低压电器的基本知识

1、1一、低压电器的定义一、低压电器的定义通常对电能的生产、输送、分配和使用起控制、通常对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用的电气设备称为调节、检测、转换及保护作用的电气设备称为电器。按工作电压的不同，电器分为高压电器电器。按工作电压的不同，电器分为高压电器和低压电器两大类。和低压电器两大类。低压电器是指工作在额定电压交流低压电器是指工作在额定电压交流1200V以下、以下、直流直流1500V及以下电路中起通断、控制、保护及以下电路中起通断、控制、保护或调节作用的电器。低压电器在保证配电网的或调节作用的电器。低压电器在保证配电网的安全、可靠、经济运行和人身安全中起到重要安

2、全、可靠、经济运行和人身安全中起到重要作用。作用。2低压电器的作用有：1.控制作用控制作用 如电梯的上下移动、快慢速自动切如电梯的上下移动、快慢速自动切换与自动停层等。换与自动停层等。2.保护作用保护作用 能根据设备的特点，对设备、环境、能根据设备的特点，对设备、环境、以及人身实行自动保护，如电机的过热保护、以及人身实行自动保护，如电机的过热保护、电网的短路保护、漏电保护等。电网的短路保护、漏电保护等。3.测量作用测量作用 利用仪表及与之相适应的电器，对利用仪表及与之相适应的电器，对设备、电网或其它非电参数进行测量，如电流、设备、电网或其它非电参数进行测量，如电流、电压、功率、转速、温度、湿度

3、等。电压、功率、转速、温度、湿度等。 34.调节作用调节作用 低压电器可对一些电量和非电量进低压电器可对一些电量和非电量进行调整，以满足用户的要求，如柴油机油门的行调整，以满足用户的要求，如柴油机油门的调整、房间温湿度的调节、亮度的自动调节等。调整、房间温湿度的调节、亮度的自动调节等。5.指示作用指示作用 利用低压电器的控制、保护等功能，利用低压电器的控制、保护等功能，检测出设备运行状况与电气电路工作情况，如检测出设备运行状况与电气电路工作情况，如绝缘监测、保护掉牌指示等。绝缘监测、保护掉牌指示等。6.转换作用转换作用 在用电设备之间转换或对低压电器、在用电设备之间转换或对低压电器、控制电路分

4、时投入运行，以实现功能切换，如控制电路分时投入运行，以实现功能切换，如励磁装置手动与自动的转换，自备电源的切换励磁装置手动与自动的转换，自备电源的切换等。等。当然，低压电器作用远不止这些，随着科学技术当然，低压电器作用远不止这些，随着科学技术的发展，新功能、新设备会不断出现。的发展，新功能、新设备会不断出现。4二、低压电器的分类二、低压电器的分类低压电器种类繁多，结构各异，功能多样，用途广泛。低压电器种类繁多，结构各异，功能多样，用途广泛。其分类如下：其分类如下：1.按动作方式分类可分为以下两类：按动作方式分类可分为以下两类：（1）手动电器。）手动电器。由人手直接操作才能完成任务的电器称由人手

5、直接操作才能完成任务的电器称为手动电器。如刀开关、按钮和转换开关等。为手动电器。如刀开关、按钮和转换开关等。（2）自动电器。）自动电器。依靠指令信号或某种物理量（如电压、依靠指令信号或某种物理量（如电压、电流、时间、速度、热量、位移等）变化就能自动完电流、时间、速度、热量、位移等）变化就能自动完成接通、分断电路任务的电器称为自动电器。如接触成接通、分断电路任务的电器称为自动电器。如接触器、继电器等。器、继电器等。 52.按用途分类可分为以下两类：按用途分类可分为以下两类：（1）低压保护电器。）低压保护电器。这类电器主要在低压配电这类电器主要在低压配电系统及动力设备中起保护作用，以保护电源、系统

6、及动力设备中起保护作用，以保护电源、线路或电动机。如熔断器、热继电器等。线路或电动机。如熔断器、热继电器等。（2）低压控制电器。）低压控制电器。这类电器主要用于电力拖这类电器主要用于电力拖动控制系统中，用于控制电路通断或控制电动动控制系统中，用于控制电路通断或控制电动机的各种运行状态并能及时可靠地动作。如接机的各种运行状态并能及时可靠地动作。如接触器、继电器、控制按钮、行程开关、主令控触器、继电器、控制按钮、行程开关、主令控制器和万能转换开关等。制器和万能转换开关等。有些电器具有双重作用，如低压断路器既能控制有些电器具有双重作用，如低压断路器既能控制电路的通断，又能实现短路、欠压及过载保护。电

7、路的通断，又能实现短路、欠压及过载保护。 63.按执行机构分类可分为以下两类：按执行机构分类可分为以下两类：（1）电磁式电器。）电磁式电器。利用电磁感应原理，通利用电磁感应原理，通过触点的接通和分断来通断电路的电器过触点的接通和分断来通断电路的电器称为电磁式电器。如接触器、低压断路称为电磁式电器。如接触器、低压断路器等。器等。（2）非电量控制电器。）非电量控制电器。其工作是靠非电量其工作是靠非电量（如压力、温度、时间、速度等）的变（如压力、温度、时间、速度等）的变化而动作的电器称为非电量控制电器。化而动作的电器称为非电量控制电器。如刀开关、行程开关、按钮、速度继电如刀开关、行程开关、按钮、速度

