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低压元器件及低压电气基础知识培训 2020 1 25 培训重点 1 熟悉常用低压电器的种类 结构特点及应用场合 2 熟悉常用低压电器的选用及电气符号 3 了解常用传感器的种类及应用场合 目录 电气常识 传感器介绍 低压元件介绍 典型电气元件故障 电气常用工具 教学过程 低压电的定义 交流电压工作于50Hz或者60Hz 额定电压1200V及以下 或者直流电压15O0V及以下 安全电压的定义 指不致使人直接致死或致残的电压 一般环境条件下允许持续接触的 安全特低电压 是不高于36V 低压电器定义 一种能根据外界的信号和要求 手动或自动地接通 断开电路 以实现对额定电压1200V及以下 或者直流电压15O0V及以下电路或非电对象的切换 控制 保护 检测 变换和调节的元件或设备 电气元件 低压元件 课程大纲 断路器 交流接触器 中间继电器 热继电器 按钮 指示灯 转换开关 行程开关 低压元件 常用电气元件 低压元件 断路器 1 断路器1 1断路器图片 低压元件 断路器 1 2断路器的作用 低压断路器又叫自动空气开关 既有手动开关作用 又能自动进行失压 欠压 过载和短路保护的电器 可用来分配电能 不频繁地启动异步电机 对电源线路及电动机等实行保护 当它们发生严重的过载或短路及欠电压等故障时能自动切断电路 过载 短路 剩余电流动作 隔离 低压元件 断路器 1 3断路器的原理 1 弹簧2 主触头3 锁链4 自由脱扣器5 过电流脱扣器6 过载脱扣器7 欠电压脱扣器8 分励脱扣器 1 当电路发生短路或严重过载时 过电流脱扣器5的衔铁吸合 使自由脱扣机构动作 主触点断开主电路 2 当电路过载时 过载脱扣器6的热元件发热使双金属片上弯曲 推动自由脱扣机构动作 3 当电路欠电压时 欠电压脱扣器7的衔铁释放 也使自由脱扣机构动作 4 分励脱扣器8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 衔铁带动自由脱扣机构动作 使主触点断开 原理视频 低压元件 断路器 1 4断路器符号和型号 1 文字符号 QF 2 图形符号 QF QF 低压元件 断路器 3 型号分类按电流分类 6A 10A 16A 20A 25A 32A 40A 63A按极数分类 1P 2P 1P N 3P 4P 3P N按剩余电流动作分类 0 03A 0 05A 0 075A 0 1A 0 3A 2 熔断器2 1熔断器的图片 低压元件 熔断器 2 2熔断器的工作原理 低压元件 熔断器 1 原理 利用金属导体作为熔体串联于电路中 当过载或短路电流通过熔体时 因其自身发热而熔断 从而分断电路的一种电器 用于过载或短路保护 2 文字符号 FU 3 图形符号 2 3熔断器的选用原则 低压元件 熔断器 熔断器类型的选择主要依据负载的保护特性和预期短路电流的大小2 熔断器额定电压的选择所选熔断器的额定电压应不低于线路的额定工作电压3 熔体额定电流的选择 用于保护照明或电热设备及一般控制电路的熔断器 所选熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流 用于保护电动机的熔断器 应按电动机的起动电流倍数考虑 避开电动机起动电流的影响 一般选熔体额定电流为电动机额定电流的 1 5 3 5 倍 4 快速熔断器的选择要求短路保护具有快速熔断的能力 低压元件 交流接触器 3 交流接触器3 1交流接触器的图片 低压元件 交流接触器 3 2交流接触器的结构和工作原理 1 基本结构 电磁机构 由线圈 动铁心 衔铁 和静铁心组成 触头系统 由主触头和辅助触头组成 主触头用于通断主电路 辅助触头用于控制电路中 原理视频 低压元件 交流接触器 2 文字符号 