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第五章常用低压电器1常用低压电器的基本知识1.1低压电器的分类执行电器：用来完成某种动作或传递功率。如：电磁铁。控制电器：用来控制电路的通断。如：开关、继电器。主令电器：用来控制其他自动电器的动作，发出控制“指令”。如：按钮、转换开关。保护电器：用来保护电源、电路及用电设备，使他们不在短路、过载状态下运行，免遭损坏。如：熔断器、热继电器。凡是能自动或手动接通和断开电路，以及对电路或非电路现象能进行切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件统称为电器。高压电器——3kV及以上低压电器——AC1000V以下DC1200V以下新国家电网企业标准《电业安全工作规程》规定：电器工作分为高压和低压两种。高压电气设备：电压1000V及以上者；低压电气设备：电压1000V按用电管理分：500V及以上统称为高压，500V以下统称为低压;按供电系统来分：1000V以下低压，1000V-10KV叫中压，10KV-330KV叫高压，330KV及以上叫超高压，500KV及以上叫特高压（500KV、750KV、1000KV）;根据《城市电力网规定设计规则》规定：输电网为500kV、330kV、220kV、110kV，高压配电网为110kV、66KV、35kV，中压配电网为20kV、10kV、6kV、3KV，低压配电网为0.4kV及以下;电力通常所说:35kV以上到500kV为高压，500～1000kV为超高压，1000kV以上为特高压。低压电气概述按用途分（控制电器、主令电器、保护电器、执行电器）低压电器是用于额定电压交流1200v或者直流1500v及以下能够根据外界施加的信号或要求，自动或手动地接通和断开电路，从而断续或者连续地改变电路参数状态，以实现对电路或非点对象切换、控制、保护、检测、变换以及调节的电器设备。采用电磁原理构成的低压电器，称为电磁式低压电器；利用集成电路或电子元件构成的低压电器，称为电子式低压电器；利用现代控制原理构成的低压电器，称为自动化电器、智能化电器或可通信电器等。（二）低压控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。如：接触器、控制继电器、主令电器、电阻器、电磁铁等。（一）低压配电电器：用于供、配电系统中进行电能输送和分配的电器。如：刀开关、低压断路器、熔断器等；（三）低压主令电器：用于发送控制指令的电器。如按钮、主令开关、形成开关、主令控制器、转换开关等。（四）低压保护电器：用于对电路及用电设备进行保护的电器。如：熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。（五）低压执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。如：电磁铁、电磁离合器等。（一）电磁机构电磁机构的结构型式电磁机构：由电磁线圈、静铁心、动铁心（衔铁）组成。电磁机构a-直动式电磁机构b-拍合式电磁机构1-衔铁2-铁心3-线圈电磁机构：是电器元件的感受部件，它的作用是将电能转换成为机械能并带动触点闭合或断开。直流电磁铁：在稳定状态下直流电磁铁中磁通恒定，线圈磁场对衔铁的吸引力是不变的，且铁心中没有磁滞损耗和涡流损耗，只有线圈产生热量。因此，直流电磁铁的铁心是用整块钢材或工程纯铁制成的，电磁线圈没有骨架，且做成细长形，以增加它和铁心直接接触的面积，利于线圈热量从铁心散发出去。交流电磁铁：电磁通是交变的，线圈磁场对衔铁的吸引力是交变的，铁心中有磁滞损耗和涡流损耗，铁心和线圈都产生热量。因此，交流电机电磁铁的铁心一般用硅钢片叠成，以减小铁损，并且将线圈制成粗短形，由线圈骨架把它和铁心隔开，以免铁心的热量传给线圈致使其过热而烧坏。直流电磁铁交流电磁铁的线圈短路环由于交流电磁铁的磁通是交变的，线圈磁场对衔铁的吸引力也是交变的。