第一章低壓電器

第一節(jié)

低壓熔斷器

第二節(jié)

低壓隔離器

第三節(jié)

主令電器

第四節(jié)

斷路器

第五節(jié)

接觸器

第六節(jié)

繼電器

低壓電器通常是指在交流額定電壓1200V、直流額定電壓1500V及以下的電路中起通斷、保護、控制或調節(jié)作用的電器產品。低壓電器種類繁多，用途廣泛，按應用場所提出的不同要求可以分為配電電器與控制電器兩大類。配電電器主要用于低壓配電系統(tǒng)中。配電系統(tǒng)對電器的要求是：在系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，動作準確，工作可靠，有足夠的熱穩(wěn)定性和電穩(wěn)定性。常見的配電電器有低壓隔離器（刀開關）、熔斷器、斷路器等。控制電器主要用于電力拖動控制系統(tǒng)和用電設備的通斷控制，對控制電器的要求是：工作準確可靠，操作頻率高，壽命長等。第一章低壓電器

電器按工作電壓等級分：高壓電器和低壓電器按動作原理分:手動電器和自動電器按用途分：控制電器(繼電器，接觸器，按鈕等）、配電電器（低壓隔離器，熔斷器，斷路器等）、執(zhí)行電器(電磁鐵，電磁離合器等）按工作原理分：電磁式電器和非電量控制電器

……….電器分類

常見的控制電器：繼電器、接觸器、按鈕、行程開關、變阻器、主令開關、熱繼電器、起動器、電磁鐵等。

低壓電器產品包括以下12大類：刀開關和刀形轉換開關、熔斷器、斷路器、控制器、接觸器、起動器、控制繼電器、主令電器、電阻器及變阻器、調整器、電磁鐵、其它低壓電器（觸電保護器、信號燈與接線盒等）。

一、概述熔斷器的用途：利用金屬導體為熔體,串聯(lián)于電路，當過載或短路電流通過熔體時，因其自身發(fā)熱而熔斷，從而分斷電路的電器。熔斷器主要作短路保護之用，有時也可作為過載保護。熔斷器的結構簡單，分斷能力高、使用方便、體積小、重量輕、價格便宜，在工農業(yè)生產中使用極為廣泛。

第一節(jié)

低壓熔斷器

二、

熔斷器的種類和型號

熔斷器主要由熔體（保險絲）和熔管（熔座）組成。

熔體由易熔金屬材料鉛、鋅、錫、銀、銅及其合金制成，通常制成絲狀和片狀。

熔管是裝熔體的外殼，由陶瓷、絕緣鋼紙制成，在熔體熔斷時兼有滅弧作用。

幾種常用的熔斷器以及熔斷器的圖形符號

熔斷器的型號說明

R熔體額定電流熔斷器額定電流設計代號熔斷器類型代號

熔斷器的常用型號有：RL6、RL7、RT12、RT14、RT15、RT16（NT）、RT18、RT19（AM3）、RO19、RO20、RTO等，在選用時可根據(jù)使用場合酌情選擇。

熔斷器工作的物理過程

熔斷器工作的物理過程是指熔斷器分斷過載或短路電流時的物理過程，可分為四個階段：

三、熔斷器的工作過程和特性1．熔體升溫階段t1。2．熔體熔化階段t2。3．熔體金屬氣化階段t3。4．燃弧階段t4。

t1、t2、t3之和稱為熔斷時間。

熔斷器的主要技術參數(shù)和特性

1．額定電壓

指熔斷器長期工作時和熔斷后所能承受的電壓。熔斷器的交流額定電壓（單位為V）有：220，380，415，500，600,1140；直流額定電壓（單位為V）有：110，220，440，800，1000，1500。

2．額定電流

熔斷器在長期工作制下，各部件溫升不超過極限允許溫升所能承載的電流值，習慣上，把熔斷體支持件的額定電流簡稱為熔斷器額定電流。

熔體額定電流規(guī)定（單位為A）有2，4，6，8，10等

3．極限分斷能力指熔斷器在規(guī)定的使用條件下，能可靠分斷的最大短路電流值。

4．截斷電流特性指在規(guī)定的條件下，截斷電流與預期電流的關系特性。截斷電流是指熔斷體分斷期間電流到達的最大瞬時值。

5．時間—電流特性

熔斷器的時間—電流特性亦稱保護特性，它是熔斷器的基本特性，表示熔斷器的熔斷時間與流過熔體電流的關系。是反時限特性，流過熔體的電流越大，熔化（或熔斷）時間越短。

6.I2t特性

當分斷電流甚大時，以弧前時間—電流特性表征熔斷器的性能已不夠了，當熔斷器弧前時間小于0.1s時，熔斷器的保護特性用I2t特性表示。I2t特性在產品標準中有規(guī)定。

四、熔體材料與形狀

1．熔體材料

熔體材料有低熔點和高熔點金屬兩類。低熔點材料有錫、鋅、鉛及其合金。高熔點材料有銅、銀，近年來也采用鋁來代替銀。

2．冶金效應

由于低熔點材料和高熔點材料各具有其優(yōu)缺點，克服其缺點，從而同時滿足兩種不同的要求。為達到這個目的，通常采用“冶金效應”，即在高熔點的金屬熔體上焊純錫（或錫鎘合金）。當熔體通過過載電流時，首先錫溶劑熔化，然后高熔點的金屬原子溶解于錫溶劑中，而成為合金，其熔點比高熔點金屬低，同時它的電阻率也增大，致使局部發(fā)熱劇增而首先熔斷，縮短了熔化時間。過載保護性能大為改善。另一方面，固有的高分斷能力依然得以保持。應該指出，當通過短路電流時，由于熔體熔化時間極短，“冶金效應”不起作用。

3．熔體形狀

熔體的形狀大體有兩種：絲狀和片狀。絲狀熔體多用于小電流場合，片狀的熔體是用薄金屬片沖成，有寬窄不等的變截面，也有在帶形薄片上沖出一些孔，不同的熔體形狀可以改變熔斷器的時間——電流特性。對變截面熔體而言，其狹窄部分的段數(shù)取決于額定電流和電壓，熔斷器額定電壓高時，要求狹窄部分的段數(shù)就多。

