《低压开关电器和开关设备手册 选用准则与设计指南》求取 ⇩

目录1

出版说明1

前言1

1　低压开关电器和低压开关成套1

组合装置的规范1

1.1　标准化机构的简称1

1.2　低压开关电器3

1.2.1　规范、标准和认证概况3

1.2.2　欧洲国家的规范和认证6

1.2.3　美国、加拿大、澳大利亚的6

标准和认证6

1.3　经过型式试验和部分经过型式试验的低压开关成套组合装置（TSK和PTSK）10

1.3.1　规范和标准的总览10

1.3.1.1　制造规范10

1.3.1.2　横向规范15

1.3.1.3　配套设备的规范16

1.3.1.4　安装规范17

1.3.1.5 与开关成套组合装置（SK）相关的DIN标准17

1.4　人身和财产保护17

1.4.1　直接接触防护17

1.4.1.1 DIN VDE 0100规定的17

直接接触防护17

1.4.1.2　电击防护，在含有触电危险部件邻近的操作元件的布置19

1.4.1.3　已投入使用的开关电器组合装置在改建和扩建时需采取的措施22

1.4.1.4　低压开关电器的“安全隔离”22

1.4.2　间接接触防护（故障防护）24

1.4.2.1　对保护措施的说明26

1.4.3　通过保护绝缘进行保护38

1.4.4　开关设备与配电设备的安装和连接38

1.4.5　电气间隙和爬电距离38

1.5　配套设备的规范和相关的标准40

1.5.2　紧急分断装置41

1.5.1　总开关41

1.5.3　设备维修用的分断电器42

1.5.4　出口机器设备用的电气配套装置43

1.5.5　按钮、带灯按钮和信号灯的颜色44

1.5.6　外壳防护型式（IP代号），电气设备的接触防护、防止异物和水的进入46

1.6　工作条件和周围条件48

1.6.1 正常的工作条件48

1.6.1.1　周围温度48

1.6.1.2　安装高度49

1.6.1.3　环境影响49

1.6.1.4　环境条件51

1.6.2　运输、储存和运行过程中的特殊条件55

1.6.2.1　苛刻的工作条件55

1.6.2.2　α、β和γ射线的影响55

1.6.2.3　振动和冲击负载56

1.6.2.4　对防止感应振动的考虑56

1.6.2.6　低压开关电器和环境保护57

1.6.2.5　白蚁稳定性57

1.6.3 电磁兼容性（EMV）59

2　电网数据和工作方式63

2.1　电网数据63

2.1.1　额定电压和额定频率63

2.1.2　短路电流65

2.1.3　短路类别67

2.1.3.1　连接的电动机使短路电流增大69

2.1.4　短路电流的作用69

2.1.5 电阻和短路电流计算图，选用的PC（个人计算机）辅助程序KUBS plus70

2.1.6　变压器和导线对短路电流的影响80

2.2　工作制83

2.2.1　连续工作制83

2.2.2　短时工作制84

2.2.3　断续周期工作制84

2.2.4　连续周期工作制85

2.2.5　包括非周期负载和转速变化的工作制86

2.2.6　不均匀负载的工作制88

3　主回路中的低压开关电器选用准则89

3.1　电网条件和工作条件89

3.1.1　额定电压和电网频率89

3.1.2　额定短路强度和额定通断能力89

3.1.3　额定电流90

3.2　通断任务和通断条件91

3.2.1　通断任务91

3.2.1.1 隔离91

3.2.1.2　空载通断91

3.2.1.3　负载通断91

3.2.1.4　电动机通断91

3.2.1.5　短路电流通断92

3.2.2.1　低压电动机的起动94

3.2.2　成套设备中主要元件通断时的条件94

3.2.2.2　电容器的通断97

3.2.2.3　电热设备的通断97

3.2.2.4　照明设备中灯的通断98

3.3.2　机械寿命100

3.3.4.1　接触器的选用100

3.3.4　使用类别的选择100

3.3.3　电寿命100

3.3.1　允许的操作频率100

3.3　操作频率和寿命100

3.2.2.5　低压变压器的通断100

3.3.4.2　负荷开关、隔离器、负荷隔离开关和开关-熔断器组合装置的选用104

3.4　过电流和过热温度的保护104

3.4.1 一般任务104

3.4.1.1　过载保护104

3.4.2.2　UL/CSA标准规定的服务倍数105