8、继电器、压力继电器和温度继电器等。器、压力继电器和温度继电器等。7三、低压电器的基本结构三、低压电器的基本结构电磁式低压电器大都由两个主要部分组成，即电磁机构和触头系统。81.电磁机构电磁机构电磁机构的主要作用是将电磁能量转换成机械电磁机构的主要作用是将电磁能量转换成机械能量，即将电磁机构中吸引线圈的电流转换成能量，即将电磁机构中吸引线圈的电流转换成电磁力，带动触头动作，从而接通、分断电路电磁力，带动触头动作，从而接通、分断电路完成控制作用。完成控制作用。 电磁机构主要由衔铁、铁心、吸引线圈三部分电磁机构主要由衔铁、铁心、吸引线圈三部分组成。组成。工作原理工作原理:是当线圈上有工作电流通过时，

9、电是当线圈上有工作电流通过时，电磁吸力克服弹簧的反作用力，使得衔铁与铁心磁吸力克服弹簧的反作用力，使得衔铁与铁心闭合，由连接机构带动相应的触头动作。从常闭合，由连接机构带动相应的触头动作。从常用铁心的衔铁运动形式来看，铁心主要可分为用铁心的衔铁运动形式来看，铁心主要可分为拍合式和直动式两大类拍合式和直动式两大类 9(a)(b)(c) 图1-1 电磁机构的结构形式1- 衔铁 2- 铁芯 3- 吸引线圈为衔铁沿棱角转动的拍为衔铁沿棱角转动的拍合式铁心，其铁心材料合式铁心，其铁心材料由电工软铁制成，它广由电工软铁制成，它广泛用于直流电器中。泛用于直流电器中。 为衔铁沿轴转动的拍合式铁心，铁心为衔铁沿

10、轴转动的拍合式铁心，铁心形状有形状有E形和形和u形两种，其铁心材料形两种，其铁心材料由硅钢片叠成，多用于触头容量较大由硅钢片叠成，多用于触头容量较大的交流电器中；的交流电器中； 为衔铁直线运动的双为衔铁直线运动的双E形直动式铁心，形直动式铁心，它也是由硅钢片叠制而成的，多用于它也是由硅钢片叠制而成的，多用于触头为中、小容量的交流接触器和继触头为中、小容量的交流接触器和继电器中。电器中。 10电磁线圈由漆包线绕制而成，也分为交、直流两大类，电磁线圈由漆包线绕制而成，也分为交、直流两大类，当线圈通过工作电流时产生足够的磁动势，从而在磁当线圈通过工作电流时产生足够的磁动势，从而在磁路中形成磁通，使衔

11、铁获得足够的电磁力，克服反作路中形成磁通，使衔铁获得足够的电磁力，克服反作用力而吸合。用力而吸合。 11触头系统触头系统 触头的作用是接通或分断电路，因此要求触头触头的作用是接通或分断电路，因此要求触头要具有良好的接触性能要具有良好的接触性能 (如接触器、继电器等如接触器、继电器等)常采用银质材料作触头，这是因为银的氧化膜常采用银质材料作触头，这是因为银的氧化膜电阻率与纯银相似，可以避免触头表面氧化膜电阻率与纯银相似，可以避免触头表面氧化膜电阻率增加而造成接触不良。电阻率增加而造成接触不良。桥式桥式 桥式桥式指式指式 桥式触头又分为点接触式和面接触式，点接触桥式触头又分为点接触式和面接触式，点

12、接触式适用于电流不大的场合，面接触式适用于电式适用于电流不大的场合，面接触式适用于电流较大的场合。流较大的场合。 指形触头在接通与分断时产生滚动摩擦，可以指形触头在接通与分断时产生滚动摩擦，可以去掉氧化膜，故其触头可以用紫（黄）铜制造，去掉氧化膜，故其触头可以用紫（黄）铜制造，特别适合于触头分合次数多、电流大的场合。特别适合于触头分合次数多、电流大的场合。 123.灭弧系统灭弧系统 （1）双断口灭弧）双断口灭弧 指同一相采用两对触头，使电弧分成两个指同一相采用两对触头，使电弧分成两个串联的短弧，使每个断口的弧隙电压降低，触头的灭弧行程串联的短弧，使每个断口的弧隙电压降低，触头的灭弧行程缩短，提

