低壓電器的基本知識

1、1一、低壓電器的定義一、低壓電器的定義通常對電能的生產、輸送、分配和使用起控制、通常對電能的生產、輸送、分配和使用起控制、調節(jié)、檢測、轉換及保護作用的電氣設備稱為調節(jié)、檢測、轉換及保護作用的電氣設備稱為電器。按工作電壓的不同，電器分為高壓電器電器。按工作電壓的不同，電器分為高壓電器和低壓電器兩大類。和低壓電器兩大類。低壓電器是指工作在額定電壓交流低壓電器是指工作在額定電壓交流1200V以下、以下、直流直流1500V及以下電路中起通斷、控制、保護及以下電路中起通斷、控制、保護或調節(jié)作用的電器。低壓電器在保證配電網的或調節(jié)作用的電器。低壓電器在保證配電網的安全、可靠、經濟運行和人身安全中起到重要安

2、全、可靠、經濟運行和人身安全中起到重要作用。作用。2低壓電器的作用有：1.控制作用控制作用 如電梯的上下移動、快慢速自動切如電梯的上下移動、快慢速自動切換與自動停層等。換與自動停層等。2.保護作用保護作用 能根據設備的特點，對設備、環(huán)境、能根據設備的特點，對設備、環(huán)境、以及人身實行自動保護，如電機的過熱保護、以及人身實行自動保護，如電機的過熱保護、電網的短路保護、漏電保護等。電網的短路保護、漏電保護等。3.測量作用測量作用 利用儀表及與之相適應的電器，對利用儀表及與之相適應的電器，對設備、電網或其它非電參數進行測量，如電流、設備、電網或其它非電參數進行測量，如電流、電壓、功率、轉速、溫度、濕度

3、等。電壓、功率、轉速、溫度、濕度等。 34.調節(jié)作用調節(jié)作用 低壓電器可對一些電量和非電量進低壓電器可對一些電量和非電量進行調整，以滿足用戶的要求，如柴油機油門的行調整，以滿足用戶的要求，如柴油機油門的調整、房間溫濕度的調節(jié)、亮度的自動調節(jié)等。調整、房間溫濕度的調節(jié)、亮度的自動調節(jié)等。5.指示作用指示作用 利用低壓電器的控制、保護等功能，利用低壓電器的控制、保護等功能，檢測出設備運行狀況與電氣電路工作情況，如檢測出設備運行狀況與電氣電路工作情況，如絕緣監(jiān)測、保護掉牌指示等。絕緣監(jiān)測、保護掉牌指示等。6.轉換作用轉換作用 在用電設備之間轉換或對低壓電器、在用電設備之間轉換或對低壓電器、控制電路分

4、時投入運行，以實現功能切換，如控制電路分時投入運行，以實現功能切換，如勵磁裝置手動與自動的轉換，自備電源的切換勵磁裝置手動與自動的轉換，自備電源的切換等。等。當然，低壓電器作用遠不止這些，隨著科學技術當然，低壓電器作用遠不止這些，隨著科學技術的發(fā)展，新功能、新設備會不斷出現。的發(fā)展，新功能、新設備會不斷出現。4二、低壓電器的分類二、低壓電器的分類低壓電器種類繁多，結構各異，功能多樣，用途廣泛。低壓電器種類繁多，結構各異，功能多樣，用途廣泛。其分類如下：其分類如下：1.按動作方式分類可分為以下兩類：按動作方式分類可分為以下兩類：（1）手動電器。）手動電器。由人手直接操作才能完成任務的電器稱由人手

5、直接操作才能完成任務的電器稱為手動電器。如刀開關、按鈕和轉換開關等。為手動電器。如刀開關、按鈕和轉換開關等。（2）自動電器。）自動電器。依靠指令信號或某種物理量（如電壓、依靠指令信號或某種物理量（如電壓、電流、時間、速度、熱量、位移等）變化就能自動完電流、時間、速度、熱量、位移等）變化就能自動完成接通、分斷電路任務的電器稱為自動電器。如接觸成接通、分斷電路任務的電器稱為自動電器。如接觸器、繼電器等。器、繼電器等。 52.按用途分類可分為以下兩類：按用途分類可分為以下兩類：（1）低壓保護電器。）低壓保護電器。這類電器主要在低壓配電這類電器主要在低壓配電系統(tǒng)及動力設備中起保護作用，以保護電源、系統(tǒng)