3.4.2.1　适用于过载保护电器的标准105

3.4.1.3　过热温度保护105

3.4.2　标准105

3.4.1.2　短路保护105

3.4.2.3 过电流保护电器（短路保护）的标准106

3.4.2.4 过热温度保护电器的标准107

3.4.3 保护电器107

3.4.3.1 熔断器107

3.4.3.2 断路器109

3.4.3.3 小型断路器（导线保护开关）111

3.4.3.4 过载继电器112

3.4.3.5 电子式过载继电器116

3.4.3.6 热敏电阻电动机保护电器118

3.4.3.7 非延时的电磁式过载继电器119

3.4.4 开关组合装置119

3.4.4.1 带熔断器的开关组合装置119

（无熔断器式结构）121

3.4.4.2 不带熔断器的开关组合装置121

3.4.4.3 带热敏电阻电动机保护电器的122

开关组合装置122

3.4.4.4 开关组合装置的保护性能122

3.4.4.5 开关组合装置保护性能的比较124

3.4.4.6 带和不带熔断器的配电设备中应用的断路器的选用124

3.4.5 系统中的元件保护130

3.4.5.1 三相交流电动机的保护130

3.4.5.2 在开关电器成套组合装置外部的导线和电缆的保护137

3.4.5.3 变压器的保护137

3.4.5.4 电容器的保护139

3.4.6 选择性140

3.4.6.1 辐射式电网中的选择性141

3.4.6.2 选择性表的应用147

3.4.6.3 格子电网中的选择性149

3.5.1 用于通断和保护电压1000V及以下的三相交流绕线转子或笼型异步电动机的3TF6真空接触器150

3.5 真空通断技术中的低压电器150

3.5.2 3WS真空断路器151

3.6 剩余电流保护装置152

3.6.1 FI保护装置在各种电网系统中的应用154

3.6.2 间接接触和直接接触154

3.6.3 火灾的预防措施155

3.6.4 结构和工作原理156

3.6.5 符合DIN VDE 0664规定的用于交流和脉动直流的剩余电流（FI）保护装置？157

3.6.6 工业用全电流敏感型FI保护158

装置？158

3.6.6.1 结构和工作原理159

3.6.6.2 脱扣电流范围159

3.6.6.3 供电线路的设计和安装160

3.6.6.4 试验标志和应用领域160

3.6.7 选择性型和短延时型FI保护装置160

3.6.9 西门子FI保护装置的产品系列型谱161

3.6.8 西门子FI保护装置的额定161

通断能力和短路强度161

3.6.10 在使用FI保护装置时163

查找故障的指南163

3.7 低压开关电器在主回路中的使用条件163

3.7.1 电路的并联和串联163

3.7.2 4极式开关电器的应用164

3.7.3 电网频率和电流高次谐波对开关165

电器功能的影响165

3.7.3.1 各极电路和导体的发热负载能力与电网频率的关系165

3.7.3.2 电网频率不等于50Hz166

时的通断能力166

3.7.3.3 触头寿命166

3.7.3.4 脱扣器和继电器的动作特性166

和脱扣器动作特性的影响168

3.7.3.6 开关电器的电操作机构168

3.7.3.5 电流高次谐波对过载继电器168

3.7.4 交流开关电器在直流电网中的应用169

3.7.4.1 各极电路的载流能力169

3.7.4.2 触头寿命169

3.7.4.3 DC通断能力170

3.7.5 交流接触器用于矩形交流电压171

3.7.6.4 电容器组的通断172

3.7.6.3 单个电容器的接通172

3.7.6.2 用接触器进行通断172

3.7.6.1 用断路器进行通断172

3.7.6 用于通断三相交流电容器的开关电器172

3.7.6.5 小容量电容器的通断173

3.7.7 按触头寿命和使用类别选用3TF和3TB接触器173

3.7.8 用于短时和断续工作制时的3TF177

和3TB接触器的选用177

3.7.9 用于变极三相交流异步电动机时的接触器选用179

3.7.11 用3TF接触器通断额定电压1000V及以下的三相交流变压器181

3.7.10 通断灯具用的3TF、3TG和3TK181

接触器以及小型断路器的选用181

3.7.12 三相交流异步电动机的起动186

