CH1常用低压电器

第一章常用低压电器

第一节低压电器的基本知识第二节开关电器第三节接触器第四节继电器第五节熔断器第六节主令电器本章小结第一节低压电器的基本知识电器：是指能自动或手动接通和断开电路，以及对电路或非电路现象能进行切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件。低压电器：通常是指交流1200V及以下与直流1500V及以下电路中起通断、控制、保护和调节作用的电气设备。低压电器的定义第一节低压电器的基本知识一、低压电器的分类按控制作用分类执行电器用来完成某种动作或传递功率。如：电磁铁,接触器,电磁阀控制电器用来控制电路的通断。如：开关、继电器。主令电器用来控制其它自动电器的动作，以发出控制“指令”。如：按钮、转换开关等。保护电器用来保护电源、电路及用电设备，使它们不致在短路、过载状态下运行，免遭损坏。如：熔断器、热继电器,过(欠)电流(压)继电器按动作方式分类自动切换电器按照信号或某个物理量的变化而自动动作的电器。如：接触器、继电器等。非自动电器通过人力操作而动作的电器。如：开关、按钮等。

按动作原理分类

电磁式电器：它是根据电磁铁的原理工作的。如：接触器、继电器

非电磁式电器：它是依靠外力（人力或机械力）或某种非电量的变化而动作的电器。如：行程开关、按钮、速度继电器、热继电器

按功能分类

低压配电电器：用于供、配电系统中进行电能输送和分配的电器。如：刀开关、低压断路器、熔断器等；

低压控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。如：接触器、控制继电器、主令电器、电阻器、电磁铁等。

低压主令电器：用于发送控制指令的电器。如按钮、主令开关、行程开关、主令控制器、转换开关等。

低压保护电器：用于对电路及用电设备进行保护的电器。如熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。

低压执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。如电磁铁、电磁离合器等。

第一节低压电器的基本知识第一节低压电器的基本知识二、电磁式电器基本结构电磁机构电磁机构是电器元件的感受部件，它的作用是将电磁能转换成为机械能并带动触点闭合或断开。它通常采用电磁铁的形式，由电磁线圈、静铁心（铁心）、动铁心（衔铁）等组成，其中动铁心与动触点支架相连。触头系统

触头系统属于执行部件。它的作用是通过触点的开、闭来通、断电路的。灭弧装置

电弧：是指触头在闭合和断开（包括熔体在熔断时）的瞬间，都会在触头间隙中由电子流产生弧状的火花，这种由电气原因造成的火花。二、电磁式电器1.电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。

组成

原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。

铁芯衔铁线圈第一节低压电器的基本知识交流：硅钢片叠加直流：整块铸铁或铸钢直动式转动式电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。交流线圈：短而粗，有骨架。直流线圈：细而长，无骨架。电磁机构结构形式a-直动式电磁机构b-拍合式电磁机构1-衔铁2-铁心3-线圈电磁机构结构形式2.触头系统——通过触头的开合控制电路通、断。

类型按位置可分为：静触头和动触头。静触头固定不动，动触头能由联杆带着移动。按其初始位置可分为：常闭触头和常开触头。常闭触头（又称动断触头）——常态时动、静触头是相互闭合的。常开触头（又称动合触头）——常态时动、静触头是分开的。桥式触头指形触头第一节低压电器的基本知识

材料选用：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银质材料制成。触头材料选用电阻系数小的材料，使触头本身的电阻尽量减小；增加触头的接触压力，一般在动触头上安装触头弹簧；改善触头表面状况，尽量避免或减小表面氧化膜形成，在使用过程中尽量保持触头清洁。3.灭弧系统