6、及動力設備中起保護作用，以保護電源、線路或電動機。如熔斷器、熱繼電器等。線路或電動機。如熔斷器、熱繼電器等。（2）低壓控制電器。）低壓控制電器。這類電器主要用于電力拖這類電器主要用于電力拖動控制系統(tǒng)中，用于控制電路通斷或控制電動動控制系統(tǒng)中，用于控制電路通斷或控制電動機的各種運行狀態(tài)并能及時可靠地動作。如接機的各種運行狀態(tài)并能及時可靠地動作。如接觸器、繼電器、控制按鈕、行程開關、主令控觸器、繼電器、控制按鈕、行程開關、主令控制器和萬能轉換開關等。制器和萬能轉換開關等。有些電器具有雙重作用，如低壓斷路器既能控制有些電器具有雙重作用，如低壓斷路器既能控制電路的通斷，又能實現短路、欠壓及過載保護。電

7、路的通斷，又能實現短路、欠壓及過載保護。 63.按執(zhí)行機構分類可分為以下兩類：按執(zhí)行機構分類可分為以下兩類：（1）電磁式電器。）電磁式電器。利用電磁感應原理，通利用電磁感應原理，通過觸點的接通和分斷來通斷電路的電器過觸點的接通和分斷來通斷電路的電器稱為電磁式電器。如接觸器、低壓斷路稱為電磁式電器。如接觸器、低壓斷路器等。器等。（2）非電量控制電器。）非電量控制電器。其工作是靠非電量其工作是靠非電量（如壓力、溫度、時間、速度等）的變（如壓力、溫度、時間、速度等）的變化而動作的電器稱為非電量控制電器?；鴦幼鞯碾娖鞣Q為非電量控制電器。如刀開關、行程開關、按鈕、速度繼電如刀開關、行程開關、按鈕、速度

8、繼電器、壓力繼電器和溫度繼電器等。器、壓力繼電器和溫度繼電器等。7三、低壓電器的基本結構三、低壓電器的基本結構電磁式低壓電器大都由兩個主要部分組成，即電磁機構和觸頭系統(tǒng)。81.電磁機構電磁機構電磁機構的主要作用是將電磁能量轉換成機械電磁機構的主要作用是將電磁能量轉換成機械能量，即將電磁機構中吸引線圈的電流轉換成能量，即將電磁機構中吸引線圈的電流轉換成電磁力，帶動觸頭動作，從而接通、分斷電路電磁力，帶動觸頭動作，從而接通、分斷電路完成控制作用。完成控制作用。 電磁機構主要由銜鐵、鐵心、吸引線圈三部分電磁機構主要由銜鐵、鐵心、吸引線圈三部分組成。組成。工作原理工作原理:是當線圈上有工作電流通過時，

9、電是當線圈上有工作電流通過時，電磁吸力克服彈簧的反作用力，使得銜鐵與鐵心磁吸力克服彈簧的反作用力，使得銜鐵與鐵心閉合，由連接機構帶動相應的觸頭動作。從常閉合，由連接機構帶動相應的觸頭動作。從常用鐵心的銜鐵運動形式來看，鐵心主要可分為用鐵心的銜鐵運動形式來看，鐵心主要可分為拍合式和直動式兩大類拍合式和直動式兩大類 9(a)(b)(c) 圖1-1 電磁機構的結構形式1- 銜鐵 2- 鐵芯 3- 吸引線圈為銜鐵沿棱角轉動的拍為銜鐵沿棱角轉動的拍合式鐵心，其鐵心材料合式鐵心，其鐵心材料由電工軟鐵制成，它廣由電工軟鐵制成，它廣泛用于直流電器中。泛用于直流電器中。 為銜鐵沿軸轉動的拍合式鐵心，鐵心為銜鐵沿