3.7.12.1 绕线转子三相交流异步186

电动机的起动186

3.7.12.2 笼型三相交流异步电动机的起动186

3.7.13 用3TW电动机起动器直接起动187

三相交流异步电动机187

3.7.14 3RW SIKOSTART187

电子式电动机控制器187

3.7.14.1 3RW22电子式190

电动机控制器190

3.7.14.2 3RW21电子式电动机控制器199

3.7.15 3RF1电子式接触器200

3.7.16 接触器使用时短路保护和配合方式203

3.7.17.1 应用和元件204

3.7.17 SIMOCODE-DP系统204

3.7.17.2 电动机保护功能205

3.7.17.3 控制功能207

3.7.17.4 诊断可能性207

3.7.17.5 连接在控制总线PROFIBUS-208

DP上208

3.7.17.6 参数化209

3.7.17.7 其它功能209

3.8 卡装式成排接线端子209

4.1.2 在电压不稳定辅助回路中213

使用类别213

4.2.1 DIN VDE、EN和IEC规定的213

应采取的保护措施213

4.2 工作条件213

4.1 辅助回路中的操作电压213

选用准则213

4 辅助回路中低压开关电器的213

4.1.1 低电压时的接触可靠性213

4.2.2 加拿大和美国在选用和使用低压开关电器时的特殊性214

4.2.3 辅助回路发生短路时的保护215

4.3 辅助回路中低压开关电器的使用条件216

4.3.1 在接触器控制系统中运行事故的避免216

4.2.4 控制变压器短路和过载时的保护216

4.3.2 长的控制导线——通过正确的尺寸设计可避免误动作221

4.3.3 在接触器分断时操作过电压的225

限制（过电压保护）225

4.3.3.1 过电压的产生226

4.3.3.2 带RC元件的线路226

4.3.3.3 带有自控二极管的线路229

4.3.3.4 带有压敏电阻的线路230

4.3.4 辅助接触器使用于安全回路230

4.3.5.1 引言233

4.3.5 低压电网中小型变压器的选用准则233

4.3.5.2 概述234

4.3.5.3 周围条件和工作条件234

4.3.5.4 短路和过载时的特性237

4.3.5.5 安装规范237

4.3.5.6 变压器的结构型式238

4.3.6 3SE位置开关的应用与选用243

4.3.6.1 具有安全功能的位置开关249

4.3.6.2 绳索拉牵式安全开关250

4.4 耦合元件252

4.4.1 继电耦合器253

4.4.2 光电耦合器256

4.5 延时256

4.5.1 3RP1时间继电器256

4.6.1 人和设备的安全保护258

4.6 安全回路258

4.5.2 设计指南258

4.6.2 外围电器的机械式辅助触头及其在相关安全回路中的安装260

4.6.2.1 概述260

4.6.2.2 触头元件260

4.6.2.3 位置开关260

4.6.2.4 紧急分断主令电器261

4.6.2.5 双手操作的电器261

4.6.2.6 紧急分断绳索牵拉开关261

4.6 2.7 3TK28/29接触器安全组合装置262

4.6.2.8 概念解释263

4.6.3 不同用途的安全线路264

4.6.3.1 “紧急分断开关”的应用264

4.6.3.2 通过唯一的主令进行分断264

4.6.3.3 剩余风险较小的紧急分断装置265

4.6.4 安全回路用的接触器、开关电器267

4.6.5.2 保护装置的监控保护268

4.6.5.1 紧急分断线路268

4.6.5 3TK28接触器安全组合装置，268

保证可靠地断开危险268

4.6.5.3 紧急分断装置用于分断电动机270

4.6.5.4 3TK2907扩展元件270

4.6.5.5 DIN EN 60204/VDE0113第1部分规定的停止功能271

4.7 熔断器的监控保护272

5.1 引言275

5.1.1 通信方案275

5 通信275

5.1.2 开发具有通信能力的低压开关电器的技术依据和经济价值276

5.1.3 新增的节约潜力277

5.1.4 前景与趋势277

5.2 总线系统277

5.2.1 PROFIBUS-DP277

