常用低壓電器的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

常用低壓電器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

最終目標(biāo)：通過本課程的學(xué)習(xí)，提高對低壓電氣的結(jié)構(gòu)、功能、特點(diǎn)的認(rèn)識。

分解目標(biāo)：

1、能陳述常用低壓電器的定義、用途和分類；

2、能陳述熔斷器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用；

3、能陳述斷路器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用；

4、能陳述接觸器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用；

5、能陳述繼電器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用；

目錄：

一、低壓電器的定義和用途

二、低壓電器的分類

三、熔斷器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

五、接觸器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

六、繼電器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

七、其它常用低壓電器

一、低壓電器的定義和用途

定義：低壓電器通常是指額定電壓1200VAC和1500VDC及以下電路中所使用的電器。核電站所使用的低壓電器，其允許長期使用的電壓等級大部分都在400VAC和400VDC以下，主要包括380VAC、220VAC、220VDC、120VAC、48VDC、40VDC、24VDC、12VDC、6VDC等。一、低壓電器的定義和用途

用途：低壓電器在電路中的用途是根據(jù)外界施加的信號或要求，自動或手動地接通或分?jǐn)嚯娐?，從而連續(xù)或斷續(xù)地改變電路的參數(shù)或狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護(hù)、檢測、變換和調(diào)節(jié)。低壓電器的特點(diǎn)是品種多、用量大、用途廣。二、低壓電器的分類

低壓電器可以按照用途、操作方式、工作條件、工作原理等進(jìn)行分類。按照用途進(jìn)行分類是最常用的分類方法。低壓電器按照用途可以分為配電電器和控制電器兩大類。配電電器：主要用于低壓供電系統(tǒng)，包括斷路器、熔斷器、刀開關(guān)等，要求分?jǐn)嗄芰?qiáng)、限流效果和保護(hù)性能好、有良好的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性?？刂齐娖鳎褐饕糜陔娏ν蟿涌刂葡到y(tǒng)，包括接觸器、繼電器、主令電器等，要求有相應(yīng)的轉(zhuǎn)換能力、操作頻率高、電氣壽命和機(jī)械壽命長。三、熔斷器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉的保護(hù)電器，廣泛應(yīng)用于配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中，主要作為短路保護(hù)元件，也作為單臺電氣設(shè)備的過載保護(hù)元件。熔斷器的結(jié)構(gòu)主要由熔體、熔管、觸點(diǎn)、絕緣底板等組成，其中熔體為核心部件，既是感測元件也是執(zhí)行元件，由金屬導(dǎo)電材料制成；熔管是熔斷器的外殼，主要作用是便于安裝熔體，并且當(dāng)熔體熔斷時有利于熄滅電弧。熔斷器需要和熔斷器底座配合使用。三、熔斷器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

工作原理：熔斷器串聯(lián)在被保護(hù)電路中，當(dāng)電路中通過正常負(fù)載電流時，熔體溫度較低，不會熔斷；當(dāng)電路中發(fā)生短路或者過載故障時，通過熔體的電流增大，熔體開始發(fā)熱，當(dāng)電流達(dá)到或超過某一定值時，熔體溫度升高到熔點(diǎn)，熔體熔斷，從而分?jǐn)喙收想娐?，起到保護(hù)作用。分類：熔斷器按照結(jié)構(gòu)可以分為半封閉插入式熔斷器、無填料密閉管式熔斷器、有填料密閉管式熔斷器、快速熔斷器和自復(fù)熔斷器五類。三、熔斷器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用熔斷器的反時限保護(hù)特性：電流越大熔斷時間越短三、熔斷器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用插入式熔斷器和螺旋管式熔斷器三、熔斷器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用控制回路比較常用的管式熔斷器（1.4A）：三、熔斷器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用熔斷器的選擇使用確定熔斷器的類型。根據(jù)電路電壓來確定熔斷器的額定電壓。根據(jù)電流來確定熔體規(guī)格，額定分?jǐn)嗄芰?yīng)大于電路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。在配電系統(tǒng)的上下級匹配中，一般上一級熔斷器的額定電流要比下一級大2～3倍。熔斷器的保護(hù)特性應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備的過載特性相匹配，若保護(hù)對象為電動機(jī)，熔斷器一般作為短路保護(hù)，而過載保護(hù)宜選用熱繼電器。四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