当交流电流过零时，线圈磁通为零，对衔铁的吸引力也为零，衔铁在复位弹簧作用下将产生释放趋势，这就使动、静铁心之间的吸引力随着交流电的变化而变化，从而产生振动和噪音，加速动、静铁心接触面积的磨损，引起结合不良，严重时还会使触点烧蚀。为了消除这一弊端，在铁心柱面的一部分，嵌入一只铜环，名为短路环。短路环的作用：克服交流电磁铁电流过零点时衔铁被释放的趋势，使衔铁在通电过程总是处于吸合状态，并明显减小交流电磁铁的振动和噪声。短路环通常由铜、康铜或镍铬合金制成电压型线圈：并联在电源两端，获得额定电压时线圈吸合，其电流值由电路电压和线圈本身的电阻或电抗决定。由于线圈匝数多、导线细、电流小而匝间电压高，一般用绝缘性能好的漆包线绕制。电流型线圈：串联在主电路中，当主电路的电流超过其动作值时吸合，其电流值不取决于线圈的电阻或阻抗，而取决于电路负载的大小。由于主电路的电流一般比较大，所以线圈导线比较粗、匝数较少，通常用紫铜条或粗的紫铜线绕制。（二）触头系统触头的接触形式触头的接触形式a-点接触b-线接触c-面接触主触头：用于接通和分断主电路。辅助触头：用于接通和分断二次电路，还能起互锁和联锁作用。点接触式：适用于工作电流不大，接触电压较小的场合。如：辅助触头面接触式：载流容量较大，多用于小型交流接触器主触头。线接触式：触头闭合时产生滚动接触，适用于动作频繁、负荷电流大的场合。1¡ª°´Å¥Ã±£»2¡ª¸´Î»µ¯»É£»3¡ª¶¯´¥Í·£»4¡ª³£±Õ¾²´¥Í·£»5¡ª³£¿ª¾²´¥Í·12345减小接触电阻的方法触头材料选用电阻系数小的材料，使触头本身的电阻尽量减小；增加触头的接触压力，一般在动触头上安装触头弹簧；改善触头表面状况，尽量避免或减小表面氧化膜形成，在使用过程中尽量保持触头清洁。（三）电弧的产生和灭弧方法电弧的产生各种有触点电器都是通过触点的开、闭来通、断电路的，其触头在闭合和断开（包括熔体在熔断时）的瞬间，都会在触头间隙中由电子流产生弧状的火花，这种火花，称为电弧。触头间的电压越高，电弧就越大；负载的电感越大，断开时的火花也越大。触头电弧的危害1、使电路仍然保持导通状态，延迟了电路的开断。2、烧损触点，缩短电器的使用寿命。灭弧的基本方法（1）拉长电弧，从而降低电场强度；（2）用电磁力使电弧在冷却介质中运动，降低弧柱周围的温度；（3）将电弧挤入绝缘壁组成的窄缝中以冷却电弧；（4）将电弧分成许多串联的短弧，增加维持电弧所需的临极电压降（1）电动力吹弧双断口电动力吹弧1-静触头2-动触头3-电弧（2）磁吹灭弧磁吹灭弧原理1-磁吹线圈2-铁心3-导磁夹板4-引弧角5-灭弧罩6-磁吹线圈磁场7-电弧电流磁场8-动触头（3）栅片灭弧栅片灭弧示意图1-灭弧栅片2-触头3-电弧（4）窄缝灭弧窄缝灭弧1-纵缝2-介质3-磁性夹板4-电弧第二节低压开关电器与主令电器低压开关又称低压隔离器，是低压电器中结构比较简单、应用广泛的一类手动电器。主要有刀开关、组合开关、以及用刀与熔断器组合成的胶盖瓷底刀开关和熔断器式刀开关，还有转换开关等。刀开关闸刀开关主要有：与操作瓷柄相连的动触刀、静触头刀座、熔丝、进线及出线接线座，这些导电部分都固定在瓷底板上，且用胶盖盖着。所以当闸刀合上时，操作人员不会触及带电部分。胶盖还具有下列保护作用：(1)将各极隔开，防止因极间飞弧导致电源短路；（2）防止电弧飞出盖外，灼伤操作人员；（3）防止金属零件掉落在闸刀上形成极间短路。熔丝的装设，又提供了短路保护功能。闸刀开关的结构1直流发电机1.1直流发电机的工作原理1.1直流发电机的工作原理闸刀开关的注意事项1、将它垂直的安装在控制屏或开关扳上，不可随意搁置；2、进线座应在上方，接线时不能把它与出线座搞反，否则在更换熔丝时将会发生触电事故；3、更换熔丝必须先拉开闸刀，并换上与原用熔丝规格相同的新熔丝，同时还要防止新熔丝受到机械损伤；4、若胶盖和瓷底座损坏或胶盖失落，闸刀开关就不可再使用，以防止安全事故。我们可以知道：(1)闸刀开关能控制整个电路电源的接通和切断；(2)在闸刀开关闭合的情况下，拉线开关能控制电灯的点亮和熄灭，(3)在闸刀开关闭合的前提下，插座将始终处于带电状态。闸刀开关安装错误的例子〈1〉闸刀开关横装或者倒装。