4．填充材料在絕緣管中裝入填充材料（簡稱填料）是加速滅弧，提高熔斷器分斷能力的有效措施。目前，常用的填料有石英砂（SiO2）和三氧化二鋁砂（Al2O3）。盡管三氧化二鋁砂的性能優(yōu)于石英砂，但由于石英砂的價格較為便宜，目前均多采用石英砂。

5．熔管材料熔管是熔斷體主要零件之一，起包容熔體和填料并起散熱和隔弧的作用，因而要求熔管機械強度高，耐熱性及耐弧性好。目前，有填料熔斷器的熔管一般采用的是瓷、氧化鋁電瓷和高頻電瓷材料。無填料熔斷器的熔管材料為鋼紙管、三聚氰胺玻璃管或硅有機玻璃布管。熔管的形狀以方管形和圓管形為主，但熔管的內型腔均為圓形或近似圓形，以能在相同的幾何尺寸下，有最大的容積，同時圓形的內腔能均勻承受電弧能量造成的壓力，有利于提高熔斷器的分斷能力。常用的熔斷器技術參數(shù)見表1-1～表1-6表1-1RT12系列熔斷器技術數(shù)據(jù)額定電壓/V415熔斷器代號A1A2A3A4熔斷器額定電流/A203263100熔體額定電流/A4，6，10，16，2020，25，3232,40,50，6363，80，100極限分斷能力/kA80RT12系列熔斷器技術數(shù)據(jù)五、熔斷器的選用與維護1．熔斷器的選用1）熔斷器類型的選擇主要根據(jù)使用場合來選擇不同的類型。例如，作電網配電用，應選擇一般工業(yè)用熔斷器；作硅元件保護用，應選擇保護半導體器件熔斷器；供家庭使用，宜選用螺旋式或半封閉插入式熔斷器。2）熔斷器的額定電壓必須等于或高于熔斷器安裝處的電路額定電壓。3）電路保護用熔斷器熔體的額定電流基本上可按電路的額定負載電流來選擇，但其極限分斷能力必須大于電路中可能出現(xiàn)的最大故障電流。

4）在電動機回路中作短路保護時，應考慮電動機的起動條件，按電動機的起動時間長短選擇熔體的額定電流。①對起動時間不長的場合，可按下式決定熔體的額定電流

式中，—電動機的起動電流，

—電動機的額定電流。②對起動時間長或較頻繁起動的場合，按下式決定熔體的額定電流

③對于多臺并聯(lián)電動機的電路，考慮到電動機一般不同時起動，故熔體的電流可按下式計算：或式中

—最大一臺電動機的起動電流；

——其余電動機額定電流之和。

5）為了防止越級熔斷、擴大停電事故范圍，各級熔斷器間應有良好的協(xié)調配合，使下一級熔斷器比上一級的先熔斷，從而滿足選擇性保護要求。選擇時，上下級熔斷器應根據(jù)其保護特性曲線上的數(shù)據(jù)及實際誤差來選擇。一般，老產品的選擇比為2:1，新型熔斷器的選擇比為1.6:1。例如，下級熔斷器額定電流為100A，上級熔斷器的額定電流最小也要為160A，才能達到1.6:1的要求，若選擇比大于1.6:1會更可靠地達到選擇性保護。值得注意的是這樣將會犧牲保護的快速性，因此實際應用中應綜合來考慮。

6）保護半導體器件用熔斷器的選擇。在變流裝置中作短路保護時，應考慮到熔斷器熔體的額定電流是用有效值表示，而半導體器件的額定電流是用通態(tài)平均電流表示的，應將乘以1.57換算成有效值。因此，熔體的額定電流可按下式計算：

2．熔斷器的安裝和維護

1）安裝熔斷器除保證足夠的電氣距離外，還應保證足夠的間距，以保證拆卸、更換熔體方便。

2）安裝前應檢查熔斷器的型號、額定電壓、額定電流、額定分斷能力等參數(shù)是否符合規(guī)定要求。

3）安裝熔體必須保證接觸良好，不能有機械損傷。

4）安裝引線要有足夠的截面積，而且必須擰緊接線螺釘，避免接觸不良。

5）在運行中應經常注意熔斷器的指示器，以便及時發(fā)現(xiàn)—相熔體熔斷的情況，防止缺相運行。如果檢查發(fā)現(xiàn)熔體已經腐蝕、損傷或熔斷，應更換同一型號規(guī)格的熔斷器，不允許用其它型號熔斷器代用（除非已通過驗證）。

6）熔斷器插入與拔出要用規(guī)定的把手，不要直接用手拔熔體（熔斷后外殼溫度很高，以免燙傷），也不可用不合適的工具插入與拔出。更換時，必須在不帶電的情況下進行。

7）使用時應經常清除熔斷器上及導電插座上的灰塵和污垢。

幾款常用熔斷器

第二節(jié)低壓隔離器

低壓隔離器也稱刀開關，主要用于電氣線路中隔離電源，也可作為不頻繁地接通和分斷空載電路或小電流電路之用。刀開關按極數(shù)分，有單極、雙極和三極；按結構分，有平板式和條架式；按操作方式分，有直接手柄操作、正面旋轉手柄操作、杠桿操作和電動機操作；按轉換方式分，有單投、雙投。另外，還有一種采用疊裝式觸頭元件組成旋轉操作的稱為組合開關或轉換開關。

一、刀開關的結構

刀開關由靜插座、手柄、動觸刀、鉸鏈支座和絕緣底板組成，典型結構如圖。在低壓電路中，用于不頻繁接通和分斷電路，或用來將電路與電源隔離。

組合開關結構圖及電氣符號。它是一種凸輪式的作旋轉運動的刀開關。組合開關也有單極、雙極、三極和多極結構，主要用于電源引入或5.5KW以下電動機的直接起動、停止、反轉、調速等場合。二、刀開關的型號及主要技術參數(shù)1．

刀開關的型號刀開關的型號及含義

2．主要技術參數(shù)