KM3 图形符号 线圈 辅助常闭触头 辅助常开触头 主触头 低压元件 交流接触器 4 型号定义 例如 CJX1 922BZ 9A2常开 2常闭24V直流 低压元件 热继电器 4 热继电器4 1热继电器图片 功能 过载保护 工作原理 发热元件接入电机主电路 若长时间过载 双金属片被烤热 因双金属片的下层膨胀系数大 使其向上弯曲 扣板被弹簧拉回 常闭触头断开 1 原理 发热元件 串联在主电路中 串联在控制电路中 4 2热继电器的工作原理 低压元件 热继电器 低压元件 热继电器 2 文字符号 FR3 图形符号 热元件 常闭触头 常开触头 低压元件 热继电器 4 主要型号及技术参数常用的热继电器有 JR0 JR2 JR9 JR10 JR15 JR16 JR20 JR36等几个系列 低压元件 中间继电器 5 中间继电器5 1中间继电器图片 低压元件 中间继电器 5 2中间继电器的结构和工作原理中间继电器的原理是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大 即增大触头容量 的继电器 其实质是电压继电器 但它的触头数量较多 可达8对 触头容量较大 5 10A 动作灵敏 含有线圈 常开触点 常闭触点1 文字符号 KA2 图形符号 吸引线圈 常闭触头 常开触头 低压元件 中间继电器 3 用途当其它电器的触头对数不够用时 可借助中间电器来扩展它们的触头数量 也可以实现触点通电容量的扩展 低压元件 按钮 6 按钮6 1按钮的图片 低压元件 按钮 按钮的图片 低压元件 按钮 按钮的图片 按钮产品外形图 作用 按钮是一种简单的手动电器 用来接通和断开控制电路 低压元件 按钮 按钮主要用作急停按钮 启动按钮 停止按钮 组合按钮 点动按钮 复位按钮 常开按钮 常闭按钮 复合按钮 低压元件 按钮 低压元件 按钮 6 2按钮的结构及工作原理 1 基本结构及工作原理 2 文字符号 SB3 图形符号 对于常开触头 在按钮未被按下前 触头是断开的 按下按钮后 常开触头被连通 电路也被接通 对于常闭触头 在按钮未被按下前 触头是闭合的 按下按钮后 触头被断开 电路也就被断开 常闭触头 常开触头 低压元件 按钮 4 按钮的使用 1 选择时应根据所需的触头数 使用的场所及颜色来确定 2 按钮颜色要求 停止 和 急停 按钮必须是红色 当按下红色按钮时 必须使设备停止工作或断电 起动 按钮的颜色是绿色 3 按控制回路的需要 确定不同的按钮数 如单钮 双钮 三钮 多钮等 低压元件 指示灯 7 指示灯7 1指示灯的图片 低压元件 指示灯 7 2指示灯的作用 红绿指示灯的作用有三 一是指示电气设备的运行与停止状态 二是监视控制电路的电源是否正常 三是利用红灯监视跳闸回路是否正常 用绿灯监视合闸回路是否正常 低压元件 转换开关 8 转换开关8 1转换开关图片 低压元件 转换开关 转换开关图片 低压元件 转换开关 8 2转换开关的结构和工作原理1 基本结构及工作原理万能转换开关由操作机构 面板 手柄及数个触头座等主要部件组成 低压元件 转换开关 2 文字符号 SA3 图形符号 各触头在手柄转到不同档位时的通断状态用黑点 表示 有黑点者表示触头闭合 无黑点者表示触头断开 低压元件 行程开关 9 行程开关9 1行程开关图片 低压元件 行程开关 2 文字符号 SQ3 图形符号 低压元件 行程开关 4 基本结构及工作原理利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路 达到一定的控制目的 传感器 课程大纲 磁性开关 光电开关 压力传感器 位移传感器 传感器 磁性开关 1 磁性开关1 磁性开关图片 传感器 磁性开关 2 磁性开关的工作原理 一种利用磁场信号来控制的线路开关器件 也叫磁控开关 