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常用的低压电器低压开关电器2.1接触器2.2继电器2.3熔断器2.4主令电器2.5其他电器2.62.1低压开关电器开关是指在正常情况下（含规定的过载工作条件下）能接通、承载、分断电流，并在规定的非正常电路条件下（如短路），在规定的时间内能承载电流的机械开关电器。2.1.1刀开关1．刀开关的功能低压刀开关的作用是不频繁地手动接通和分断容量较小的交、直流低压电路，或者起隔离作用。刀开关如图2-1所示，其图形及文字符号如图2-2所示。图2-1刀开关图2-2刀开关的图形及文字符号2．刀开关的分类刀开关结构简单，由手柄、刀片、触头、底板等组成。刀开关的主要类型有大电流刀开关、负荷开关和熔断器式刀开关。3．刀开关的选用原则（1）刀开关结构形式的选择（2）刀开关的额定电流的选择（3）刀开关的额定电压的选择（4）刀开关型号的选择HD11、HS11用于磁力站中，不切断带有负载的电路，仅起隔离电流作用。4．注意事项①在接线时，刀开关上面的接线端子应接电源线，下方的接线端子应接负荷线。②在安装刀开关时，处于合闸状态时手柄应向上，不得倒装或平装；如果倒装，拉闸后手柄可能因自重下落引起误合闸，造成人身和设备安全事故。③分断负载时，要尽快拉闸，以减小电弧的影响。④使用三相刀开关时，应保证合闸时三相触头同时合闸，若有一相没有合闸或接触不良，会造成电动机因缺相而烧毁。⑤更换保险丝，应该在开关断电的情况下进行，不能用铁丝或者铜丝代替保险丝。【例2-1】刀开关和隔离开关是否可以互相替换使用？【解】通常不可以。隔离开关是指在断开位置上，能符合规定的隔离功能要求的一种机械开关电器，其作用是当电源切断后，保持有效的隔离距离，可以保证维修人员的安全，隔离开关通常不带载荷通断电路。刀开关一般不用做隔离器，因为它不具备隔离功能，但刀开关可以带小载荷通断电路。2.1.2组合开关组合开关又称为转换开关（Change-overSwitch），如图2-3所示，用于电路中，从一组连接转换至另一组连接。在机床设备和其他的电器设备中应用十分广泛，其体积小，接线方式多，使用十分方便。其灭弧性能比刀开关好。图2-3组合开关1．组合开关的功能组合开关一般在交流50Hz、380V以下或直流220V以下的电气线路中，用于手动不频繁地接通和分断电路、接通电源和负载、测量三相电压、改变负载的连接方式，控制小容量电动机正反转、星形—三角形启动、变速换向等场合。2．组合开关的结构组合开关实质上也是一种刀开关，只不过一般的刀开关的操作手柄是在垂直于其安装面的平面内向上或向下转动，而组合开关的操作手柄则是在平行于其安装面的平面内向左或向右转动。3．组合开关的选用原则一般应选用等于或大于所分断电路中各个负载额定电流的总和的组合开关。对于电动机负载，考虑其启动电流，选用额定电流为电动机的1.5～2.5倍。4．注意事项①每小时的接通次数不宜超过15～20次。②虽然组合开关有一定的通断能力，但毕竟还是比较低的，所以不能用来分断故障电流。③组合开关本身不带过载保护和短路保护，所以如果需要这类保护，应该另设其他保护电器。④由于组合开关的通断能力低，当其用于电动机的可逆运行时，必须在电动机完全停止转动后才允许反向接通（即只能作为预选开关使用）。【例2-2】某机床上有1台3kW的三相异步电动机（额定电压为380V），启停不频繁，请选用合适的组合开关控制此机床的电动机的启停。【解】控制一台启停不频繁的三相异步电动机是可以使用组合开关的，而且是三极组合开关。查表2-1，可选用HZ10-10/3组合开关。2.1.3低压断路器断路器（Circuit-Breaker）是指能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件（如短路）下接通、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器，过去叫做自动空气开关，为了和IEC（国际电工委员会）标准一致，改名为断路器。