1）額定電壓在長期工作中能承受的最大電壓稱為額定電壓。目前生產的刀開關的額定電壓，一般為交流500V以下，直流440V以下。

2）額定電流

刀開關在合閘位置允許長期通過的最大工作電流稱為額定電流。小電流刀開關的額定電流有10，15，20，30，60A等五級。

3）操作次數(shù)刀開關的使用壽命分機械壽命和電壽命兩種：機械壽命指不帶電的情況下所能達到的操作次數(shù)。電壽命指刀開關在額定電壓下能可靠地分斷額定電流的總次數(shù)。

4）電穩(wěn)定性電流發(fā)生短路事故時，不產生變形、破壞或觸刀自動彈出的現(xiàn)象時的最大短路電流峰值就是刀開關的電穩(wěn)定性電流。為其額定電流的數(shù)十倍。

5）熱穩(wěn)定性電流發(fā)生短路事故時，如果能在一定時間（通常是1s）內通以某一短路電流，并不會因溫度急劇上升而發(fā)生熔焊現(xiàn)象，則這一短路電流就稱為刀開關的熱穩(wěn)定性電流。通常，刀開關的1s熱穩(wěn)定性電流為其額定電流的數(shù)十倍。

三、刀開關的選用與安裝

1．刀開關的選用：①按用途和安裝位置選擇合適的型號和操作方式。

②額定電壓和額定電流必須符合電路要求。

③校驗刀開關的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，如不滿足要求，就應選大一級額定電流的刀開關。

2．刀開關的安裝：①應做到垂直安裝，使閉合操作時的手柄操作方向應從下向上合，斷開操作時的手柄操作方向應從上向下分，不允許采用平裝或倒裝，以防止產生誤合閘。

②安裝后檢查閘刀和靜插座的接觸是否成直線和緊密。

③母線與刀開關接線端子相連時，不應存在極大的扭應力，并保證接觸可靠。在安裝杠桿操作機構時，應調節(jié)好連桿的長度，使刀開關操作靈活。（一）HK2系列膠蓋瓷底刀開關1、作用：電路的隔離開關小容量電路的電源開關小容量電動機非頻繁起動的操作開關2、組成：熔絲、觸刀、觸點座、操作手柄、底座、上下膠蓋3、安裝注意事項：合上開關時，手柄在上方，不得倒裝或平裝技術數(shù)據(jù)見表1-12（二）HR5系列熔斷器式刀開關1、作用：有大短路電流的配電網絡、電動機電路作為電源開關、隔離開關，并可作短路保護2、組成：觸頭系統(tǒng)、熔體、滅弧室、底座、塑料防護蓋等技術參數(shù)見表1-13HZ10系列組合開關組合開關第三節(jié)主令電器

主令電器用于發(fā)布操作命令以接通和分斷控制電路。常見類型有控制按鈕、位置開關、萬能轉換開關和主令控制器等。一、按鈕按鈕是一種用人力（一般為手指或手掌）操作，并具有儲能復位的開關電器。它主要用于電氣控制線路中，用于發(fā)布命令及電氣聯(lián)鎖。按鈕的一般結構主要由按鈕帽、復位彈簧、橋式動觸頭、動合靜觸頭、動斷靜觸頭和裝配基座等組成。

操作時，將按鈕帽往下按，橋式動觸頭就向下運動，常閉觸頭先分斷，再常開觸頭接通。一旦操作人員的手指離開按鈕帽，在復位彈簧的作用下，先是常開觸頭分斷，然后是常閉觸頭閉合。

按鈕的使用場合非常廣泛，規(guī)格品種很多。目前生產的按鈕產品有LA10、LA18、LA19、LA20、LA25、LA30等系列，引進產品有LAY3、LAY4、PBC系列等。其中LA25是通用型按鈕的更新?lián)Q代產品。

按鈕和指示燈

5、選用考慮：額定電壓、電流（５Ａ）、結構形式、操作方式、觸點對數(shù)、按鈕顏色、有無指示燈及帽形（急停式）。6、符號：圖1.6.27、指示燈：氖泡、燈泡、半導體發(fā)光器件等。主要參數(shù)及選擇：額定電壓３８０、２２０、１２７、３６、６.３發(fā)光器件、顏色。型號舉例：ND16-22

按鈕和指示燈外形2按鈕和指示燈電氣符號

二、位置開關位置開關主要用于將機械位移轉變?yōu)殡娦盘枺脕砜刂粕a機械的動作。位置開關包括：行程開關、微動開關、限位開關及由機器部件或機械操作的其它控制開關。這里著重介紹行程開關和微動開關。

1．行程開關行程開關是一種按工作機械的行程，發(fā)出操作命令的位置開關。主要用于機床、自動生產線和其它生產機械的限位及流程控制。

1）直動式行程開關

其動作原理與控制按鈕類似，只是它用運動部件上的撞塊來碰撞行程開關的推桿。

2）滾輪旋轉式行程開關

采用能瞬時動作的滾輪旋轉式結構，當滾輪1受到向左的外力作用時，上轉臂2向左下方轉動，推桿4向右轉動，并壓縮右邊彈簧8，同時下面的小滾輪5也很快沿著擒縱件6向右轉動，小滾輪滾動又壓縮彈簧7，當滾輪5走過擒縱件6的中點時，盤形彈簧3和彈簧7都使擒縱件6迅速轉動，因而使動觸頭迅速地與右邊的靜觸頭分開，并與左邊的靜觸頭閉合。

復位方式有自動復位和非自動復位兩種

目前生產的產品有LX19、LX22、LX32、LX33等系列行程開關，引進產品有3SE3等系列行程開關。行程開關的主要技術參數(shù)有額定電壓、額定電流、觸頭換接時間、動作力、動作角度或工作行程、觸頭數(shù)量、結構形式和操作頻率等。行程開關主要技術數(shù)據(jù)可參看有關技術資料。

圖4行程開關及接近開關的電氣符號

2．微動開關

微動開關是行程非常小的瞬時動作開關，其特點是操作力小和操作行程短，用于機械、紡織、輕工、電子儀器等各種機械設備和家用電器中作限位保護和聯(lián)鎖等。微動開關也可看成為尺寸甚小而又非常靈敏的行程開關。

3.