磁性开关中的干簧管又叫磁控管是利用磁场信号来控制的一种开关元件 当无磁时电路断开 能够用来检测机械运动或电路的状态 磁性开关不处在工作状态时 玻璃管中的两个簧片是不接触的 如果有磁性物质接近玻璃管时 在磁场的作用下 两个簧片会被磁化而相互吸合在一起 从而使电路接通 当磁性物质消失后 没有外磁力的影响 两个簧片又会因为自身所具有的弹性而分开 断开电路 主要用于检测带磁环的气缸的位置状态 传感器 磁性开关 3 磁性开关的分类 按结构形式分电子式无接点型 CS1 和磁簧管有接点型 DS1 按配线的形式分二线式 三线式NPN 三线式PNP 按气缸类型分A型 M型 E型 F型 G型等 不同类型的气缸使用的磁开是有差异 传感器 磁性开关 2 磁性开关的接线和注意事项 一 在使用二线式的磁性开关时 一定要串接负载后才能够使用 否则会因电流过大导致磁性开关烧毁 通常情况下是使用二线的磁性开关 二 磁性开关必须使用直流电源 电压在10 24VDC 二线磁性开关不能直接接电源 必须串接负载 棕色要接在高电位 蓝色线接在低电位 否则指示灯不会亮 若是接线非上述的情形 并不会损坏磁性开关 只要将两条接线对调 指示灯即可正常指示三 在使用三线式的电子无接点型式磁性开关时 一定要使用 DC 直流电源 并请注意NPN或PNP接线方式 棕色线要接在高电位 蓝色线接在低电位 黑色线串接至负载 棕色 蓝色 黑色等三条线若有接错时 则可能会导致磁性开关损坏 四 使用磁性开关时 应尽量远离强磁场或周边有导磁金属的环境 以避免干扰 传感器 接近开关 2 接近开关1 接近开关图片 传感器 接近开关 2 接近开关的工作原理 电感式接近开关主要由传感器 感应头 振荡器 开关电路 输出电路以及稳压电源等组成 振荡器振荡后 在开关的感应面上产生交变磁场 当金属物体接近感应面时 金属体产生涡流 吸收了振荡器的能量 使振荡减弱以致停振 振荡与停振两种不同的状态 由整形放大器转换成二进制的开关信号 从而达到检测位置的目的 传感器 接近开关 3 接近开关的分类 电感式接近开关 电容式接近开关 霍尔式接近开关 检测的物体必须是导电体 检测的对象 不限于导体 可以绝缘的液体或粉状物等 检测对象必须是磁性物体 利用霍尔元件做成的开关 叫做霍尔开关 当磁性物件移近霍尔开关时 开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化 由此识别附近有磁性物体存在 进而控制开关的通或断 利用导电物体在接近接近产生电磁场 使物体内部产生涡流 这个涡流反作用到接近开关 使开关内部电路参数发生变化 由此识别出有无导电物体移近 进而控制开关的通或断 这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板 而另一个极板是开关的外壳 这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接 当有物体移向接近开关时 不论它是否为导体 由于它的接近 总要使电容的介电常数发生变化 从而使电容量发生变化 使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化 由此便可控制开关的接通或断开 传感器 接近开关 4 接近开关的接线 接近开关有两线制和三线制之区别 常用的是以三线制为主 三线制接近开关又分为NPN型和PNP型 它们的接线是不同的 一 两线制接近开关的接线比较简单 接近开关与负载串联后接到电源即可 二 三线制接近开关的接线 棕色线接电源正端 蓝色线接电源0V端 黄 黑 色线为信号 应接负载 而负载的另一端是这样接的 对于NPN型接近开关 应接到电源正端 对于PNP型接近开关 则应接到电源0V端 三 接近开关的负载可以是信号灯 继电器线圈或可编程控制器PLC的数字量输入端 传感器 