5.2.1 1 PROFIBU-DP技术278

5.2.2 执行元件-传感元件接口总线系统（AS-Interface)279

5.2.2.1 AS-Interface技术280

5.2.3 PROFIBUS-DP联同AS-Interface282

5.3.1 PROFIBU-DP上的电器283

5.3 AS-Interface元件283

5.3.2 AS-Interface上的电器285

5.4 自动化、传动技术和开关技术的290

全线连通290

6 主令电器和信号电器291

6.1 按钮和带灯信号装置291

6.2 位置开关和绳索拉牵开关297

6.2.1 位置开关和安全位置开关297

6.2.2 绳索拉牵式安全开关298

6.3.1 电感性BERO接近开关299

6.3 BERO接近开关299

6.3.2 电容式BERO接近开关301

6.3.3 Sonar-BERO（超声波接近开关）301

6.3.4 Opto-BERO（光电式接近开关）303

6.4 低压开关电器的电子控制与信号发送304

6.4.1 面向系统的操作304

6.4.2 工作范围的配合305

6.4.3 过电压保护305

6.4.4 接触可靠性306

8.5.1 结构型式307

8.5 电流互感器307

7.1.1 安装辅助310

7.1 固定310

7 开关电器的手工作业和维修310

7.2 连接312

7.2.1 SIGUT连接技术312

7.1.2 使用位置312

7.1.3 扩散灭弧气体的自由空间312

7.2.2 扁形插接313

7.2.3 框型接线端子314

7.2.4 不用螺钉的接线端子314

7.3 操作314

7.3.1 手动操作机构315

7.3.2 电动机操作机构、电动机储能操作机构、电磁操作机构317

7.4 减轻更换、检查和维修工作量的措施317

和评定的准则318

7.5 交流接触器上的触头状态检查318

8.1 概述320

8.1.1 主开关设备和分支配电设备320

8 低压开关设备和低压配电设备320

8.1.2 结构型式323

8.1.3 选用准则325

8.2 标准型低压开关设备327

8.2.1 引言327

8.2.2 SIVACON低压开关设备331

8.2.3 用于重点变电站的SIVACON开关屏340

8.3 配电系统342

8.3.1 8HP绝缘材料配电系统342

8.3.2 8HU钢板配电系统344

8.3.3 汇流母线的适配系统344

配电系统（L系统）346

8.3.4 带绝缘材料外壳的8PL母线346

8.3.5 8PU汇流排系统347

8.3.6 用于控制设备的8LW和349

8LV成套组合系统349

8.3.7 用于开关设备、配电设备和控制设备的8MF和8MC柜系统351

8.3.8 建筑安装用配电设备354

8.3.8.1 8GB小型配电设备357

8 3.8.2 8GDSTAB墙式配电系统和357

8GA SIKUS立式配电系统357

8.3.8.3 用作电能表柜、电能表配电柜、配电柜和立式配电柜的SIPRO综合系统360

8.3.8.4 户外使用的8MB、8MM电缆配电柜和电能表连接配电柜364

8.4 低压开关设备、低压配电设备365

8.4.1 概述365

和控制设备的设计指南365

8.4.2 SIVACON低压开关设备368

8.4.3 配电系统369

8.4.4 控制设备用的8LW和370

8.4.6.1 概述370

8LV成套组合系统370

8.4.6 开关柜和控制柜的空气调节370

8.4.5 建筑安装用配电设备370

8.4.6.2 8ME 78..热交换器373

8.4.6.3 8MR 31..过滤器式通风器374

8.4.6.4 8MR 4制冷设备375

8.4.6.5 8MR 2加热设备376

8.4.7 防护型式、气候条件和周围条件377

8.4.8 无功功率的补偿380

8.4.8.1 原理380

8.4.8.2 补偿方式380

8 4.8.3 三相异步电动机和变压器的382

无功功率补偿382

8 4.8.4 设计385

8.4.8.6 在带有谐波的电网中进行补偿388

8 4.8.5 通过电容器而使电压升高388

8.4.8.7 低通滤波电路的使用393