〈2〉由于导线连接不正确产生的不正常现象：插座内没有电流；开关的闭合既控制电灯又控制插座；开关的闭合无法控制电灯。〈3〉裸导线露出在闸刀开关接线柱或电器元件木台外。二、刀开关的结构类型常用的刀开关有开启式负荷开关和封闭式负荷开关、隔离刀开关和熔断器式刀开关。1.开启式负荷开关由刀开关和熔断器组合而成，瓷底座上装进线座、静触头、熔体、出线座及带瓷质手柄的刀片式动触刀，上面装有起保护作用的胶盖，防止操作时触及带电部分和分断时产生电弧飞出。常用作照明电路的电源开关，也可用来控制5.5kW以下异步电动机的起动和停止。但这种开关没有专门的灭弧装置，不宜用于频繁地分、合电路。二、刀开关的结构类型2.封闭式负荷开关由刀开关、熔断器、灭弧装置、操作机构和钢板（或铸铁）做成的外壳构成。三把闸刀固定在一根绝缘方轴上，由手柄操纵。特点：一是设有联锁装置，保证开关在合闸状态下开关盖不能开启，而开启时，不能合闸，以保证操作安全。二是采用储能分合闸方式，操作机构中，在手柄转轴与底座之间装有速动弹簧，能使开关快速接通与断开，与手柄操作速度无关，这样有利于迅速灭弧。1234HK－开启式负荷开关HH－封闭式负荷开关设计序号额定电流极数二、刀开关的结构类型3.隔离刀开关隔离刀开关起隔离电压的作用，广泛应用于500V及以下的低压配电装置中，作为不频繁接通和分断电路，普通隔离刀开关不能带负荷操作，在结构上有明显的断开点，以保证检修人员的安全。操作手柄静触头动触头灭弧罩绝缘底板带有杠杆操作机构的刀开关，用于切断不大于额定电流的负荷，均装有灭弧罩，以保证在分断电流时的安全可靠性。隔离刀开关的操作机构具有明显的分合指示和可靠的定位装置。隔离刀开关按照极数可以分为单极、双极和三级；按照结构可以分为平板式和条架式；按照操作方式分，有直接手柄操作式、杠杆操作机构式和电动操作机构式；按照转换方式可分为单投式和双投式等。4.熔断器式刀开关RT0型熔断器触点连杆操作手柄低压配电屏板面广泛应用于开关柜或与终端电器配套的电气装置中，作为线路或用电设备的电源隔离开关及严重过载和短路保护之用，在回路正常供电的情况下接通和切断电源由隔离刀开关来承担，当线路或用电设备过载或短路时，熔断器的熔体熔断，及时切断故障电流。动画点击刀开关的型号含义123456HD－单投刀开关HS－双投刀开关HR、SF－熔断器式刀开关HD、HS系列为操作方式：11－中央手柄式12－侧方正面杠杆式13－中央正面杠杆式14－侧面手柄式其他系列为设计序号HD、HS系列：B－特殊派生代号X－旋转操作其他系列无额定电流（A）极数：l－单极2－二极3－三极HD、HS系列为灭弧装置：0－不带灭弧装置1－带灭弧装置HR系列为操作与检修方式：l－前面侧方操作前检修式2－前面中央操作后检修式3－侧面操作前检修式4－无面板侧面操作式b）双极c）三极QSQSa）单极QS单投刀开关的型号含义如下：极数：3极额定电流：200A系列派生：B-底板改进HD13B-200/3刀开关单投式设计代号静触头动触头QSQSQS操作杆传动杆接线端接线端静触头动触头QSQSQS(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)单投刀开关的型号含义如下：极数：3极额定电流：200A系列派生：B-底板改进HD13B-200/3刀开关单投式设计代号静触头动触头QSQSQS操作杆传动杆接线端接线端静触头动触头QSQSQS(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)HK2、HK8开启式负荷开关HH3系列负荷开关HD系列开关HD17系列刀型隔离器HS系列开关HR3熔断器式刀开关组合开关工作原理：转换开关中的弹簧可使动、静触片快速断开，利于熄灭电弧。但转换开关的触片通流能力有限，适用于交流50赫兹380及以下，直流220伏及以下的电气线路中，供手动作不频繁地接通或分断电路、换接电源或负载、测量电路之用，也可控制小容量感应电动机。1234567891-手柄；2-转轴；3-弹簧；4-凸轮；5-绝缘垫板；6-动触点；7-静触点；8-绝缘方轴；9-结构：转换开关由数层动、静触片组装在绝缘盒而成的。动触点