第一章低壓電器基本知識

一.

一、低壓電器的定義

1.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電器。2.按工作電壓的不同，電器分為高壓電器和低壓電器兩大類。低壓電器是指工作在額定電壓交流1200V以下、直流1500V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安全、可靠、經濟運行和人身安全中起到重要作用。低壓電器的作用有：1.控制作用如電梯的上下移動、快慢速自動切換與自動停層等。2.保護作用能根據(jù)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、電網的短路保護、漏電保護等。3.測量作用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(shù)進行測量，如電流、電壓、功率、轉速、溫度、濕度等。4.調節(jié)作用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，如絕緣監(jiān)測、保護掉牌指示等。6.轉換作用在用電設備之間轉換或對低壓電器、控制電路分時投入運行，以實現(xiàn)功能切換，如勵磁裝置手動與自動的轉換，自備電源的切換等。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(xiàn)。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。其分類如下：1.按動作方式分類可分為以下兩類：（1）手動電器。由人手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。（2）自動電器。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。2.按用途分類可分為以下兩類：（1）低壓保護電器。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、線路或電動機。如熔斷器、熱繼電器等。（2）低壓控制電器。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電路的通斷，又能實現(xiàn)短路、欠壓及過載保護。3.按執(zhí)行機構分類可分為以下兩類：（1）電磁式電器。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稱為電磁式電器。如接觸器、低壓斷路器等。（2）非電量控制電器。其工作是靠非電量（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。如刀開關、行程開關、按鈕、速度繼電器、壓力繼電器和溫度繼電器等。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)。1.電磁機構

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電磁力，帶動觸頭動作，從而接通、分斷電路完成控制作用。電磁機構主要由銜鐵、鐵心、吸引線圈三部分組成。 工作原理: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，鐵心主要可分為拍合式和直動式兩大類．(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合式鐵心，其鐵心材料由電工軟鐵制成，它廣泛用于直流電器中。

為銜鐵沿軸轉動的拍合式鐵心，鐵心形狀有E形和u形兩種，其鐵心材料由硅鋼片疊成，多用于觸頭容量較大的交流電器中；

為銜鐵直線運動的雙E形直動式鐵心，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電器中。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。

觸頭系統(tǒng)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(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。橋式

橋式

指式

橋式觸頭又分為點接觸式和面接觸式，點接觸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。

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，特別適合于觸頭分合次數(shù)多、電流大的場合。3.滅弧系統(tǒng)

（1）雙斷口滅弧指同一相采用兩對觸頭，使電弧分成兩個串聯(lián)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1-4所示。（2）磁吹滅弧

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。（3）柵片滅弧

當開關分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(lián)的短弧。當外加電壓不足以維持全部串聯(lián)短電弧時，電弧迅速熄滅。如圖1-5所示。空氣開關多采用這種滅弧方法。（4）滅弧罩滅弧這是一種比柵片滅弧跟簡單的滅