1．低压断路器的功能低压断路器是将控制电器和保护电器的功能合为一体的电器，其图形及文字符号如图2-6所示。在正常条件下，它常作为不频繁接通和断开的电路以及控制电动机的启动和停止。它常用做总电源开关或部分电路的电源开关。图2-5低压断路器图2-6低压断路器的图形及文字符号2．低压断路器的结构和工作原理低压断路器的种类虽然很多，但结构基本相同，主要由触头系统和灭弧装置、各种脱扣器与操作机构、自由脱扣机构部分组成。各种脱扣器包括过流、欠压（失压）脱扣器，热脱扣器等。灭弧装置因断路器的种类不同而不同，常采用狭缝式和去离子灭弧装置，塑料外壳式的灭弧装置采用硬钢纸板嵌上栅片制成。当电路发生短路或过流故障时，过流脱扣器的电磁铁吸合衔铁，使自由脱扣机构的钩子脱开，自动开关触头在弹簧力的作用下分离，及时有效地切除高达数十倍额定电流的故障电流，如图2-7所示。图2-7低压断路器工作原理图（过电流保护）弹簧2—脱扣机构3—电磁铁线圈4—触头当电路过载时，热脱扣器的热元件发热，使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作，如图2-8所示。图2-8低压断路器工作原理图（过载保护）1—弹簧2—脱扣机构3—双金属片4—触头分励脱扣器则作为远距离控制用，在正常工作时，其线圈是断电的，在需要距离控制时，按下启动按钮，使线圈通电，衔铁带动自由脱扣机构动作，使主触头断开。开关的主触头靠操作机构手动或电动合闸，在正常工作状态下能接通和分断工作电流，若电网电压过低或为零时，电磁铁释放衔铁，自由脱扣机构动作，使断路器触头分离，从而在过流与零压、欠压时保证了电路及电路中设备的安全。【例2-3】某质量检验局在监控本地区的低压塑壳式断路器的质量时发现：单极家用断路器的重量在60g以下的产品全部为不合格品。请从低压塑壳式断路器的结构和原理入手分析产生以上现象的原因。【解】家用断路器由触头系统和灭弧装置以及各种脱扣器与操作机构组成，而灭弧装置和脱扣器的重量较大，而且为核心部件，所以偷工减料是造成产品不合格的直接原因。该质监局检查发现，所有的低于60g短路器的灭弧栅片数量都较少，因而灭弧效果不达标，脱扣机构的铜质线圈线包很小或者没有，因而几乎起不到保护作用。通过称量判定重量过小的断路器为不合格品有一定的合理性，但这不能作为断路器产品检验的标准。3．低压断路器的典型产品低压断路器主要分类方法是以结构形式分类，有开启式和装置式两种。开启式又称为框架式或万能式，装置式又称为塑料外壳式（简称塑壳式）。还有其他的分类方法，例如，按照用途分类，有配电用、电动机保护用、家用和类似场所用、漏电保护用和特殊用途；按照极数分类，有单极、两极、三极和四极；按照灭弧介质分类，有真空式和空气式。（1）装置式断路器。（2）万能式断路器。（3）智能化断路器4．断路器的技术参数（1）额定工作电压。（2）额定工作电流。（3）短路通断能力。（4）电气寿命和机械寿命。5．低压断路器的选用原则（1）应根据线路对保护的要求确定断路器的类型和保护形式，如万能式或塑壳式断路器，通常电流在600A以下时多选用塑壳式断路器，当然，现在也有塑壳式断路器的额定电流大于600A。（2）断路器的额定电压UN应等于或大于被保护线路的额定电压。（3）断路器欠压脱扣器额定电压应等于被保护线路的额定电压。（4）断路器的额定电流及过流脱扣器的额定电流应大于或等于被保护线路的计算电流。（5）断路器的极限分断能力应大于线路的最大短路电流的有效值。（6）配电线路中的上、下级断路器的保护特性应协调配合，下级的保护特性应位于上级保护特性的下方，并且不相交。（7）断路器的长延时脱扣电流应小于导线允许的持续电流。（8）选用断路器时，要考虑断路器的用途。（9）在直流控制电路中，直流断路器的额定电压应大于直流线路电压。若有反接制动和逆变条件，则直流断路器的额定电压应大于2倍的直流线路电压。6．注意事项（1）在接线时，低压断路器上面的接线端子应接电源线，下方的接线端子应接负荷线。（2）照明电路的瞬时脱扣电流类型常选用C型。