接近開關接近開關即無觸點行程開關，內部為電子電路，按工作原理分為高頻振蕩性、電容型和永磁型三種類型。使用時對外連接3根線，其中紅、綠兩根線外接直流電源（通常為24V），另一根黃線為輸出線。接近開關供電后，輸出線與綠線之間為高電平輸出；當有金屬物靠近該開關的檢測頭時，輸出線與綠線之間翻成低電平。可利用該信號驅動一個繼電器或直接將該信號輸入PLC等控制回路。幾款常用行程開關

三、萬能轉換開關和主令控制器

1．萬能轉換開關萬能轉換開關主要用于電氣控制線路的轉換、配電設備的遠距離控制、電氣測量儀表的轉換和微電機的控制，也可用于小功率籠型感應電動機的起動、換向和變速。由于它能控制多個回路，適應復雜線路的要求，故有“萬能”轉換開關之稱。常用的萬能轉換開關有LW8、LW6、LW5、LW2等系列。LW6系列萬能轉換開關由操作機構、面板、手柄、觸頭座等組成，觸頭座最多可以裝10層，每層均可安裝3對觸頭，操作手柄有多檔停留位置（最多12個檔位），底座中間凸輪隨手柄轉動，由于每層凸輪設計的形狀不同，所以用不同的手柄檔位，可控制各對觸頭進行有預定規(guī)律的接通或分斷。

LW6系列萬能轉換開關其中一層的結構示意圖，右為電氣符號

圖形虛線表示操作檔位，有幾個檔位就畫幾根虛線，實線與成對的端子表示觸頭，使用多少對觸頭就可以畫多少對。在虛實線交叉的地方只要標黑點就表示實線對應的觸點，在虛線對應的檔位是接通的，不標黑點就意味著該觸頭在該檔位被分斷。

幾款常用萬能轉換開關

2．主令控制器

主令控制器（亦稱主令開關）是一種按照預定程序來轉換控制電路接線的主令電器。由觸頭系統(tǒng)、操作機構、轉軸、齒輪減速機構、凸輪、外殼等部件組成。主令控制器的控制對象是二次電路，其觸頭工作電流不大。主令控制器按凸輪的結構形式可分為凸輪調整式和凸輪非調整式主令控制器兩種，動作原理與萬能轉換開關相同，都是靠凸輪來控制觸頭系統(tǒng)的分合。

電氣符號同萬能轉換開關。

主令控制器中某一層的結構如右。主要由凸輪塊、接線柱、靜觸頭、動觸頭、支桿、轉動軸、小輪等部分組成。當轉動手柄時，方軸與凸輪塊一起轉動，小輪始終被彈簧壓在凸輪塊上，當小輪碰上凸輪塊凸起的部分時，靜觸頭和動觸頭之間被凸輪塊頂開。適用于頻繁對電路進行接通和切斷，常配合磁力起動器對繞線式異步電動機的起動、制動、調速及換向實行遠距離控制，廣泛用于各類起重機械的拖動電動機的控制系統(tǒng)中。磁力啟動器:一個鐵盒子,里面裝個接觸器和熱繼電器,用按鈕控制的東西.IEC把開關電動機的力是由電磁力產生的啟動裝置稱為磁力啟動器。用通俗的話說也就是靠電磁接觸器來控制電機的運轉，隨著我國現(xiàn)代化進程的加快，礦用產品也不斷更新?lián)Q代，并逐漸朝著大容量、大功率、保護齊全、安全可靠的方面發(fā)展第四節(jié)低壓斷路器

一、低壓斷路器的用途、分類和工作原理

1．低壓斷路器的用途和分類斷路器俗稱自動開關，用于不頻繁接通、分斷線路正常工作電流，也能在電路中流過故障電流時（短路、過載、欠電壓等），在一定時間內斷開故障電路的開關電器。低壓斷路器是用于交流電壓1200V、直流電壓1500V及以下電壓范圍的斷路器，有多種分類。按使用類別可分為非選擇型（A型）和選擇型（B型）兩類。按極數(shù)可分為單極、雙極、三極和四極。按滅弧介質可分為空氣式和真空式，目前應用最廣泛的是空氣斷路器。按動作速度可分為快速型和一般型。按結構型式分有塑料外殼式和萬能式。低壓斷路器型號及含義

2．低壓斷路器的工作原理

主觸頭3是常開觸頭，靠操作手柄10或閉合電磁鐵9合閘，鎖扣7將自由脫扣機構6扣住，保持主觸頭閉合，自由脫扣機構6由鎖扣7、脫扣半軸12、斷開彈簧11和一套連桿機構等組成。過電流脫扣器17的線圈串聯(lián)于主電路，在主電路電流為正常值時，銜鐵處于打開位置，當任何一相主電路的電流超過其動作整定值時，銜鐵被向上吸合，銜鐵上的頂板推動脫扣桿13，使脫扣半軸12反時針方向轉動，導致自由脫扣機構脫扣，在斷開彈簧的作用下，使主觸頭分斷。欠電壓脫扣器18的線圈在主電壓正常時，銜鐵吸合，當主電路內電壓消失或降低至一定數(shù)值以下時，銜鐵釋放，主觸頭分斷。分勵脫扣器15是由控制電源供電的，其線圈可根據(jù)操作人員的命令或繼電保護信號而通電，使銜鐵向上運動，推動脫扣桿，使主觸頭分斷。根據(jù)實際需要，一臺斷路器上可裝設兩只或三只過電流脫扣器，欠電壓脫扣器和分勵脫扣器則可選裝其中之一或兩者都裝，小型低壓斷路器也可不裝。電磁式過電流脫扣器還可以加上延時裝置，使分斷具有選擇性。

低壓斷路器及其電氣符號

特點：脫扣，排除故障后可重合閘（不換部件）。主要參數(shù)：DW15系列—萬能式斷路器（低壓）DZ20系列—塑殼式斷容器DE20—40額定電流負載電流符號：圖1.3.4

常用低壓斷路器外形1

二、低壓斷路器的主要技術參數(shù)