接近开关 5 接近开关的选用 对于不同的材质的检测体和不同的检测距离 应选用不同类型的接近开关 以使其在系统中具有高的性能价格比 根据传感器的安装要求 一是选择圆形或方形的接近开关 二是选择埋入型还是露出型 根据供电电压选择 供电常用的有12VDC 24VDC 220VAC 根据输出状态选择 可选用NPN常开型 PNP常开型 NPN常闭型 PNP常闭型 检测物体和环境条件 输出状态 使用电压 外径和大小 检测距离 安装要求 接近开关技术参数 传感器 光电开关 3 光电开关1 光电开关的图片 传感器 光电开关 2 光电开关的工作原理 光电传感器在一般情况下 有三部分构成 它们分为 发送器 光源 接收器 光电元件 和检测电路 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器 它首先把被测量的变化转换成光信号的变化 然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号 当检测物通过时挡住了光 并把光部分反射回来 收光器就收到光信号 输出一个开关信号 传感器 光电开关 3 光电开关的分类 一 按检测方式可以分为以下几种 对射式 镜面反射式 漫反射式 一个发射一个接受 检测距离远 可靠 发射和接收在一起 对面放个镜面 靠是否反射回光线判定 发射和接收在一起 靠被检测物反射回来的光来判定 一般检测距离比较短 二 按光线分 红外光 激光 可见光等 槽型式 把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电 发光器能发出红外光或可见光 在无阻情况下光接收器能收到光 但当被检测物体从槽中通过时 光被遮挡 光电开关便动作 传感器 光电开关 4 光电开关的接线 光电开关的接线和接近开关的接线类似 一般三线式光电开关的棕色线是 24V 蓝线是电源负极 黑线是信号输出 对于NPN型光端开关 输出负电与负载相接 负载的另一端接电源正极 对于PNP型光电开关 输出正电与负载相接 负载的另一端接电源的负极 四线光电开关是既有常开型也有常闭型 根据实际需要选择 负载可以是接触器线圈 继电器线圈 也可以是PLC等 PLC作为负载时要特别注意输入电信号的正负极匹配问题 传感器 光电开关 5 光电开关的选用 对于不同的材质的检测体和不同的检测距离 应选用不同类型的光电开关 以使其在系统中具有高的性能价格比 根据传感器的安装要求 选择圆形或方形或槽型的 根据供电电压选择 传感器 力传感器 4 力传感器1 力传感器的图片 传感器 力传感器 4 力传感器1 力传感器的图片 传感器 力传感器 2 力传感器的工作原理 力传感器是一种将力信号转变为电信号输出的电子元件 产品具有性能稳定 使用灵活 可靠性高等优点 金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象 俗称为电阻应变效应 当没有压力时4片应变片组成平衡的全桥式电路 当压力作用于内腔时 圆筒变形成 腰鼓形 使电桥失去平衡 输出与压力成一定关系的电压 电力拖动系统组成 主电路 由电动机 接触器主触点等电器元件组成 电流大 控制电路 由接触器线圈 按钮 继电器等电器元件组成 电流小 说明 同一电器各工作部件画在各处 但它们的动作相互关联 同一电器上的各部件 必须标以相同文字符号 电力拖动 电动机起 停控制方式的演示 电动机接触器起 停控制方式的演示 主控电路 控制电路 电气常识 1 三相电 三相交流电 是由三个频率相同 振幅相等 相位依次互差120 的交流电势组成的电源 相与相之间的电压称为线电压 任两相之间的电压都是380V 相与中性点之间的电压称为相电压 任一相对中性点的电压都是220V 三相电的颜色A相为黄色 B相为绿色 C相为红色 