常用低壓電器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

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

分解目標(biāo)：

1、能陳述常用低壓電器的定義、用途和分類(lèi)；

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(lèi)

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(zhǎng)期使用的電壓等級(jí)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(hào)或要求，自動(dòng)或手動(dòng)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(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)、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(lèi)

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(lèi)。按照用途進(jìn)行分類(lèi)是最常用的分類(lèi)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(lèi)。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(kāi)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(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性?？刂齐娖鳎褐饕糜陔娏ν蟿?dòng)控制系統(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(zhǎng)。三、熔斷器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)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(tái)電氣設(shè)備的過(guò)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(cè)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(shí)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(guò)正常負(fù)載電流時(shí)，熔體溫度較低，不會(huì)熔斷；當(dāng)電路中發(fā)生短路或者過(guò)載故障時(shí)，通過(guò)熔體的電流增大，熔體開(kāi)始發(fā)熱，當(dāng)電流達(dá)到或超過(guò)某一定值時(shí)，熔體溫度升高到熔點(diǎn)，熔體熔斷，從而分?jǐn)喙收想娐罚鸬奖Ｗo(hù)作用。分類(lèi)：熔斷器按照結(jié)構(gòu)可以分為半封閉插入式熔斷器、無(wú)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(lèi)。三、熔斷器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用熔斷器的反時(shí)限保護(hù)特性：電流越大熔斷時(shí)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(lèi)型。根據(jù)電路電壓來(lái)確定熔斷器的額定電壓。根據(jù)電流來(lái)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(jí)匹配中，一般上一級(jí)熔斷器的額定電流要比下一級(jí)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(guò)載特性相匹配，若保護(hù)對(duì)象為電動(dòng)機(jī)，熔斷器一般作為短路保護(hù)，而過(guò)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(chēng)作自動(dòng)開(kāi)關(guān)，是指按規(guī)定條件，對(duì)配電電路、電動(dòng)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(guò)載、短路或欠電壓等情況時(shí)能自動(dòng)分?jǐn)嚯娐返拈_(kāi)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(kāi)電路以控制電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備的啟動(dòng)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(dòng)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(lèi)很多，可以按使用類(lèi)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(lèi)。按照結(jié)構(gòu)型式和極數(shù)進(jìn)行分類(lèi)是較常見(jiàn)的兩種分類(lèi)方式。按照結(jié)構(gòu)型式不同可以分為萬(wàn)能式（框架式）斷路器和塑料外殼式斷路器（空氣開(kāi)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(dòng)觸頭、靜觸頭和連接導(dǎo)線組成，用來(lái)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(lái)接通電路，副觸頭和弧觸頭主要用來(lái)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(lái)熄滅觸頭在切斷電路時(shí)所產(chǎn)生的電弧。將電弧拉長(zhǎng)，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(gè)冷卻表面而迅速冷卻。對(duì)電弧進(jìn)行分割，使長(zhǎng)弧分割成多個(gè)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(duì)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(lái)熄滅觸頭在切斷電路時(shí)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(cè)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(hào)后，可通過(guò)傳遞元件使斷路器跳閘并切斷電路。常用脫扣器有過(guò)電流脫扣器、欠電壓脫扣器、分勵(lì)脫扣器和半導(dǎo)體脫扣器等。過(guò)電流脫扣器：當(dāng)電流達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，脫扣器經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后動(dòng)作，稱(chēng)為反時(shí)限過(guò)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(guò)電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短；當(dāng)電流大到一定程度后，脫扣器瞬時(shí)動(dòng)作，稱(chēng)為瞬動(dòng)過(guò)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(guò)電流脫扣器：半導(dǎo)體脫扣器可以實(shí)現(xiàn)反時(shí)限和瞬動(dòng)兩種動(dòng)作。在一般情況下，斷路器每極都串有一個(gè)過(guò)電流脫扣器，三極斷路器串有三個(gè)脫扣器，為了節(jié)約成本，也有些三極斷路器只串有兩個(gè)脫扣器。過(guò)電流脫扣器主要用于對(duì)負(fù)載提供短路保護(hù)和嚴(yán)重過(guò)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(shí)，其電磁吸力不足克服彈簧力而維持銜鐵的吸合，脫扣器動(dòng)作并引發(fā)斷路器跳閘。