1．額定電壓斷路器的額定電壓分額定工作電壓、額定絕緣電壓和額定脈沖耐壓。額定工作電壓（）是指與通斷能力以及使用類別相關的電壓值，對多相電路是指相間的電壓值。額定絕緣電壓（）一般情況下，額定絕緣電壓就是斷路器最大額定工作電壓。額定脈沖耐壓（）開關電器工作時，要承受系統(tǒng)中所發(fā)生的過電壓，因此開關電器（包括斷路器）的額定電壓參數(shù)中給定了額定脈沖耐壓值，其數(shù)值應大于或等于系統(tǒng)中出現(xiàn)的最大過電壓峰值。額定絕緣電壓和額定脈沖耐壓共同決定了開關電器的絕緣水平。

2.額定電流對于斷路器來說，額定電流（）就是額定持續(xù)電流，也就是脫扣器能長期通過的電流，對帶有可調式脫扣器的斷路器為可長期通過的最大工作電流。斷路器殼架等級額定電流（）用基本尺寸相同和結構相似的框架或塑料外殼中能容納的最大脫扣器額定電流表示。一個殼架等級可包含數(shù)個額定電流。

3.額定短路分斷能力斷路器的額定分斷能力（）是指在規(guī)定的條件（電壓、頻率、功率因數(shù)及規(guī)定的試驗程序等）下，能夠分斷的最大短路電流值。

4．斷路器的保護特性

1）過電流保護特性斷路器的動作時間與動作電流的函數(shù)關系曲線。低壓斷路器過電流保護可具有一段、兩段或三段過電流保護特性，圖中曲線ABCD為兩段非選擇性保護特性，其中AB段為長延時反時限保護特性，用于過載保護；CD段為瞬時脫扣器動作特性。圖中曲線abcdef為選擇性三段保護特性，其中ab段是過載反時限長延時保護特性；cd段為短路電流較小時的定時限短延時特性；ef段則為短路電流較大時的瞬時動作特性。

2）欠電壓保護特性指當主電路電壓下降至某一規(guī)定值范圍時，使電器有延時或無延時動作的保護性能。零電壓保護特性（或稱失壓保護特性）是欠電壓保護特性中的一種特殊形式。

三、低壓斷路器的選用

1．常用低壓斷路器的型號選擇

1）萬能式斷路器（框架式斷路器）萬能式斷路器過去廣泛使用DW5、DW10系列，因其技術性能較差，現(xiàn)已淘汰。目前常用產品有DW17(ME)、DW15、DW15C、DWX15和DWX15C等系列斷路器。從國外引進的ME（DW17）、AE-S（DW18）、3WE、AH（DW914）系列、M系列以及F系列萬能式斷路器應用也日漸增多。2）塑料外殼式斷路器對于電流較小的線路和用電設備可選用塑料外殼式斷路器，常用型號有DZ10、DZ10X、DZ20、DZ15、DZX等。低壓斷路器的類型應根據(jù)線路及電氣設備的額定電流及對保護的要求來選擇。若額定電流較小（600A以下），短路電流不太大，可選用塑殼式斷路器；若短路電流相當大的支路，則應選用限流式斷路器；若額定電流很大，或需要選擇型斷路器時，則應選擇萬能式斷路器；若有漏電電流保護要求時，應選用帶漏電保護功能的斷路器等。控制和保護硅整流裝置及晶閘管的斷路器，應選用直流快速斷路器。2．低壓斷路器的額定電流選擇1）配電用低壓斷路器的選用選用配電用低壓斷路器，除應考慮一般選用原則外，還應考慮與下級電路的選擇性配合問題，以限制可能出現(xiàn)的越級跳閘現(xiàn)象，一般可從以下幾方面注意：（1）長延時動作電流整定值應不大于導線容許載流量。對于采用電線電纜的情況，可取電線電纜容許載流量的80%。（2）3倍長延時動作電流整定值的可返回時間不小于線路中起動電流最大的電動機起動時間。（3）短延時動作電流整定值應不小于

式中—線路計算電流；

—電動機的起動電流倍數(shù)；

—電動機的額定電流。

（4）瞬時動作電流整定值應不小于

式中：—電動機起動電流的沖擊系數(shù)，一般取1.7～2；

—最大的一臺電動機的額定電流。

2）電動機保護用低壓斷路器的選用選用電動機保護用低壓斷路器時，除應考慮一般選用原則外，還應注意（1）過載保護（長延時）動作電流整定值等于電動機額定電流。（2）瞬時動作電流整定值，對于保護籠型電動機應為（8～15）倍電動機額定電流；對于保護繞線式電動機應為（3～6）倍電動機額定電流。并以此確定電磁脫扣器的額定電流。

3）家用低壓斷路器的選用家用斷路器是指在生活建筑中用來保護配電系統(tǒng)的斷路器，容量一般都不大，故一般都選用塑殼式斷路器。選用時還應注意：（1）長延時動作電流整定值應略大于線路計算電流。（2）瞬時動作電流整定值應等于（6～20）倍線路計算電流。

四、低壓斷路器的安裝與維修

1．低壓斷路器的安裝

1)安裝前的檢查（1）外觀檢查檢查斷路器在運輸過程中有無損壞，緊固件有否松動，可動部分是否靈活等，如有缺陷，應進行相應的處理或更換。（2）技術指標檢查檢查核實斷路器工作電壓、電流、脫扣器電流整定值等參數(shù)是否符合要求。斷路器的脫扣器整定值等各項參數(shù)出廠前已整定好，原則上不準再動。（3）絕緣電阻檢查安裝宜先用500V兆歐表檢查斷路器相與相、相與地之間的絕緣電阻，不小于10MΩ，否則斷路器應烘干。（4）清除灰塵和污垢，擦凈極面防銹油脂。

2)安裝時應注意的事項（1）斷路器底板應垂直于水平位置，固定后，斷路器應安裝平整，不應有附加機械應力。（2）電源進線應接在斷路器的上母線，接負載的出線應接在下母線。（3）為防止發(fā)生飛弧，安裝時應考慮到斷路器的飛弧距離。。（4）設有接地螺釘?shù)漠a品，均應可靠接地。

