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低壓電器是工作在交流電壓1000伏特或直流電壓1200伏特及其以下的電器。它的作用是對(duì)供電、用電系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)關(guān)、控制、保護(hù)和調(diào)節(jié)。按其控制對(duì)象不同，低壓電器分為配電電器和控制電器兩大類(lèi)。低壓配電電器主要用于低壓配電系統(tǒng)和動(dòng)力回路，它具有工作可靠，熱穩(wěn)定性好和電動(dòng)力穩(wěn)定性好，能承受一定電動(dòng)力作用等優(yōu)點(diǎn)。低壓控制電器主要用于電力傳輸系統(tǒng)中，它具有工作準(zhǔn)確可靠，操作效率高、壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)。它由配電變電所（通常是將電網(wǎng)的輸電電壓降為配電電壓）、高壓配電低壓配電系統(tǒng)：線路（即1千伏以上電壓）、配電變壓器、低壓配電線路（1千伏以下電壓）以及相應(yīng)的控制保護(hù)設(shè)備組成,第一章常用低壓電器,低壓電器分類(lèi)及產(chǎn)品型號(hào)一、常用低壓繼電保護(hù)電器的分類(lèi),,主要用于遠(yuǎn)距離頻繁啟動(dòng)或控制電動(dòng)機(jī)或接通和分?jǐn)嗾９ぷ鞯碾娐?主要用于控制系統(tǒng)控制其他電器或作為主電路的保護(hù),主要用于電路的隔離，也能接通和分?jǐn)囝~定電流,用于兩種以上電源或負(fù)載的轉(zhuǎn)換，接通和分?jǐn)?用于線路過(guò)載、短路或欠壓保護(hù)，也可用作不頻繁接通或分?jǐn)嚯娐?主要用于接通和分?jǐn)嗫刂齐娐?用于線路或電器設(shè)備的過(guò)載和短路保護(hù),1.1低壓電器的電磁機(jī)構(gòu)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)電氣控制系統(tǒng)中以電磁式電器的應(yīng)用最為普遍。電磁式低壓電器是一種用電磁現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)電器功能的電器類(lèi)型，此類(lèi)電器在工作原理及結(jié)構(gòu)組成上大體相同。根據(jù)其結(jié)構(gòu)組成，電磁式低壓電器的分類(lèi)如下：,1.電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)為電磁式電器的感測(cè)機(jī)構(gòu)，它的作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換為帶動(dòng)觸頭動(dòng)作的機(jī)械能量，從而實(shí)現(xiàn)觸頭狀態(tài)的改變，完成電路通、斷的控制。電磁機(jī)構(gòu)由吸引線圈、鐵心、銜鐵等幾部分組成.其工作原理是：線圈通過(guò)工作電流產(chǎn)生足夠的磁動(dòng)勢(shì)，在磁路中形成磁通，使銜鐵獲得足夠的電磁力用以克服反作用力與鐵心吸合，由連接機(jī)構(gòu)帶動(dòng)相應(yīng)的觸頭動(dòng)作。,2.觸頭系統(tǒng)觸頭作為電器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，起著接通和分?jǐn)嚯娐返闹匾饔?，必須具有良好的接觸性能，故應(yīng)考慮其材質(zhì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)于電流容量較小的電器，如機(jī)床電氣控制線路所應(yīng)用的接觸器、繼電器等，常采用銀質(zhì)材料作觸頭，其優(yōu)點(diǎn)是銀的氧化膜電阻率與純銀相近，與其他材質(zhì)（比如銅）相比，可以避免因長(zhǎng)時(shí)間工作，觸頭表面氧化膜電阻率增加而造成觸頭接觸電阻增大。,觸頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1.1所示，可分為橋式和指式兩種。其中橋式觸頭又分為點(diǎn)接觸式和面接觸式。,(a)點(diǎn)接觸式；(b)面接觸式；(c)指式,3.滅弧系統(tǒng)（1）電弧產(chǎn)生的條件：當(dāng)被分?jǐn)嚯娐返碾娏鞒^(guò)0.25～1A，分?jǐn)嗪蠹釉谟|頭間隙兩端的電壓超過(guò)12～20V（根據(jù)觸頭材質(zhì)的不同取值）時(shí)，在觸頭間隙中會(huì)產(chǎn)生電弧。,（2）電弧的實(shí)質(zhì)：電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，即觸頭間氣體在強(qiáng)電場(chǎng)作用下產(chǎn)生自由電子，正、負(fù)離子呈游離狀態(tài)，使氣體由絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)，并伴有高溫、強(qiáng)光。,,（3）熄弧的主要措施有機(jī)械性拉弧、窄縫滅弧和柵片滅弧三種。①機(jī)械性拉弧：分?jǐn)嘤|點(diǎn)時(shí)，迅速增加電弧長(zhǎng)度，使單位長(zhǎng)度內(nèi)維持電弧燃燒的電場(chǎng)強(qiáng)度不夠而熄弧,如圖1.2所示。