欠電壓脫扣器分為延時(shí)動(dòng)作和瞬時(shí)動(dòng)作兩種類(lèi)型。帶延時(shí)的欠電壓脫扣器，主要用于防止弱電網(wǎng)中因短時(shí)電壓降低而造成脫扣器誤動(dòng)作，其延時(shí)通常由電容器單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。瞬動(dòng)的欠電壓脫扣器沒(méi)有延時(shí)功能，電磁吸力一旦不能克服彈簧力就會(huì)引起脫扣器動(dòng)作。四、斷路器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用斷路器的結(jié)構(gòu)分勵(lì)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(hào)使線圈通電，吸合銜鐵令脫扣器動(dòng)作。分勵(lì)脫扣器的線圈平時(shí)是不帶電的，只有動(dòng)作時(shí)才帶電。分勵(lì)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(kāi)關(guān)等電器配合使用、通過(guò)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(chēng)作電子脫扣器，由信號(hào)檢測(cè)、過(guò)電流保護(hù)、欠電壓延時(shí)、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(kāi)動(dòng)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(guò)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(guò)遠(yuǎn)程控制來(lái)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(kāi)以切斷電路。自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)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(wàn)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(lèi)型斷路器有專(zhuān)門(mén)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(gè)用電領(lǐng)域。塑料外殼式斷路器的選擇：根據(jù)電源類(lèi)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(jì)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(duì)地短路電流≥1.25倍斷路器瞬時(shí)（或短延時(shí)）脫扣器整定電流斷路器脫扣器的額定電流≥線路計(jì)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(lì)脫扣器額定電壓＝控制電源電壓電動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的額定工作電壓＝控制電源電壓斷路器的類(lèi)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(shuō)明書(shū)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(wèn)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(guò)流保護(hù)動(dòng)作而頻繁跳閘。對(duì)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(dòng)和拒動(dòng)，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(guò)載保護(hù)，太強(qiáng)調(diào)過(guò)載保護(hù)可能會(huì)引起斷路器頻繁誤動(dòng)。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(duì)交直流電動(dòng)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(lèi)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(cè)驅(qū)動(dòng)部件，它接受信號(hào)并通過(guò)本身動(dòng)作而將信號(hào)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(dòng)作并接通和分?jǐn)嚯娐贰榱诉m應(yīng)頻繁接通和分?jǐn)嚯娐?，接觸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(lèi)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(shí)電路的實(shí)際電流值，耐受過(guò)載電流能力應(yīng)大于電路中的最大過(guò)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(lèi)型。若接觸器用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的頻繁啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)或反接制動(dòng)時(shí)，應(yīng)將主觸頭的額定電流降低使用，一般可以降低一個(gè)電流等級(jí)。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(duì)接觸器進(jìn)行解體檢查，除了檢查觸頭之外，還需要檢查動(dòng)靜鐵芯，尤其是對(duì)于斷路器因過(guò)流而跳閘過(guò)的同回路接觸器。觸頭接觸電阻過(guò)大而進(jìn)行處理時(shí)，慎用電氣清洗劑，經(jīng)過(guò)實(shí)際觀察發(fā)現(xiàn)用過(guò)電氣清洗劑的觸頭短期內(nèi)接觸良好，但使用時(shí)間一長(zhǎng)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(zhǎng)期頻繁動(dòng)作的接觸器，應(yīng)檢查是否存在動(dòng)作遲滯。五、接觸器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用接觸器在電動(dòng)閥門(mén)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(dòng)和遠(yuǎn)距離操縱用的電器，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)、遙控、電力保護(hù)系統(tǒng)中，起著控制、檢測(cè)、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(lèi)非常繁多，主要有電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、熱繼電器等，其結(jié)構(gòu)型式也千差萬(wàn)別。其中最常見(jiàn)的是電壓繼電器、中間繼電器、時(shí)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(lèi)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(shí)間繼電器還帶有延時(shí)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(lái)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(dòng)作時(shí)間越短，工作特性為反時(shí)限特性。對(duì)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(lái)感測(cè)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(dòng)復(fù)位的位置