目前有以下几种叫法 A B C或L1 L2 L3或U V W 顺序都是一样的 电气常识 相电压 三相电源中相线与中性线间的电压称相电压 用UA UB UC表示 相电流 三相电源中流过每相负载的电流为相电流 用IAB IBC ICA表示 线电压 三相电源中 任意两根导线之间的电压为线电压 用UAB UBC UCA表示 线电流 从电源引出的三根导线中的电流为线电流 用IA IB IC表示 电气常识 三相对称负载接成星型时 1 线电压等于相电压的 3倍 线电压超前相电压30 2 相电流等于线电流 三相负载接成三角形时 1 线电压等于相电压 2 线电流等于相电流的 3倍 相位滞后对应相电流30 电气常识 相序 是指相位的顺序 即三相交流量在某一确定的时间t内达到最大值 或零值 的先后顺序 例如 对称的三相电压 频率相同 而且在相位上彼此相差120 即A相超前B相120 B相超前C相120 C相超前A相120 这种三相电压由A到B再到C的顺序称为三相电压的相序 相位 一般根据系统电站或发电厂的相位来命名的 单对于两个供电系统的电站 单纯按照变电站或发电厂的相位来确定还不够 还必须通过核相的方法来确定 以避免发生错误并列的事故 电气常识 电能的质量标准 1 电压正常 其偏移不超过额定值的 5 2 频率正常 偏移不超过 0 2 0 5HZ 3 波形正常 电压偏差的允许值 1 35kV及以上电压供电的 电压允许偏差为额定电压的 10 2 10kV及以下三相供电的 电压允许偏差为额定电压的 7 3 220V单相供电电压允许偏差为额定电压的 7 10 电气常识 2 中性线变压器 发电机的绕组中有一点 此点与外部各接线端间的电压绝对值均相等 这一点就称为中性点 由中性点引出的导线 称为中性线 中性点接地后引出来的导线叫零线 符号N 中性点没有接地引出来的导线叫中性线 电气常识 3 地线在电系统或电子设备中 接大地 接外壳或接参考电位为零的导线 符号PE 地线在用户端接地 和用电电器的金属外壳或人体可触部位连接 使机壳与大地等电位 保护人体不触电 地线不与输电线路构成回路 正常情况下没有电流 只有当接了保护接地的设备发生异常情况 漏电 后才有电流通过 工作接地是把金属导体铜块埋在土壤里 再把它的一点用导线引出地面 用它完成回路使设备达到性能要求的接地线 地线要求接地电阻 4 电气常识 4 短路指电力系统正常运行情况以外的一切相与相之间的短接 三相系统中短路的基本类型有两相短路 单相接地短路 两相接地短路 发生短路的主要原因 由于各种因数 如过电压 雷击 绝缘老化 机械损伤等 所至的电气设备和载流导体的绝缘损伤 此外 电力系统的其他一些故障也可能直接导致短路 如由风 雪 冰等所引起的输电线断线倒杆事故 运行人员的误操作以及飞禽或其它小动物跨接裸导体等 都可能造成短路 电气常识 5 过电压电气设备出现的暂时的 超过其工作电压的不正常电压 这种电压升高的现象 叫做过电压 过电压的类型 过电压分为外部过电压和内部过电压 雷击电气设备而产生外部过电压也叫大气过电压 它又分为直击雷过电压和感应雷过电压 前者由于流经被击物的雷电流造成的 后者由于电磁场的剧烈变化而产生的 当电网在运行中如进行切断和投入空载变压器 空载线路的操作和如发生系统内的单相电弧接地时 以及某些网络发生谐振时都会出现过电压 这种过电压是由于电网内部的原因造成 所以叫做内部过电压 电气常识 6 照明开关为何必须接在火线上 如果将照明开关装设在零线上 虽然断开时电灯也不亮 但灯头的相线仍然是接通的 而人们以为灯不亮 就会错误地认为是处于断电状态 而实际上灯具上各点的对地电压仍是220伏的危险电压 如果灯灭时人们触及这些实际上带电的部位 就会造成触电事故 所以各种照明开关或单相小容量用电设备的开关 只有串接在火线上 才能确保安全 电气常识 7 