低壓斷路器也曾稱作自動開關(guān)，是指按規(guī)定條件，對配電電路、電動機(jī)或其他用電設(shè)備實(shí)行通斷操作并起保護(hù)作用、即當(dāng)電路內(nèi)出現(xiàn)過載、短路或欠電壓等情況時能自動分?jǐn)嚯娐返拈_關(guān)電器。斷路器可以接通和分?jǐn)嗾ｋ娏?、短路電流，還可以用于不頻繁地接通和斷開電路以控制電動機(jī)等電氣設(shè)備的啟動和停止。斷路器具有操作電源和保護(hù)兩種功能，安裝方便、分?jǐn)嗄芰?qiáng)、動作后不需要更換元件，因此斷路器的應(yīng)用非常廣泛，是主要的低壓電器。四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用斷路器的種類很多，可以按使用類別、結(jié)構(gòu)型式、操作方式、極數(shù)、安裝方式、滅弧介質(zhì)、用途等方式進(jìn)行分類。按照結(jié)構(gòu)型式和極數(shù)進(jìn)行分類是較常見的兩種分類方式。按照結(jié)構(gòu)型式不同可以分為萬能式（框架式）斷路器和塑料外殼式斷路器（空氣開關(guān)）。按照極數(shù)不同可以分為單極、兩極、三極、四極等，其中最常用的是單極斷路器和三極斷路器。四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用斷路器的結(jié)構(gòu)斷路器的結(jié)構(gòu)主要由觸頭系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)、各種脫扣器、滅弧裝置等部件構(gòu)成。觸頭系統(tǒng)是斷路器的執(zhí)行元件，由動觸頭、靜觸頭和連接導(dǎo)線組成，用來接通和分?jǐn)嚯娐?。容量較大的斷路器，除了有主觸頭之外，還有副觸頭和弧觸頭，主觸頭主要用來接通電路，副觸頭和弧觸頭主要用來控制電弧以避免損傷主觸頭。制造觸頭的材料要求具有良好的導(dǎo)電性、耐電弧性、耐熔焊性和耐磨性。四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用斷路器的結(jié)構(gòu)四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用斷路器的結(jié)構(gòu)斷路器的滅弧裝置主要用來熄滅觸頭在切斷電路時所產(chǎn)生的電弧。將電弧拉長，使電源電壓不足以維持電弧燃燒。有足夠的冷卻表面，使電弧接觸到整個冷卻表面而迅速冷卻。對電弧進(jìn)行分割，使長弧分割成多個短弧，形成較高電弧電壓降，使電源電壓不足以維持電弧燃燒。對電弧火花噴出的距離進(jìn)行限制。四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用斷路器的結(jié)構(gòu)斷路器的滅弧裝置主要用來熄滅觸頭在切斷電路時所產(chǎn)生的電弧。塑料外殼式斷路器的工作電流比較小，所采用的滅弧裝置一般用紅鋼紙板嵌上柵片制成。四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用斷路器的結(jié)構(gòu)斷路器的脫扣器是斷路器的感測裝置，也是保護(hù)元件。當(dāng)脫扣器獲得操作指令或保護(hù)信號后，可通過傳遞元件使斷路器跳閘并切斷電路。常用脫扣器有過電流脫扣器、欠電壓脫扣器、分勵脫扣器和半導(dǎo)體脫扣器等。過電流脫扣器：當(dāng)電流達(dá)到一定數(shù)值時，脫扣器經(jīng)過一定時間后動作，稱為反時限過電流脫扣器，也叫熱脫扣器，由發(fā)熱元件和雙金屬片構(gòu)成，過電流越大，動作時間越短；當(dāng)電流大到一定程度后，脫扣器瞬時動作，稱為瞬動過電流脫扣器，也叫電磁脫扣器，是由銜鐵、鐵芯、線圈、阻尼器、彈簧等部件構(gòu)成。四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用斷路器的結(jié)構(gòu)過電流脫扣器：半導(dǎo)體脫扣器可以實(shí)現(xiàn)反時限和瞬動兩種動作。在一般情況下，斷路器每極都串有一個過電流脫扣器，三極斷路器串有三個脫扣器，為了節(jié)約成本，也有些三極斷路器只串有兩個脫扣器。過電流脫扣器主要用于對負(fù)載提供短路保護(hù)和嚴(yán)重過載保護(hù)。四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用斷路器的結(jié)構(gòu)欠電壓脫扣器：一般為電磁結(jié)構(gòu)，由銜鐵、鐵芯、線圈、彈簧等部件組成。當(dāng)電源電壓低于額定值或?yàn)榱銜r，其電磁吸力不足克服彈簧力而維持銜鐵的吸合，脫扣器動作并引發(fā)斷路器跳閘。欠電壓脫扣器分為延時動作和瞬時動作兩種類型。