8.4.8.8 用于无功功率补偿的产品型号目录395

8.5.2 指定用途的电流互感器398

8.5.2.1 中间互感器398

8.5.2.2 总和电流互感器398

8.5.2.3 穿线式互感器399

8.5.2.4 电缆互感器399

8.5.2.5 保护用的电流互感器399

8.5.3 电流互感器的精度等级399

8.5.4 电流互感器的二次电流400

8.5.5 电流互感器的额定功率与400

过电流限流系数400

8.5.6 电流互感器二次绕组接线端子上的电压402

8.5.7 电流互感器的选用准则404

8.5.8 互感器回路中的耗用功率404

9 基本电路407

9.1 概述407

9.1.1 接线端子的标记407

9.1.2 符合DIN、IEC、ANSI和411

BS标准规定的图形符号411

9.1.3 电气设备、导线和一般功能的标识425

9.1.4 线路图429

9.1.4.1 线路图的类别429

9.1.4.2 基本电路的使用或派生429

9.1.5 用接触器通断430

9.1.5.1 在发出主令含有颤振现象时应用具有分断延时的接触器431

9.1.5.4 接触器安全组合装置432

9.1.5.2 在接触器上使用滞后释放的辅助触头（首先是用在直流操作的接触器上）432

9.1.5.3 接触器用的分断延时器432

9.2 三相异步电动机的直接通断433

9.2.1 三相异步电动机的接通与分断433

9.2.2 三相异步电动机通过转换而选用434

2个不同的供电电网434

9.2.3 三相异步电动机的自动连续起动436

9.2.4 三相异步电动机的换向控制438

（可逆起动器）438

9.2.5 变极三相异步电动机的通断440

9.2.5.1 带1个绕组（达兰德线路）、用于2种转速、1个旋转方向的变极三相异步电动机440

9.2.5.2 带1个绕组（达兰德线路）、用于2种转速、2个旋转方向的变极三相异步电动机442

9.2.5.3 带2个独立绕组、用于2种转速、1个旋转方向的变极三相异步电动机444

9.2.5.4 带2个独立绕组、用于2种转速、2个旋转方向的变极三相异步电动机446

9.2.5.5 具有3种转速和1个旋转方向的变极三相异步电动机，其中1个绕组为达兰德线路，另1个独立绕组用于低速448

9.2.5.6 具有3种转速和1个旋转方向的变极三相异步电动机，其中一个绕组为达兰德线路，另一个独立绕组用于中速450

9.2.5.7 具有3种转速和1个旋转方向的变极三相异步电动机，其中1个绕组为达兰德线路，另1个独立绕组用于高速452

9.2.5.8 带2个独立绕组、用于3种转速和2个旋转方向的变极三相异步电动机，其中1个绕组为达兰德线路，另1个独立绕组用于低速454

9.2.5.9 带2个独立绕组、具有4种转速457

和1个旋转方向的变极三相457

异步电动机457

9.3 三相异步电动机的起动460

9.3.1 用星形接触器、三角形接触器460

和电网接触器实现三相异步电460

动机的星—三角形起动460

9.3.2 三相异步电动机不中断转换的462

星——三角形起动462

9.3.3 4级星—三角形起动465

9.3.4 具有2个旋转方向的三相异步电动机的星—三角形起动467

9.3.5 具有无功电流补偿的三相异步电动机星—三角形起动的电路图470

9.3.6 用3RW21 SIKOSTART472

起动三相异步电动机472

电动机进行软起动与软制动473

9.3.7 用3RW22 SIKOSTART对三相异步473

9.3.8 笼型异步电动机在采用KUSA线路时应用时间继电器进行自动起动475

9.3.9 三相异步电动机经过3极式电阻与时间继电器相接而进行自动起动478

9.3.10 绕线转子异步电动机的自动起动480

9.3.11 具有3个绕组的起动变压器的不中断转换（库伦道夫线路）482

9.4 电动机保护电路484

9.4.1 带冷导体温度传感器的热敏电阻.电动机保护装置484

9.4.1.1 有2个独立绕组、具有2种转速的变极三相异步电动机的热敏电阻-电动机保护装置484

9.4.1.2 三相异步电动机的热敏电阻保护和分断，在2个传感器回路中，各装3个传感器的热敏电阻-电动机保护装置是作过载报警用的，而分断是通过带过载和过电流脱扣器的断路器进行的486