发生触电事故的主要原因是什么 1 缺乏电气安全知识 在高压线附近放风筝 爬上高压电杆掏鸟巢 低压架空线路断线后不停电用手去拾火线 黑夜带电接线手摸带电体 用手摸破损的胶盖刀闸 2 违反操作规程 带电连接线路或电气设备而又未采取必要的安全措施 触及破坏的设备或导线 误登带电设备 带电接照明灯具 带电修理电动工具 带电移动电气设备 用湿手拧灯泡等 3 设备不合格 安全距离不够 二线一地制接地电阻过大 接地线不合格或接地线断开 绝缘破坏导线裸露在外等 4 设备失修 大风刮断线路或刮倒电杆未及时修理 胶盖刀闸的胶木损坏未及时更改 电动机导线破损 使外壳长期带电 瓷瓶破坏 使相线与拉线短接 设备外壳带电 5 其他偶然原因 夜间行走触碰断落在地面的带电导线 电气常识 8 发生触电时应采取哪些救护措施 发生触电事故时 在保证救护者本身安全的同时 必须首先设法使触电者迅速脱离电源 然后进行以下抢修工作 1 解开妨碍触电者呼吸的紧身衣服 2 检查触电者的口腔 清理口腔的粘液 如有假牙 则取下 3 立即就地进行抢救 如呼吸停止 采用口对口人工呼吸法抢救 若心脏停止跳动或不规则颤动 可进行人工胸外挤压法抢救 决不能无故中断 4 劝退现场闲杂人员 及时向上级领带报告并请医生前来抢救 电气常识 9 安全用电有哪些措施 正确掌握安全用电知识 确保用电安全至关重要 1 不要购买 三无 的假冒伪劣家用产品 2 使用电器时应有完整可靠的电源线插头 对金属外壳的电器都要采用接地保护 3 不能在地线上和零线上装设开关和保险丝 禁止将接地线接到自来水 煤气管道上 4 不要用湿手接触带电设备 不要用湿布擦抹带电设备 5 不要私拉乱接电线 不要随便移动带电设备 6 检查和修理电器时 必须先断开电源 7 电源线破损时 要立即更换或用绝缘布包扎好 8 电器或电线发生火灾时 应先断开电源再灭火 电气常识 10 电气火灾产生的原因 漏电 断路 过负荷 接触电阻过大处理措施 发生火灾后 为防止火灾扩大 及时切断电源 1 选用不导电的灭火器如二氧化碳 四氯化碳 干粉灭火器等 2 人与带电体保持必要安全距离 3 防止触电 典型电气元件故障 诚信创新责任学习激情 典型电气元件故障 诚信创新责任学习激情 典型电气元件故障 诚信创新责任学习激情 典型电气元件故障 诚信创新责任学习激情 典型电气元件故障 诚信创新责任学习激情 典型电气元件故障 诚信创新责任学习激情 典型电气元件故障 诚信创新责任学习激情 典型电气元件故障 诚信创新责任学习激情 典型电气元件故障 诚信创新责任学习激情 典型电气元件故障 典型电气元件故障 诚信创新责任学习激情 典型电气元件故障 诚信创新责任学习激情 典型电气元件故障 诚信创新责任学习激情 典型电气元件故障 典型电气元件故障 诚信创新责任学习激情 典型电气元件故障 诚信创新责任学习激情 传感器不工作的现象主要是由于传感器内部烧毁 更换传感器即可 电气知识培训目 五 常用工具篇 验电笔氖泡式验电笔的检测电压范围为60 500V 钢笔式结构 前金属探头 内部依次装接氖泡 安全电阻和弹簧 弹簧与后部的金属部分相接触 使用时手应触及该金属部分 注意事项 使用前 一定要在有电的电源上检查验电笔是否正常发光 使用时一般应穿绝缘鞋 在明亮的光线下应注意避光仔细测试 测试时防止相间或对地短路 设备外壳往往有感应电 用电笔测试有电 但不一定会造成触电的危险 必须用其它方法 万用表 测试是否真正带电还是感应电 36V以下往往测试无效 诚信创新责任学习激情 2 螺钉旋具称为螺丝刀 起子等 规格长度以柄部以外的体部长度表示 有100mm 150mm 200mm 300mm 400mm等 要掌握正确的操作姿势 如果紧固或拆卸带电时 注意手不得触及金属杆 采取措施 以免发生触电事故 3 活扳手规格以长度 最大开口宽度 mm 来表示 电工常用150