学生就业比率一直很高。
电气控制系统一般称为电气设备二次控制回路,不同的设备有不同的控制回路,而且高压电气设备与低压电气设备的控制方式也不相同。
主要功能
为了保证一次设备运行的可靠与,需要有许多辅助电气设备为之服务,能够实现某项控制功能的若干个电器组件的组合,称为控制回路或二次回路。这些设备要有以下功能:
1、自动控制功能:高压和大电流开关设备的体积是很大的
电气常见产品
,一般都采用操作系统来控制分、合闸,特别是当设备出了故障时,需要开关自动切断电路,要有一套自动控制的电气操作设备,对供电设备进行自动控制;
2、保护功能:电气设备与线路在运行过程中会发生故障,电流(或电压)会超过设备与线路允许工作的范围与限度,这就需要一套检测这些故障号并对设备和线路进行自动调整(断开、切换等)的保护设备;
3、监视功能:电是眼睛看不见的,一台设备是否带电或断电,从外表看无法分辨,这就需要设置各种视听号,如灯光和音响等,对一次设备进行电气监视;
4、测量功能:灯光和音响号只能定性地表明设备的工作状态(有电或断电),如果想定量地知道电气设备的工作情况,还需要有各种仪表测量设备,测量线路的各种参数,如电压、电流、频率和功率的大小等。
在设备操作与监视当中,传统的操作组件、控制电器、仪表和号等设备大多可被电脑控制系统及电子组件所取代,但在小型设备和就地局部控制的电路中仍有一定的应用范围。这也都是电路实现机自动化控制的基础。
世界上早的断路器产生于1885年,它是一种刀开头和过电流脱扣器的组合。1905年,具有自由脱扣装置的空气断路器诞生。1930年以来,随着科技的进步,电弧原理的发现和各种灭弧装置的发明,逐渐形成了机构。50年代末,由于电子元件的兴起,又产生了电子脱扣器,到了今天,由于单片机的普及又有了智能型断路器的问世。
常见的有低压断路器和真空断:
低压断路器是用于交流电压1200V,直流电压1500V的电路中起通断、控制或保护等作用的电器。低压断路器是电器工业的重要组成部分,在机械行业中是基础配套件,在配电系统中低压成套开关设备主要由各种低压断路器元件构成,低压断路器的功能及性能对低压成套开关设备起着至关重要的作用。发电设备所发出电能的80%以上是通过低压断路器分配使用的。每增加1万kW发电设备,约需2万件左右的各类低压断路器与之配套。在工业自动化系统中,也需要由低压断路器构成的各种控制屏、控制台、控制器等产品。中国低压断路器行业自1949年后,是在一些修理、装配简单电器工厂的基础上逐步发展成能独立设计、生产的行业,到1979共有生产企业600多家,经过1985~1986年、1990~1991年两个发展高峰,1995年低压断路器行业已有生产企业约1500家。
低压断路器也称为自动空气开关,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。
低压断路器具有多种保护功能(过载、短路、欠电压保护等)、动作值可调、分断能力高、操作方便、等优点,所以被广泛应用。结构和工作原理低压断路器由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成。
低压断路器的主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后,自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联,欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载时,过电流脱扣器的衔铁吸合,使自由脱扣机构动作,主触点断开主电路。当电路过载时,热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲,推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时,欠电压脱扣器的衔铁释放。也使自由脱扣机构动作。分励脱扣器则作为远距离控制用,在正常工作时,其线圈是断电的,在需要距离控制时,按下起动按钮,使线圈通电。
型断路器的安装方式又有新突破,从螺钉安装到轨道安装,使型断路器安装更方便,目前母排连接与安装一体技术又被越来越多的型断路器所采用,提高生产效率。剩余电流断路器RCCB与RCBO的发展近些年来主要集中在B型剩余电流断路器和带自检功能的剩余电流断路器,新技术的引入和不断突破,不仅使剩余电流断路器的保护性能更加完善、功能更齐全,而且体积在不断缩小。小体积B型RCCB的出现一方面使剩余电流保护性能更加完善,另一方面为今后更广泛应用打下基础。带自检功能的剩余电流断路器的诞生是剩余电流断路器家属中又一发展的亮点。
这一技术的应用将极大的提高剩余电流断路器终端使用的性和可靠性。终端组合电器的发展经过近二十年的发展,终端组合电器的防护外壳大多采用高强度工程塑料,结构新颖,外形美观,色调明快,外壳防护等级不断提高,从IP30、IP40发展到IP55、IP65。模数化的外形尺寸,使它们既能单独使用,又可组合拼装使用。终端组合电器安装与母排连接越来越多地采用母排连接与安装一体技术,将成为防护外壳的主流结构。
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