2．低壓斷路器的維護通常斷路器在使用期內，應定期進行全面的維護與檢修，主要內容如下：

(1)每隔一定時間（一般為半年），應清除落于斷路器的灰塵，以保護斷路器良好的絕緣。

(2）操作機構每使用一段時間（可考慮一至二年一次），在傳動機構部分應加潤滑油（小容量塑殼斷路器不需要）。

(3）滅弧室在因短路分斷后，或較長時期使用之后，應清除滅弧室內壁和柵片上的金屬顆粒和黑煙灰。有時陶瓷滅弧室容易破損，如發(fā)現(xiàn)破損的滅弧室，必須更換；長期不用的，在需要使用前應先烘一次，以保證良好的絕緣。

(4）斷路器的觸頭在長期使用后，如觸頭表面發(fā)現(xiàn)有毛刺、金屬顆粒等，應當予以清理，以保證良好的接觸。對可更換的弧觸頭，如發(fā)現(xiàn)磨損到少于原來厚度的1/3時要考慮更換。

(5)定期檢查各脫扣器的電流整定值和延時，特別是電子式脫扣器，應定期用試驗按鈕檢查其動作情況。

斷路器主要技術數(shù)據(jù)見表1-16第五節(jié)接觸器

一、

接觸器的結構和工作原理

接觸器是一種能頻繁地接通和斷開遠距離用電設備主回路及其他大容量用電回路的自動控制電器。它分為直流和交流兩類。主要由電磁機構、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置三部分組成。

1．電磁機構電磁機構包括電磁線圈和鐵心，鐵心由靜鐵心和動鐵心（即銜鐵）組成，鐵心的活動部分與受控電路的觸頭系統(tǒng)相連。在線圈中通以勵磁信號，鐵心中就會產生磁場，從而吸引銜鐵，帶動觸頭系統(tǒng)斷開或接通受控電路。斷電釋放。

a)為沿棱角轉動的拍合式鐵心，主要應用于直流電磁機構。

b)為沿軸轉動的拍合式鐵心，多用于觸點容量較大的交流電磁機構。

c)為雙E形直動式鐵心,多用于交流接觸器、繼電器中。

常見的磁路結構

交流電磁機構的鐵心由硅鋼片疊鉚而成，有磁滯和渦流損耗，由于鐵心和線圈都發(fā)熱，所以在鐵心和線圈之間設有骨架，鐵心、線圈整體作成矮胖型，利于各自散熱。直流電磁機構的鐵心由整塊鋼材或工程純鐵制成，無磁滯和渦流損耗，線圈發(fā)熱鐵心不發(fā)熱，所以線圈直接接觸鐵心并通過鐵心散熱，鐵心、線圈整體作成瘦高型。2．電磁機構的吸力特性電磁線圈通電后，鐵心吸引銜鐵的力，稱為電磁吸力。電磁吸力的計算公式為

式中為空氣隙中的磁通，可近似看作與鐵心的磁通相等，單位是韋伯（Wb）；為空氣隙的有效面積，單位是米2（m2）；為電磁吸力，單位是牛頓（N）。

直流電磁機構的勵磁電流是恒定不變的直流，其磁動勢也是恒定不變的。但隨著銜鐵的吸合，空氣隙變小，吸合后空氣隙將消失，磁路的磁阻顯著減小，因而磁通要增大。由F表達式可知，吸合后的電磁力要比吸合前大得多。交流電磁機構的勵磁電流是交變的，它所產生的磁場也是交變的，因此電磁力的大小也是交變的。設空氣隙處的磁通為將其代入F表達式中，可得交流電磁機構的電磁吸力為式中為電磁吸力的最大值。

交流電磁機構的電磁吸力是脈動的，電磁吸力的瞬時值曲線如左圖，其平均值為

右圖為吸力與空氣隙的關系曲線。在交流鐵心線圈、變壓器及交流電動機中，有一個共同的外加電壓公式：由該式可知

因此，外加電壓一定的條件下，交流磁路中主磁通的最大值基本不變。因此，交流電磁鐵在吸合銜鐵的過程中，電磁吸力的平均值隨空氣隙的變化較小。又由于主磁通等于磁動勢與磁阻之比，而吸合過程中磁路的磁阻顯著減小，可知隨著空氣隙的減小，磁動勢必然減小，所以交流電磁機構吸合后的勵磁電流要比吸合前顯著減小。也就是說，交流電磁鐵吸合前的勵磁電流要比吸合后的勵磁電流大得多。因此，交流電磁鐵在工作時銜鐵和鐵心之間一定要吸合好，否則，線圈中會因長期通過較大的電流而過熱燒毀。其中曲線3為彈簧的反力特性曲線。無論交流或直流電磁機構，當吸力>反力時，電磁機構吸合，否則釋放。

衡量電磁機構靈敏度的參數(shù)是返回系數(shù)β，被定義為釋放電壓（電流）與吸合電壓（電流）的比值。返回系數(shù)越大，靈敏度越高。

*在使用單相交流電源的電磁機構中，由于電磁吸力的瞬時值是脈動的，且有過零點，吸合后會出現(xiàn)震顫和噪聲，影響受控電路穩(wěn)定通電。因此對單相交流電磁機構，可在鐵心端面上，取一部分截面嵌入一個閉合的短路環(huán)。利用該短路環(huán)的感生電流建立的磁場（比原磁場滯后）與原磁場共同作用，克服磁場過零點，才能保持足夠的電磁吸力，使電磁機構工作穩(wěn)定。3.觸頭系統(tǒng)與滅弧方法

（1）觸頭系統(tǒng)觸頭系統(tǒng)由主觸頭和輔助觸頭組成。主觸頭接在控制對象的主回路中（常常串在低壓斷路器之后）控制其通斷，輔助觸頭一般容量較小，用來切換控制電路。每對觸頭均由靜觸頭和動觸頭共同組成，動觸頭與電磁機構的銜鐵相連，當接觸器的電磁線圈得電時，銜鐵帶動動觸頭動作，使接觸器的常開觸頭閉合，常閉觸頭斷開。觸頭有點接觸、面接觸、線接觸三種，接觸面越大則通電電流越大。觸頭材料有銅和銀，銀質觸頭更好。