电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于

10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色的光柱，即电弧。

电弧的分类电弧分直流电弧和交流电弧，交流电弧有自然过零点，故其电弧较易熄灭。第一节低压电器的基本知识

电弧的危害：

延长了切断故障的时间；

高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；

形成飞弧造成电源短路事故。（1）机械灭弧：通过机械将电弧迅速拉长，用于开关电路。

（2）磁吹灭弧：在一个与触头串联的磁吹线圈产生的磁力作用下，电弧被拉长且被吹入由固体介质构成的灭弧罩内，电弧被冷却熄灭。（3）栅片灭弧：当触头分开时，产生的电弧在电场力的作用下被推入一组金属栅片而被分成数段，彼此绝缘的金属片相当电极，因而就有许多阴阳极压降，对交流电弧来说，在电弧过零时使电弧无法维持而熄灭，交流电器常用栅片灭弧。（4）窄缝灭弧：在电弧形成的磁场、电场力的作用下，将电弧拉长进入灭弧罩的窄缝中，使其分成数段并迅速熄灭，该方式主要用于交流接触器中。灭弧的基本方法常用的灭弧装置（1）电动力吹弧图1-9双断口电动力吹弧1-静触头2-动触头3-电弧（2）磁吹灭弧图1-10磁吹灭弧原理1-磁吹线圈2-铁心3-导磁夹板4-引弧角5-灭弧罩6-磁吹线圈磁场7-电弧电流磁场8-动触头（3）栅片灭弧图1-11栅片灭弧示意图1-灭弧栅片2-触头3-电弧（4）窄缝灭弧图1-12窄缝灭弧1-纵缝2-介质3-磁性夹板4-电弧4.短路环——减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。第一节低压电器的基本知识选择低压电器的注意事项在选择时首先考虑安全原则，其次是经济性，另外，在选择低压电器时还应注意以下几点：（1）了解电器的正常工作条件（2）了解电器的主要技术性能（3）明确控制对象及使用环境（4）明确相关的技术数据第二节开关电器一、刀开关（闸刀）普通刀开关是一种结构最简单且应用最广泛的手控低压电器，广泛用在照明电路和小容量（5.5kW）、不频繁起动的动力电路的控制电路中。

作用：隔离电源，不频繁通断电路（长期接通）

分类：

按刀的级数分:单极、双极和三极

按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置

按刀的转换方向分为：单掷和双掷

按接线方式分为：板前接线和板后接线

按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作

按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）

作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。

结构图和符号：QS第二节开关电器第二节开关电器2.带熔断器式刀开关——用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。3.负荷开关(1)开启式负荷开关

用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。

结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。

分类：单相双极和三相三极两种第二节开关电器(2)封闭式负荷开关（铁壳开关）

作用：手动通断电路及短路保护。第二节开关电器注意事项开关刀安装时，瓷底应与地面垂直，手柄向上，易于灭弧，不得倒装或平装。倒装时手柄可能因自重落下而引起误合闸，危及人身和设备安全。第二节开关电器二、组合开关QS（转换开关）定义：实质上也是一种特殊刀开关，只不过一般刀开关的操作手柄是在垂直安装面的平面内向上或向下转动，而组合开关的操作手柄则是平行于安装面的平面内向左或向右转动而已。

结构：静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸出盒外，与电源或负载相连。动触片套在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作90°正或反方向的转动，带动静触头通。

特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。

用途：电源的引入开关；不频繁通断小电流电路；控制５ＫＷ以下电动机小容量电动机起动等。（a）外形（b）符号（c)结构第二节开关电器三、低压断路器（QF）低压断路器又称自动开关或空气开关。

功能：它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。

特点：操作安全，分断能力较高。

分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）

结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。万能式低压断路器结构图低压断路器的结构和工作原理低压断路器工作原理1-分闸弹簧2-主触头3-传动杆4-锁扣5-轴6-过电流脱扣器7-热脱扣器8-欠压失压脱扣器9-分励脱扣器1．主触头及灭弧装置2．脱扣器3．自由脱扣机构和操作机构塑壳式低压断路器原理图1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮低压断路器的结构和工作原理塑壳式低压断路器原理图1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮线路短路或严重过载保护低压断路器的结构和工作原理塑壳式低压断路器原理图1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮远距离跳闸，对电路不起保护作用低压断路器的结构和工作原理塑壳式低压断路器原理图1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮线路过载保护低压断路器的结构和工作原理塑壳式低压断路器原理图1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮电动机的失压保护低压断路器的结构和工作原理低压断路器的主要技术数据1）额定电压2）断路器额定电流

3）断路器壳架等级额定电流4）断路器的通断能力5）保护特性塑壳式低压断路器的选用塑壳式低压断路器常用来作电动机的过载与短路保护。选择原则是：1）断路器额定电压等于或大于线路额定电压。2）断路器额定电流等于或大于线路或设备额定电流。3）断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的最大短路电流。4）欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。8）6倍长延时电流整定值的可返回时间≥电动机实际起动时间。5）分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。6）长延时电流整定值等于电动机额定电流。7）瞬时整定电流：对保护笼型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为8-15倍电动机额定电流；对于保护绕线型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为3-6倍电动机额定电流。触头系统：主触头、辅助触头