帶延時的欠電壓脫扣器，主要用于防止弱電網(wǎng)中因短時電壓降低而造成脫扣器誤動作，其延時通常由電容器單元來實(shí)現(xiàn)。瞬動的欠電壓脫扣器沒有延時功能，電磁吸力一旦不能克服彈簧力就會引起脫扣器動作。四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用斷路器的結(jié)構(gòu)分勵脫扣器：也是一種電磁脫扣器，由銜鐵、鐵芯、線圈等部件組成，可以按照操作指令和繼電保護(hù)信號使線圈通電，吸合銜鐵令脫扣器動作。分勵脫扣器的線圈平時是不帶電的，只有動作時才帶電。分勵脫扣器是一種執(zhí)行元件，一般與漏電保護(hù)繼電器、接地保護(hù)繼電器、熱繼電器、限位開關(guān)等電器配合使用、通過獲得指令使斷路器跳閘。四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用斷路器的結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體脫扣器：也稱作電子脫扣器，由信號檢測、過電流保護(hù)、欠電壓延時、觸發(fā)、執(zhí)行元件和電源等組成、具有多種保護(hù)功能。四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用斷路器的結(jié)構(gòu)操作機(jī)構(gòu)：斷路器的操作機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)斷路器閉合與斷開動作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。斷路器的操作機(jī)構(gòu)一般為四連桿結(jié)構(gòu)，主要包括閉合機(jī)構(gòu)和自由脫扣機(jī)構(gòu)。其中閉合機(jī)構(gòu)是通過斷路器手柄使斷路器合閘，也有的斷路器內(nèi)部有電磁合閘機(jī)構(gòu)，可以通過遠(yuǎn)程控制來實(shí)現(xiàn)合閘；自由脫扣機(jī)構(gòu)是各種脫扣器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它連接著脫扣器和觸頭系統(tǒng)，根據(jù)需要而使觸頭分開以切斷電路。自由脫扣機(jī)構(gòu)動作之后，必須處于再扣位置，才能進(jìn)行下一次合閘。四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用斷路器的應(yīng)用萬能式（框架式）斷路器分?jǐn)嗳萘枯^大，主要用于接通和分?jǐn)噍^大的電路電流。該類型斷路器有專門課程進(jìn)行講述。塑料外殼式斷路器分?jǐn)嗳萘枯^小，安裝方便，被廣發(fā)應(yīng)用在各個用電領(lǐng)域。塑料外殼式斷路器的選擇：根據(jù)電源類型選擇使用交流斷路器還是直流斷路器。四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用斷路器的應(yīng)用塑料外殼式斷路器的選擇使用：斷路器的額定工作電壓≥線路額定電壓斷路器的額定電流≥線路計算負(fù)載電流斷路器的額定短路通斷能力≥線路中可能出現(xiàn)的最大短路電流（有效值）線路末端單相對地短路電流≥1.25倍斷路器瞬時（或短延時）脫扣器整定電流斷路器脫扣器的額定電流≥線路計算電流斷路器欠壓脫扣器額定電壓＝線路額定電壓四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用斷路器的應(yīng)用塑料外殼式斷路器的選擇使用：斷路器分勵脫扣器額定電壓＝控制電源電壓電動傳動機(jī)構(gòu)的額定工作電壓＝控制電源電壓斷路器的類型應(yīng)符合安裝條件、保護(hù)功能及操作方式的要求斷路器的接線方向只能上進(jìn)下出，除非斷路器的產(chǎn)品說明書上另有規(guī)定直流斷路器要注意是否與電源極性相一致除了上述基本要求之外，斷路器的選擇還應(yīng)考慮實(shí)際使用情況。四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用斷路器的應(yīng)用塑料外殼式斷路器在實(shí)際應(yīng)用中建議注意的問題：斷路器一般情況下不建議安排解體維修，除非觸頭接觸電阻變大而需要打磨處理，或斷路器因過流保護(hù)動作而頻繁跳閘。對于機(jī)構(gòu)故障，解體修復(fù)的可能性很小，為避免出現(xiàn)誤動和拒動，建議更換新斷路器。斷路器的保護(hù)功能應(yīng)側(cè)重于短路保護(hù)而不是過載保護(hù)，太強(qiáng)調(diào)過載保護(hù)可能會引起斷路器頻繁誤動。五、接觸器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