為了消除觸頭在接觸時的振動，減小接觸電阻，在觸頭上裝有接觸彈簧，該彈簧在觸頭剛閉合時產生較小的壓力，閉合后壓力增大。（2）電弧的產生與滅弧當一個較大電流的電路突然斷電時，如觸頭間的電壓超過一定數(shù)值，觸頭間空氣在強電場的作用下會產生電離放電現(xiàn)象，在觸頭間隙產生大量帶電粒子，形成熾熱的電子流，被稱為電弧。電弧伴隨高溫、高熱和強光，可能造成電路不能正常切斷、燒毀觸頭、引起火災等其它事故，因此對切換較大電流的觸頭系統(tǒng)必須采取滅弧措施。常用的滅弧裝置有：滅弧罩、滅弧柵和磁吹滅弧裝置。主要用于熄滅觸頭在分斷電流的瞬間動靜觸頭間產生的電弧，以防止電弧的高溫燒壞觸頭或出現(xiàn)其它事故。

直流接觸器工作原理與交流接觸器基本相同，在結構上也由電磁機構、主觸頭、輔助觸頭、滅弧裝置等組成，但在鐵心結構、線圈形狀、觸頭形狀和數(shù)量、滅弧方式等方面也有所不同。

接觸器型號說明

如CJ12T-250，該型號的意義為CJ12T系列交流接觸器，額定電流250A，主觸頭為三極。

CZ0-100/20為CZ0系列直流接觸器，額定電流100A，雙極動合主觸頭。交流接觸器外形圖、原理圖及電氣符號

二、接觸器的主要技術參數(shù)

1．額定電壓按觸器銘牌上額定電壓是指主觸頭的額定工作電壓，其等級有：直流接觸器：220V，440V，660V。交流接觸器：220V，380V，500V，660V，1140V。

2．額定電流接觸器銘牌上額定電流是指在正常工作條件下主觸頭中允許通過的長期工作電流，一般按下面等級制造：

直流接觸器：25A，40A，60A，100A，150A，250，400A，600A。交流接觸器：10，15，25，40，60，100，150，250，400，600A。

3．線圈的額定電壓其等級有：直流線圈：24V，48V，220V。交流線圈：36V，127V，220V，380V。

4．動作值是指接觸器的吸合電壓與釋放電壓。部頒標準規(guī)定接觸器在額定電壓85%以上時，應可靠吸合。釋放電壓不高于線圈額定電壓的70%。

5．接通與分斷能力指接觸器的主觸頭在規(guī)定的條件下能可靠地接通和分斷的電流值，而不應該發(fā)生熔焊，飛弧和過分磨損等。

6．機械壽命和電氣壽命接觸器是頻繁操作電器，應有較長的機械壽命和電器壽命。目前有些接觸器的機械壽命已達一千萬次以上；電氣壽命是機械壽命的5%～20%。

7．操作頻率是指每小時接通的次數(shù)。交流接觸器最高為600次/h；直流接觸器可高達1200次/h。

三、接觸器的選用、安裝與維護

1．接觸器的選用交流負載應使用交流接觸器，直流負載使用直流接觸器；如果控制系統(tǒng)中主要是交流電動機，而直流電機或直流負載的容量比較小時，也可以選用交流接觸器進行控制，但觸頭的額定電流應選大些。接觸器主觸頭的額定電壓：其值應大于或等于負載回路的額定電壓。接觸器主觸頭的額定電流：按手冊或說明書上規(guī)定的使用類別使用接觸器時，接觸器主觸頭的額定電流應等于或稍大于實際負載額定電流。在實際使用中還應考慮環(huán)境因素的影響，如柜內安裝或高溫條件時應適當增大接觸器額定電流。接觸器吸引線圈的電壓一般從人身和設備安全角度考慮，該電壓值可以選擇低一些；但當控制線路比較簡單，用電不多時，為了節(jié)省變壓器，則選用220V、380V。接觸器的觸頭數(shù)量、種類等應滿足控制線路的要求。

2．接觸器的安裝與維護接觸器的使用壽命的長短，不僅取決于產品本身的技術性能，而且與產品的使用維護是否符合要求有關。在安裝、調整及使用接觸器時應注意以下各點：安裝前：應檢查產品的銘牌及線圈上的技術數(shù)據(jù)（如額定電壓、電流、操作頻率和通電持續(xù)率等）是否符合實際使用要求；用手分合接觸器的活動部分，要求產品動作靈活無卡住現(xiàn)象；將鐵心極面上的防銹油擦凈，以免油垢粘滯而造成接觸器斷電不能可靠釋放；檢查與調整觸頭的工作參數(shù)（開距、超程、初壓力和終壓力等），并使各極觸頭動作同步。安裝與調整：安裝時應將螺釘擰緊，以防振動松脫；檢查接線正確無誤后，應在主觸頭不帶電情況下，先使吸引線圈通電分合數(shù)次，檢查產品動作是否可靠，然后才能投入使用。

3．接觸器常見故障及處理辦法

參考表格。第五節(jié)繼電器

繼電器是一類用于監(jiān)測各種電量或非電量的電器，廣泛用于電動機或線路的保護以及生產過程自動化控制。一般來說，繼電器通過測量環(huán)節(jié)輸入外部信號（比如電壓、電流等電量或溫度、壓力、速度等非電量）并傳遞給中間機構，將它與設定值（即整定值）進行比較，當達到整定值時（過量或欠量），中間機構就使執(zhí)行機構產生輸出動作，從而閉合或分斷電路，達到控制電路的目的。

常用的繼電器有電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器、速度繼電器、壓力繼電器、熱與溫度繼電器等。

主要技術參數(shù)：額定參數(shù)、吸合時間和釋放時間、整定參數(shù)、靈敏度、觸頭的接通和分斷能力、使用壽命等。

一、普通電磁式繼電器

普通電磁式繼電器的結構、工作原理與接觸器類似，主要由電磁機構和觸頭系統(tǒng)組成，但沒有滅弧裝置，不分主副觸頭。與接觸器的主要區(qū)別在于：能靈敏地對電壓、電流變化作出反應，觸頭數(shù)量很多但容量較小，主要用來切換小電流電路或用作信號的中間轉換。1．