10、軸轉動的拍合式鐵心，鐵心形狀有形狀有E形和形和u形兩種，其鐵心材料形兩種，其鐵心材料由硅鋼片疊成，多用于觸頭容量較大由硅鋼片疊成，多用于觸頭容量較大的交流電器中；的交流電器中； 為銜鐵直線運動的雙為銜鐵直線運動的雙E形直動式鐵心，形直動式鐵心，它也是由硅鋼片疊制而成的，多用于它也是由硅鋼片疊制而成的，多用于觸頭為中、小容量的交流接觸器和繼觸頭為中、小容量的交流接觸器和繼電器中。電器中。 10電磁線圈由漆包線繞制而成，也分為交、直流兩大類，電磁線圈由漆包線繞制而成，也分為交、直流兩大類，當線圈通過工作電流時產生足夠的磁動勢，從而在磁當線圈通過工作電流時產生足夠的磁動勢，從而在磁路中形成磁通，使銜

11、鐵獲得足夠的電磁力，克服反作路中形成磁通，使銜鐵獲得足夠的電磁力，克服反作用力而吸合。用力而吸合。 11觸頭系統(tǒng)觸頭系統(tǒng) 觸頭的作用是接通或分斷電路，因此要求觸頭觸頭的作用是接通或分斷電路，因此要求觸頭要具有良好的接觸性能要具有良好的接觸性能 (如接觸器、繼電器等如接觸器、繼電器等)常采用銀質材料作觸頭，這是因為銀的氧化膜常采用銀質材料作觸頭，這是因為銀的氧化膜電阻率與純銀相似，可以避免觸頭表面氧化膜電阻率與純銀相似，可以避免觸頭表面氧化膜電阻率增加而造成接觸不良。電阻率增加而造成接觸不良。橋式橋式 橋式橋式指式指式 橋式觸頭又分為點接觸式和面接觸式，點接觸橋式觸頭又分為點接觸式和面接觸式，點

12、接觸式適用于電流不大的場合，面接觸式適用于電式適用于電流不大的場合，面接觸式適用于電流較大的場合。流較大的場合。 指形觸頭在接通與分斷時產生滾動摩擦，可以指形觸頭在接通與分斷時產生滾動摩擦，可以去掉氧化膜，故其觸頭可以用紫（黃）銅制造，去掉氧化膜，故其觸頭可以用紫（黃）銅制造，特別適合于觸頭分合次數多、電流大的場合。特別適合于觸頭分合次數多、電流大的場合。 123.滅弧系統(tǒng)滅弧系統(tǒng) （1）雙斷口滅?。╇p斷口滅弧 指同一相采用兩對觸頭，使電弧分成兩個指同一相采用兩對觸頭，使電弧分成兩個串聯的短弧，使每個斷口的弧隙電壓降低，觸頭的滅弧行程串聯的短弧，使每個斷口的弧隙電壓降低，觸頭的滅弧行程縮短，提

13、高滅弧能力。這種滅弧方法結構簡單，無需專門的縮短，提高滅弧能力。這種滅弧方法結構簡單，無需專門的滅弧裝置，一般多用于小功率的電器中。如圖滅弧裝置，一般多用于小功率的電器中。如圖1-4所示。所示。（2）磁吹滅?。┐糯禍缁?利用氣體或液體介質吹動電弧，使之拉長、利用氣體或液體介質吹動電弧，使之拉長、冷卻。按照吹弧的方向，分縱吹和橫吹。另外還有兩者兼有冷卻。按照吹弧的方向，分縱吹和橫吹。另外還有兩者兼有的縱橫吹，大電流橫吹，小電流縱吹。磁吹滅弧廣泛用于直的縱橫吹，大電流橫吹，小電流縱吹。磁吹滅弧廣泛用于直流接觸器中。流接觸器中。 （3） 柵片滅弧柵片滅弧 當開關分斷時觸頭間產生電弧，電弧在磁當開關分

14、斷時觸頭間產生電弧，電弧在磁場力作用下進入滅弧柵片（金色片）內被切割成幾個串聯的場力作用下進入滅弧柵片（金色片）內被切割成幾個串聯的短弧。當外加電壓不足以維持全部串聯短電弧時，電弧迅速短弧。當外加電壓不足以維持全部串聯短電弧時，電弧迅速熄滅。如圖熄滅。如圖1-5所示?？諝忾_關多采用這種滅弧方法。所示?？諝忾_關多采用這種滅弧方法。 （4）滅弧罩滅?。缁≌譁缁?這是一種比柵片滅弧跟簡單的滅弧方式，這是一種比柵片滅弧跟簡單的滅弧方式，采用由陶土和石棉水泥做成的耐高溫的滅弧罩，通過隔離和采用由陶土和石棉水泥做成的耐高溫的滅弧罩，通過隔離和降溫來實現滅弧。它主要用于交流接觸器上。降溫來實現滅弧。它主要