接觸器是一種用于遠(yuǎn)距離頻繁地接通和分?jǐn)嘀麟娐泛痛笕萘靠刂齐娐返碾娖?，具有低電壓釋放保護(hù)功能，使用安全方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用對交直流電動機(jī)、電加熱器、電焊機(jī)、電容器等設(shè)備的電源控制。接觸器可以接通和分?jǐn)嘭?fù)載電流，但不能切斷短路電流，因此一般與斷路器、熔斷器、熱繼電器等配合使用。五、接觸器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

接觸器的分類方式較多，按照主觸頭電流不同分為交流接觸器和直流接觸器，按照主觸頭極數(shù)可以分為單極、兩極、三極、四極、五極接觸器。接觸器是由電磁系統(tǒng)和觸頭系統(tǒng)兩部分組成的。電磁系統(tǒng)是感測驅(qū)動部件，它接受信號并通過本身動作而將信號傳遞給觸頭系統(tǒng)。觸頭系統(tǒng)是執(zhí)行部件，跟隨電磁系統(tǒng)動作并接通和分?jǐn)嚯娐?。為了適應(yīng)頻繁接通和分?jǐn)嚯娐罚佑|器一般都帶有滅弧裝置，常用柵片型式進(jìn)行滅弧。五、接觸器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用已經(jīng)解體的接觸器五、接觸器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用接觸器銘牌上自只規(guī)定了某一條件下的電流、電壓、控制功率等參數(shù)，但接觸器的具體使用條件是多種多樣的，因此接觸器的選擇使用應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：選擇接觸器的類型。交流負(fù)載用交流接觸器，直流負(fù)載用直流接觸器。主觸頭的額定電流。接觸器的額定工作電流應(yīng)不小于被控電路的最大工作電流。主觸頭的額定電壓。接觸器的額定工作電壓應(yīng)不小于被控電路的最大工作電壓。五、接觸器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用接觸器的選擇使用應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：接觸器的額定通斷能力應(yīng)大于通斷時電路的實(shí)際電流值，耐受過載電流能力應(yīng)大于電路中的最大過載電流。根據(jù)系統(tǒng)控制要求確定主、輔助觸頭的數(shù)量和類型。若接觸器用來控制電動機(jī)的頻繁啟動、正反轉(zhuǎn)或反接制動時，應(yīng)將主觸頭的額定電流降低使用，一般可以降低一個電流等級。五、接觸器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用接觸器在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：定期對接觸器進(jìn)行解體檢查，除了檢查觸頭之外，還需要檢查動靜鐵芯，尤其是對于斷路器因過流而跳閘過的同回路接觸器。觸頭接觸電阻過大而進(jìn)行處理時，慎用電氣清洗劑，經(jīng)過實(shí)際觀察發(fā)現(xiàn)用過電氣清洗劑的觸頭短期內(nèi)接觸良好，但使用時間一長則迅速劣化，推薦使用酒精。觸頭宜用細(xì)布擦拭，嚴(yán)禁使用砂紙打磨，細(xì)銼的使用也需要進(jìn)行控制，防止損傷觸頭。優(yōu)先選用外掛式輔助觸頭的接觸器，便于進(jìn)行擴(kuò)展。長期頻繁動作的接觸器，應(yīng)檢查是否存在動作遲滯。五、接觸器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用接觸器在電動閥門電路中的使用：六、繼電器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用繼電器是一種自動和遠(yuǎn)距離操縱用的電器，廣泛應(yīng)用于自動控制系統(tǒng)、遙控、電力保護(hù)系統(tǒng)中，起著控制、檢測、保護(hù)、調(diào)節(jié)等作用，是最常用的低壓電器之一。繼電器的種類非常繁多，主要有電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、時間繼電器、熱繼電器等，其結(jié)構(gòu)型式也千差萬別。其中最常見的是電壓繼電器、中間繼電器、時間繼電器和熱繼電器。六、繼電器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用電壓繼電器和中間繼電器的結(jié)構(gòu)與接觸器類似，只是觸頭容量較小，主要應(yīng)用在控制回路中，一般不帶滅弧裝置。電壓繼電器和中間繼電器一般采用電磁結(jié)構(gòu)，由銜鐵、鐵芯、線圈、觸頭等部件組成，時間繼電器還帶有延時阻尼部件。近年也出現(xiàn)了很多電子式繼電器，主要采用的是晶體管元件，具有體積小、重量輕，可控范圍大等優(yōu)點(diǎn)，其使用范圍越來越廣泛。六、繼電器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用拔插式電壓繼電器六、繼電器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用熱繼電器的結(jié)構(gòu)與其他繼電器有非常大的差別，主要由發(fā)熱元件和雙金屬片組成。熱繼電器串聯(lián)在電路中，電流越大，熱繼電器的動作時間越短，工作特性為反時限特性。對于負(fù)載電流較大的電路，熱繼電器往往與電流互感器配合使用。熱繼電器的發(fā)熱元件串接在電流互感器的二次回路中，而電流互感器的一次回路則用來感測主回路中的電流。六、繼電器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用熱繼電器的復(fù)位按鈕一般至于手動復(fù)位的位置