電壓繼電器電壓繼電器可以對所接電路上的電壓高低作出動作反應。分過電壓繼電器、欠電壓繼電器和零電壓繼電器。過電壓繼電器在額定電壓下不吸合，當線圈電壓達到額定電壓的105%至120%以上時動作。欠電壓繼電器在額定電壓下吸合，當線圈電壓降低到額定電壓的40%至70%時釋放；零電壓繼電器在額定電壓下也吸合，當線圈電壓達到額定電壓的5%至25%時釋放。常用來構成過電壓、欠電壓和零電壓保護。

2．中間繼電器中間繼電器實質是一種電壓繼電器。主要用來對外部開關量的接通能力和觸頭數(shù)量進行放大。其種類有:JZ系列，適用于在交流電壓500V（頻率50Hz或60Hz）、直流電壓220V以下的控制電路中用于控制各種電磁線圈，(如JZC4,JZC1,JZ7)；DZ系列，主要用于各種繼電保護線路中，用以增加主保護繼電器的觸點數(shù)量或容量。該系列中間繼電器的線圈只用在直流操作的繼電保護回路中。

3．電流繼電器電流繼電器的線圈被做成阻抗小、導線粗、匝數(shù)少的電流線圈，串接在被測量的電路中（或通過電流互感器接入），用于檢測電路中的電流是否越限。分過電流繼電器和欠電流繼電器。過電流繼電器在電路額定電流下正常工作時不動作，當電流超過整定值時電磁機構動作，整定范圍為額定電流的1.1至1.4倍。欠電流繼電器在電路額定電流下正常工作時處在吸合狀態(tài)，當電流降低到額定電流的10%至20%時，繼電器釋放。

常用的交直流過電流繼電器有JL14、JL15、JL18等系列，其中JL18正在逐漸取代JL14和JL15系列；交流過電流繼電器有JT14、JT17等系列；直流電磁式電流繼電器有JT13、JT18等系列。

JL18系列電流繼電器的型號含義

普通電磁式繼電器的電氣符號

中間繼電器的外形及底座

二、時間繼電器

在生產中經常需要按一定的時間間隔來對生產機械進行控制，時間控制通常是利用時間繼電器來實現(xiàn)的。時間繼電器是一種利用電磁或機械動作原理實現(xiàn)觸頭延時通或斷的自動控制電器。常用的有電磁式、空氣阻尼式、電動式和晶體管式等。

1．空氣阻尼式時間繼電器

利用空氣阻尼原理獲得延時的，它由電磁機構、延時機構、觸頭三部分組成，有通電延時型和斷電延時型，兩者結構相同，電磁機構安裝的方向不同。

通電延時型工作原理：線圈1通電后，吸下動鐵心2，活塞3因失去支撐，在釋放彈簧4的作用下開始下降，帶動傘形活塞5和固定在其上的橡皮膜6一起下移，在膜上面造成空氣稀薄的空間。

時間繼電器的電氣符號

活塞由于受到下面空氣的壓力，只能緩慢下降。經過一定時間后，杠桿8才能碰觸微動開關9，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合。可見，從電磁線圈通電時開始到觸點動作時為止，中間經過一定的延時，這就是時間繼電器的延時作用。延時長短可以通過螺釘10調節(jié)進氣孔的大小來改變。空氣阻尼式時間繼電器的延時范圍較大，可達0.4~180s。當電磁線圈斷電后，活塞在恢復彈簧11的作用下迅速復位，氣室內的空氣經由出氣孔12及時排出，斷電不延時。

2．晶體管式時間繼電器

晶體管式時間繼電器也稱為半導體式時間繼電器，它主要利用電容對電壓變化的阻尼作用作為延時環(huán)節(jié)而構成。其特點是延時范圍廣、精度高、體積小、便調節(jié)、壽命長，是發(fā)展快、有前途的電子器件。

非對稱雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的晶體管時間繼電器的外形及原理圖：

整個線路可分為主電源、輔助電源、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其附屬電路等幾部分。主電源是有電容濾波的半波整流電路，它是觸發(fā)器和輸出繼電器的工作電源。輔助電源是也帶電容濾波的半波整流電路，它與主電源疊加起來作為R、C環(huán)節(jié)的充電電源。

另外，在延時過程結束、二極管V3導通后，輔助電源的正電壓又通過R和V3加到晶體管V5的基極上，使之截止，從而使觸發(fā)器翻轉。

觸發(fā)器的工作原理：接通電源時，晶體管V5處于導通狀態(tài)，V6處于截止狀態(tài)。主電源與輔助電源疊加后，通過可變電阻R1和R對電容器C充電。在充電過程中，a點的電位逐漸升高，直至a點的電位高于b點的電位，二極管V3則導通，使輔助電源的正電壓加到晶體V5的基極上。這樣，V5就由導通變?yōu)榻刂梗鳹6則由截止變?yōu)閷ǎ阌|發(fā)器發(fā)生翻轉。于是，繼電器K便動作；通過觸頭發(fā)出相應的控制信號。與此同時，電容器C經由繼電器的常開觸頭對電阻R4放電，為下一步工作做準備。

幾種新型時間繼電器的外形：

超級時間繼電器（電子式）數(shù)顯時間繼電器

三、速度繼電器速度繼電器主要用作籠型異步電動機的反接制動控制，所以也稱反接制動繼電器．它主要由轉子、定子和觸頭三部分組成，轉子是一個園柱形永久磁鐵，定子是一個籠形空心圓環(huán)，由硅鋼片疊成，并裝有籠型繞組。速度繼電器外形和結構示意如右圖。

速度繼電器工作原理：速度繼電器轉子的軸與被控電動機的軸相連接，而定子空套在轉子上。當電動機轉動時，速度繼電器的轉子隨之轉動，定子內的短路導體便切割磁場，產生感應電動勢，從而產生電流，此電流與旋轉的轉子磁場作用產生轉矩，于是定子開始轉動，當轉到一定角度時，裝在定子軸上的擺錘推動簧片動作，使常閉觸頭分斷，常開觸頭閉合。當電動機轉速低于某一值時，定子產生的轉矩減小，觸頭在彈簧作用下復位。

速度繼電器電氣符號

四、熱繼