15、用于交流接觸器上。觸頭在分斷電流的瞬間，在觸頭間的氣隙中就會產生電觸頭在分斷電流的瞬間，在觸頭間的氣隙中就會產生電弧，電弧的高溫能量將觸頭燒損，并可能造成其它事故，弧，電弧的高溫能量將觸頭燒損，并可能造成其它事故，因此，應采用適當措施迅速熄滅電弧。因此，應采用適當措施迅速熄滅電弧。 1314四、低壓電器的主要參數四、低壓電器的主要參數1.額定電壓額定電壓額定電壓分額定工作電壓額定電壓分額定工作電壓 Ue、額定絕緣電壓、額定絕緣電壓 Ui、額、額定脈沖耐受電壓定脈沖耐受電壓 Uimp 三種。三種。（1） 額定工作電壓是與額定工作電流共同決定額定工作電壓是與額定工作電流共同決定使用使用類別的一種電

16、壓。對于多相電路，此電壓是指相間類別的一種電壓。對于多相電路，此電壓是指相間電壓，即線電壓。電壓，即線電壓。（2） 額定絕緣電壓是與介電性能試驗、爬電距離額定絕緣電壓是與介電性能試驗、爬電距離（電器中具有電位差的相鄰兩導電物體間沿絕緣體（電器中具有電位差的相鄰兩導電物體間沿絕緣體表面的最短距離，也稱漏電距離）相關的電壓，在表面的最短距離，也稱漏電距離）相關的電壓，在任何情況下都不低于額定工作電壓。任何情況下都不低于額定工作電壓。（3）額定脈沖耐受電壓，是反映電器當其所在系統(tǒng)）額定脈沖耐受電壓，是反映電器當其所在系統(tǒng)發(fā)生最大過電壓時所能耐受的能力。額定絕緣電壓發(fā)生最大過電壓時所能耐受的能力。額定

17、絕緣電壓和額定脈沖耐受電壓，共同決定了該電器的絕緣水和額定脈沖耐受電壓，共同決定了該電器的絕緣水平。平。152.額定電流額定電流 額定電流分額定工作電流額定電流分額定工作電流Ie、約定發(fā)熱電流、約定發(fā)熱電流Ith、約定封閉發(fā)熱電流約定封閉發(fā)熱電流Ithe及額定不間斷電流及額定不間斷電流Iu四種。四種。 （1）額定工作電流是在規(guī)定條件下保證）額定工作電流是在規(guī)定條件下保證電器電器正正常工作的電流值。常工作的電流值。 （2）約定發(fā)熱電流和約定封閉發(fā)熱電流是電器）約定發(fā)熱電流和約定封閉發(fā)熱電流是電器處于非封閉和封閉狀態(tài)下，按規(guī)定條件試驗時，處于非封閉和封閉狀態(tài)下，按規(guī)定條件試驗時，其部件在其部件在8

18、h工作制下的溫升不超過極限值時所能工作制下的溫升不超過極限值時所能承載的最大電流。承載的最大電流。 （3）額定不間斷電流是指電器在長期工作制下，）額定不間斷電流是指電器在長期工作制下，各部件溫升不超過極限值時所能承載的電流值。各部件溫升不超過極限值時所能承載的電流值。16 3.操作頻率與通電持續(xù)率操作頻率與通電持續(xù)率 開關電器每小時內可能實現的最高操作循環(huán)次開關電器每小時內可能實現的最高操作循環(huán)次數稱為操作頻率。通電持續(xù)率是電器工作于斷數稱為操作頻率。通電持續(xù)率是電器工作于斷續(xù)周期制時，有載時間與工作周期之比，通常續(xù)周期制時，有載時間與工作周期之比，通常以百分數表示，符號為以百分數表示，符號為TD。 4.通斷能力和短路通斷能力通斷能力和短路通斷能力 通斷能力是通斷能力是開關開關電器在規(guī)定條件下，能在給定電器在規(guī)定條件下，能在給定電壓下接通和分斷的預期電流值。短路通斷能電壓下接通和分斷的預期電流值。短路通斷能力是開關電器在規(guī)定條件下，包括其出線端短