13、高灭弧能力。这种灭弧方法结构简单，无需专门的缩短，提高灭弧能力。这种灭弧方法结构简单，无需专门的灭弧装置，一般多用于小功率的电器中。如图灭弧装置，一般多用于小功率的电器中。如图1-4所示。所示。（2）磁吹灭弧）磁吹灭弧 利用气体或液体介质吹动电弧，使之拉长、利用气体或液体介质吹动电弧，使之拉长、冷却。按照吹弧的方向，分纵吹和横吹。另外还有两者兼有冷却。按照吹弧的方向，分纵吹和横吹。另外还有两者兼有的纵横吹，大电流横吹，小电流纵吹。磁吹灭弧广泛用于直的纵横吹，大电流横吹，小电流纵吹。磁吹灭弧广泛用于直流接触器中。流接触器中。 （3） 栅片灭弧栅片灭弧 当开关分断时触头间产生电弧，电弧在磁当开关分

14、断时触头间产生电弧，电弧在磁场力作用下进入灭弧栅片（金色片）内被切割成几个串联的场力作用下进入灭弧栅片（金色片）内被切割成几个串联的短弧。当外加电压不足以维持全部串联短电弧时，电弧迅速短弧。当外加电压不足以维持全部串联短电弧时，电弧迅速熄灭。如图熄灭。如图1-5所示。空气开关多采用这种灭弧方法。所示。空气开关多采用这种灭弧方法。 （4）灭弧罩灭弧）灭弧罩灭弧 这是一种比栅片灭弧跟简单的灭弧方式，这是一种比栅片灭弧跟简单的灭弧方式，采用由陶土和石棉水泥做成的耐高温的灭弧罩，通过隔离和采用由陶土和石棉水泥做成的耐高温的灭弧罩，通过隔离和降温来实现灭弧。它主要用于交流接触器上。降温来实现灭弧。它主要

15、用于交流接触器上。触头在分断电流的瞬间，在触头间的气隙中就会产生电触头在分断电流的瞬间，在触头间的气隙中就会产生电弧，电弧的高温能量将触头烧损，并可能造成其它事故，弧，电弧的高温能量将触头烧损，并可能造成其它事故，因此，应采用适当措施迅速熄灭电弧。因此，应采用适当措施迅速熄灭电弧。 1314四、低压电器的主要参数四、低压电器的主要参数1.额定电压额定电压额定电压分额定工作电压额定电压分额定工作电压 Ue、额定绝缘电压、额定绝缘电压 Ui、额、额定脉冲耐受电压定脉冲耐受电压 Uimp 三种。三种。（1） 额定工作电压是与额定工作电流共同决定额定工作电压是与额定工作电流共同决定使用使用类别的一种电

16、压。对于多相电路，此电压是指相间类别的一种电压。对于多相电路，此电压是指相间电压，即线电压。电压，即线电压。（2） 额定绝缘电压是与介电性能试验、爬电距离额定绝缘电压是与介电性能试验、爬电距离（电器中具有电位差的相邻两导电物体间沿绝缘体（电器中具有电位差的相邻两导电物体间沿绝缘体表面的最短距离，也称漏电距离）相关的电压，在表面的最短距离，也称漏电距离）相关的电压，在任何情况下都不低于额定工作电压。任何情况下都不低于额定工作电压。（3）额定脉冲耐受电压，是反映电器当其所在系统）额定脉冲耐受电压，是反映电器当其所在系统发生最大过电压时所能耐受的能力。额定绝缘电压发生最大过电压时所能耐受的能力。额定

17、绝缘电压和额定脉冲耐受电压，共同决定了该电器的绝缘水和额定脉冲耐受电压，共同决定了该电器的绝缘水平。平。152.额定电流额定电流 额定电流分额定工作电流额定电流分额定工作电流Ie、约定发热电流、约定发热电流Ith、约定封闭发热电流约定封闭发热电流Ithe及额定不间断电流及额定不间断电流Iu四种。四种。 （1）额定工作电流是在规定条件下保证）额定工作电流是在规定条件下保证电器电器正正常工作的电流值。常工作的电流值。 （2）约定发热电流和约定封闭发热电流是电器）约定发热电流和约定封闭发热电流是电器处于非封闭和封闭状态下，按规定条件试验时，处于非封闭和封闭状态下，按规定条件试验时，其部件在其部件在8

18、h工作制下的温升不超过极限值时所能工作制下的温升不超过极限值时所能承载的最大电流。承载的最大电流。 （3）额定不间断电流是指电器在长期工作制下，）额定不间断电流是指电器在长期工作制下，各部件温升不超过极限值时所能承载的电流值。各部件温升不超过极限值时所能承载的电流值。16 3.操作频率与通电持续率操作频率与通电持续率 开关电器每小时内可能实现的最高操作循环次开关电器每小时内可能实现的最高操作循环次数称为操作频率。通电持续率是电器工作于断数称为操作频率。通电持续率是电器工作于断续周期制时，有载时间与工作周期之比，通常续周期制时，有载时间与工作周期之比，通常以百分数表示，符号为以百分数表示，符号为TD。 4.通断能力和短路通断能力通断能力和短路通断能力 通断能力是通断能力是开关开关电器在规定条件下，能在给定电器在规定条件下，能在给定电压下接通和分断的预期电流值。短路通断能电压下接通和分断的预期电流值。短路通断能力是开关电器在规定条件下，包括其出线端短