【例2-5】CA6140A车床上配有3台三相异步电动机，主电动机功率为7.5kW，快速电动机功率为275W，冷却电动机功率为150W，控制电路的功率约为500W，请选用合适的电源开关。【解】由于电动机额定电压为380V，所以选择断路器的额定电压为380V。电路的额定电流为：，可选择断路器的额定电流为40A。N750027515050022.2A380PIUDZ15-40系列的断路器比较适合用做电源开关，因此，最终选择的低压断路器的型号为DZ15-40/40。2.1.4漏电保护器漏电保护器（EarthLeakageCircuitBreaker，ELCB）是在规定的条件下，当漏电电流达到或者超过给定数值时，能自动断开电路的机械开关电器或者组合电器。1．漏电保护器的功能漏电保护器的功能是：当电网发生人身（相与地之间）触电事故时，能迅速切断电源，可以使触电者脱离危险，或者使漏电设备停止运行，从而避免触电引起人身伤亡、设备损坏或火灾的发生，它是一种保护电器。漏电保护器仅仅是防止发生触电事故的一种有效的措施，不能过分夸大其作用，最根本的措施是防患于未然。2．漏电保护器的分类（1）按照保护功能和结构特征分类，漏电保护器可分为漏电继电器、漏电开关、漏电断路器和漏电保护插座。（2）按照工作原理分类，可分为电压动作型和电流动作型漏电保护器，前者很少使用，而后者则广泛应用。电流动作型漏电保护器也称为剩余电流漏电保护器、漏电电流动作保护器、差分电流动作保护器或者接地故障保护器。（3）按照额定漏电动作电流值分类，可分为高灵敏漏电保护器（额定漏电动作电流小等于30mA）、中灵敏漏电保护器（额定漏电动作电流介于30mA～1000mA之间）和低灵敏漏电保护器（额定漏电动作电流大于1000mA）。家庭可选用高灵敏漏电保护器。（4）按照主开关的极数分类，可以分为单极二线漏电保护器、二极漏电保护器、二极三线漏电保护器、三极漏电保护器、三极四线漏电保护器和四极漏电保护器。（5）按照动作时间分类，可分为瞬时型漏电保护器、延时型漏电保护器和反时限漏电保护器。其中，瞬时型的动作时间不超过0.2s。3．漏电断路器的工作原理在介绍漏电断路器的工作原理前，首先介绍漏电流的概念。漏电流是指被保护主电路（包括工作中性线）电流以有效值表示的相量和，即被保护主电路的电流瞬时值的代数矢量和。（1）三极漏电断路器的工作原理L1L2L30III当被保护电路中出现漏电事故时，由于有漏电的存在，三相交流电的电流矢量和不为零，零序电流互感器的二次侧有感应电流产生，当剩余电流脱扣器上的电流达到额定漏电动作电流时，剩余电流脱扣器动作，使漏电断路器切断电源，从而达到防止触电事故的发生。图2-10三极剩余电流保护断路器原理图（2）二极漏电断路器的工作原理二极漏电断路器如图2-11所示，负载为单相电动机，和大小相等，方向相反，即L1N0II图2-11二极剩余电流保护断路器原理图当有漏电时，，互感器中产生磁通，互感器的副边线圈产生感应电动势，使断路器的脱扣线圈动作，从而使电源切断，起到保护作用。L1NFIII（3）电子式漏电保护器的工作原理当发生漏电事故时，电流继电器将漏电信号传送给电子放大器，电子放大器将信号放大，从而断路器的脱扣机构使主开关断开，切断故障电路。4．漏电断路器的性能指标①漏电动作电流。②漏电分断时间。5．漏电断路器的选用①根据保护对象选用。②根据使用环境选用。③额定电流、额定电压、极数的确定与前面介绍的低压断路器的选用一样。通常家用漏电断路器的漏电电流小于30mA，漏电分断时间小于0.1s。2.2接触器2.2.1接触器的功能接触器（Contactor）是指仅有一个起始位置，能接通、承载或分断正常条件（包括过载运行条件）下电流的非手动机械开关电器。接触器不能切断短路电流，它可以频繁地接通或分断交、直流电路，并可实现远距离控制。图2-12交流接触器图2-13接触器的图形和文字符号2.2.2接触器的结构及其工作原理接触器主要由电磁机构和触头系统组成，另外，接触器还有灭弧装置、释放弹簧、触头弹簧、触头压力弹簧、支架、底座等部