常开触头（动合触头）常闭触头（动断触头）电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧第三节接触器（KM）1．结构

接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。一、交流接触器

第三节

接触器交流接触器结构图主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁心动铁心吸引线圈灭弧装置2．工作原理

线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振动，需加短路环。第三节

接触器用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。工作原理：与交流接触器基本相同。第三节接触器二、直流接触器

KM常闭辅助触点线圈KM主触点KM常开辅助触点KM第三节

接触器三、接触器的符号

额定电压

交流接触器：127、220、380、500V直流接触器：110、220、440V交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A

直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A额定电流

吸引线圈额定电压交流接触器：36、110（127）、220、380V直流接触器：24、48、220、440V第三节

接触器四、接触器的主要技术指标

根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。第三节

接触器四、接触器的使用选择原则

第四节

继电器一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触头或突变量促使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一种控制元件。是一种根据电量（电流、电压）或非电量（时间、速度、温度、压力等）的变化自动接通和断开控制电路，以完成控制或保护任务的电器。

它用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁等，控制主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序进行工作，实现自动控制和保护的目的。定义分类：按用途分：控制和保护继电器按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、机械式按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力按动作时间分：瞬时、延时继电器与接触器的区别：

1）继电器可以对各种电量或非电量的变化作出反应，而接触器只有在一定的电压信号下动作。

2）继电器用于切换小电流的控制电路，而接触器则用来控制大电流电路，因此，继电器触头容量较小（不大于5A），且无灭弧装置。第四节

继电器

电磁式继电器电流继电器电压继电器中间继电器

时间继电器热继电器速度继电器常用的继电器电磁式继电器的结构1．电磁机构2．触头系统3．调节装置图1-14电磁式继电器的典型结构1-底座2-铁心3-释放弹簧4-调节螺母5-调节螺母6-衔铁7-非磁性垫片8-极靴9-触头系统10-线圈特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。分类：过电流继电器、欠电流继电器过流电流继电器欠流电流继电器第四节

继电器（一）电磁式电流继电器欠电流继电器KAI<KAKA过电流继电器>IKAKAKA第四节

继电器（一）电磁式电流继电器动作电流Ｉq：使电流继电器开始动作所需的电流值；

返回电流Ｉf：电流继电器动作后返回原状态时的电流值；返回系数Ｋf：返回值与动作值之比，Ｋf＝Ｉf/Ｉq。主要技术指标：特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细分类：过电压继电器和欠电压继电器结构原理：与电流继电器类似欠电压继电器KAU<KAKA过电压继电器>UKAKAKA第四节

继电器（二）电磁式电压继电器

中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大。

第四节

继电器（三）电磁式中间继电器作用：电动机的过载保护利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作利用电阻值随温度变化而变化的特性制成利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作第四节

继电器型式：双金属片式热敏电阻式易熔合金式结构：由发热元件、双金属片和触头及动作机构等部分组成。（四）热继电器第四节

继电器a）

外形

b）结构图

1-电流整定装置2-主电路接线柱3-复位按钮

4-常闭触头5-动作机构6-热元件31-常闭触头接线柱32-公共动触头接线柱33-常开触头接线柱

双金属片式热继电器（四）热继电器1-1.接线端子2-主双金属片3-热元件4-推动导板5-补偿双金属片

6-常闭触头7-常开触头8-复位调节螺钉9-动触头

110-复位按钮11-偏心轮12-支撑件13-弹簧

第四节

继电器双金属片式热继电器原理示意图（四）热继电器第四节

继电器（四）热继电器第四节

继电器热继电器的选用1）原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。2）在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作。3）对于三角形接法电动机，应选用带断相保护装置的热继电器。4）当电动机工作于重复短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。作用：按整定时间长短通断电路分类：按构成原理分：电磁式电动式空气阻尼式晶体管式数字式按延时方式分：通电延时型断电延时型

五、时间继电器(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)

(a)线圈一般符号(b)通电延时线圈(c)断电延时线圈(d)通电延时闭合动合（常开）触点(e)通电延时断开动断（常闭）触点（f）断电延时断开动合（