9.4.1.3 通过接触器分断6台三相异步电动机的热敏电阻-电动机保护装置488

9.4.2 带有热导体（负温度系数）温度传感器的热敏电阻.电动机保护装置490

9.4.3 3RB12型电子式过载继电器的应用492

9.4.4 具有通信能力的SIMOCODE-DP493

系统的应用493

9.5.1.1 三相异步电动机的直接接通和用反电流制动进行分断497

9.5.1 带转速保护装置的电路497

9.5 带监控保护电器的电路497

9.5.1.2 三相异步电动机的直接接通和用反电流制动进行分断，带有辅助接触器的电路图500

9.5.1.3 用反电流制动使三相异步电动机在两个旋转方向中进行直接换向502

9.5.2 装有传送带保护器的电路504

9.5.3 在接触器控制系统中装有压力506

保护开关的电路506

9.6 带位置开关的电路507

9.6.1 带位置开关的换向电路507

（例如门电路）507

9.6.2 带信号灯的位置开关508

9.7 装有成排式接线端子的电路509

9.7.1 装有可通断的互感器成排式509

接线端子的电路509

9.7.2 辅助回路用保护开关式接线端子509

9.7.3 起始器和执行器的接线端子512

保护装置的电路514

9.8 装有剩余电流（差动电流）514

9.9 耦合元件516

9.10 辅助回路中装有时间继电器的电路518

9.10.1 三相异步电动机用星形接触器、三角形接触器、电网接触器和时间继电器进行星—三角起动518

9.11 备用电源设备520

9.11.1 用3极接触器将电网运行转换到520

备用电源供电（发电机运行）520

9.11.2 用2台3极接触器将具有4极分断的配电电网的运行转换到备用供电520

9.12 设计辅助523

9.12.1 用于控制变压器的辅助选用软523

件ASIST-PC523

10 附录527

10.1 电工技术的基本公式、特性527

参数和单位527

10.1.1 电工技术的基本公式527

之间的区别528

10.1.3 IEC 157-1和IEC 947-2出版物528

10.1.2 DIN EN和DIN VDE标准以及IEC528

规定的电特性参数和单位528

10.1.4 国际单位制（SI）的公式符号530

和SI单位530

10.1.5 国际单位、英国单位和535

美国单位的换算535

10.2 气候值、温度影响和导热539

10.2.1 气候值539

10.2.2 温度影响和导热539

10.3 电缆、导线和母线的载流能力541

和过载时的保护541

10.3.1 保护装置的配合542

10.3.1.1 过载保护542

10.3.1.2 短路保护543

10.3.1.3 具有接地安全和短路安全的导线——具有短路强度的导线545

10.3.2 载流能力547

10.3.3 绝缘导线在周围温度30～70℃时的负载及其按美国标准和加拿大标准规定与导线保护熔断器之间的配合551

10.3.4 母线和电器连接接线端子的553

发热负载能力553

10.3.5 铜线和铝线的电阻554

10.4 三相交流异步电动机的额定电流555

10.5 三相交流配电变压器558

10.5.1 三相交流配电变压器的接线符号和接线组561

10.6 导线保护装置和开关电器保护562

装置的脱扣特性562

10.6.1 断路器、小型断路器（导线保护开关）和过载继电器的脱扣特性曲线562

10.6.2 熔断器的熔化时间电流特性曲线（工作等级gI/gG、aM和gR）562

10.6.3 小型断路器的特性曲线和脱扣特性564

10.6.4 熔断器的限流图解566

10.6.5 熔断器和小型断路器的选择性566

10.6.6 断路器与小型断路器之间的选择性极限和断路器与断路器之间的选择性极限568

10.6.5.2 小型断路器（导线保护开关）的选择性568

10.6.5.1 熔断器的选择性568

10.6.7 前接断路器和后接的小型断路器或断路器的后备保护571

10.7 短路电流612

10.7.1 通过导线和电缆衰减短路电流612

10.7.2 短路电流的作用力612

10.8 针对每日不同的使用时间来计算613

开关电器的通断循环次数613

10.9 国际上低压电网的电压与频率614

10.10 低压电气设备的EG（欧共体）法令618

10.11 专业概念的简要解释621

10.12 主要规范、标准化机构和试验站的地址660

10.13 主题为“低压电网的通断、保护和配电”的书籍和产品样本663

10.13.1 书籍663

10.13.2 西门子产品样本664

德汉主题词目录667

原版编辑、作者姓名录689