②窄縫滅?。阂揽看艌?chǎng)的作用，將電弧驅(qū)入耐弧材料制成的窄縫中，以加快電弧的冷卻,如圖1.3所示。這種滅弧裝置多用于交流接觸器。,圖1.3窄縫滅弧裝置,圖1.2機(jī)械性拉弧,③柵片滅弧：分?jǐn)嘤|點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)生的電弧在電動(dòng)力的作用下被推入彼此絕緣的多組鍍銅薄鋼片（柵片）中，電弧被分割成多組串聯(lián)的短弧。,圖1.4柵片滅弧示意圖,第一節(jié)低壓電器的基本知識(shí),一、低壓電器的分類(lèi)按電器的動(dòng)作性質(zhì)分：手動(dòng)電器和自動(dòng)電器按電器的性能和用途分：控制電器和保護(hù)電器按有無(wú)觸點(diǎn)分：有觸點(diǎn)電器和無(wú)觸點(diǎn)電器按工作原理分：電磁式電器和非電量控制電器。,二、電磁式電器1.電磁機(jī)構(gòu)——將電磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作。組成原理：線圈通入電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)，經(jīng)鐵芯、銜鐵和氣隙形成回路，產(chǎn)生電磁力，將銜鐵吸向鐵芯。,交流：硅鋼片疊加直流：整塊鑄鐵或鑄鋼,直動(dòng)式轉(zhuǎn)動(dòng)式,電壓線圈：并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)。電流線圈：串聯(lián)在電路中，匝數(shù)少、導(dǎo)線粗。交流線圈：短而粗，有骨架。直流線圈：細(xì)而長(zhǎng)，無(wú)骨架。,2.短路環(huán)——減小銜鐵吸合時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。,3.觸頭系統(tǒng)——通過(guò)觸頭的開(kāi)合控制電路通、斷。,類(lèi)型,,橋式觸頭,指形觸頭,,,材料：一般采用銅材料制成；對(duì)于小容量電器常用銀質(zhì)材料制成,3.滅弧系統(tǒng)電?。洪_(kāi)關(guān)電器切斷電流電路時(shí)，觸頭間電壓大于10V，電流超過(guò)80mA時(shí)，觸頭間會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色的光柱，即電弧。電弧的危害：延長(zhǎng)了切斷故障的時(shí)間；高溫引起電弧附近電氣絕緣材料燒壞；形成飛弧造成電源短路事故。滅弧措施：吹弧、拉弧、長(zhǎng)弧割短弧、多斷口滅弧、利用介質(zhì)滅弧、改善觸頭表面材料。,,第二節(jié)開(kāi)關(guān)電器,一、刀開(kāi)關(guān)作用：隔離電源，不頻繁通斷電路分類(lèi)：按刀的級(jí)數(shù)分:單極、雙極和三極按滅弧裝置分：帶滅弧裝置和不帶滅弧裝置按刀的轉(zhuǎn)換方向分為：?jiǎn)螖S和雙擲按接線方式分為：板前接線和板后接線按操作方式分為：手柄操作和遠(yuǎn)距離聯(lián)桿操作按有無(wú)熔斷器分：帶熔斷器和不帶熔斷器,一、刀開(kāi)關(guān),閘刀開(kāi)關(guān)是一種手動(dòng)配電電器。主要用來(lái)隔離電源或手動(dòng)接通與斷開(kāi)交直流電路，也可用于不頻繁的接通與分?jǐn)囝~定電流以下的負(fù)載，如小型電動(dòng)機(jī)、電爐等。1、膠蓋閘刀開(kāi)關(guān)也稱(chēng)開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、安裝、使用、維修方便，廣泛應(yīng)用于照明電路和小容量（5.5kW及以下）動(dòng)力電路不頻繁起動(dòng)的控制。根據(jù)刀片數(shù)多少，閘刀開(kāi)關(guān)分單極(單刀)、雙極(雙刀)、三極(三刀)。將三極閘刀開(kāi)關(guān)和熔斷器組裝在一個(gè)用鑄鐵或鋼板制成的箱殼內(nèi)，就叫鐵殼開(kāi)關(guān)，鐵殼側(cè)面有手柄供操作開(kāi)關(guān)之用。,膠蓋閘刀開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu),膠蓋閘刀開(kāi)關(guān)主要有：與操作瓷柄相連的動(dòng)觸刀、靜觸頭刀座、熔絲、進(jìn)線及出線接線座，這些導(dǎo)電部分都固定在瓷底板上，且用膠蓋蓋著。所以當(dāng)閘刀合上時(shí)，操作人員不會(huì)觸及帶電部分。膠蓋還具有下列保護(hù)作用：(1)將各極隔開(kāi)，防止因極間飛弧導(dǎo)致電源短路；（2）防止電弧飛出蓋外，灼傷操作人員；（3）防止金屬零件掉落在閘刀上形成極間短路。熔絲的裝設(shè)，又提供了短路保護(hù)功能。,閘刀開(kāi)關(guān)的注意事項(xiàng),1、將它垂直的安裝在控制屏或開(kāi)關(guān)扳上，不可隨意擱置；2、進(jìn)線座應(yīng)在上方，接線時(shí)不能把它與出線座搞反，否則在更換熔絲時(shí)將會(huì)發(fā)生觸電事故；3、更換熔絲必須先拉開(kāi)閘刀，并換上與原用熔絲規(guī)格相同的新熔絲，同時(shí)還要防止新熔絲受到機(jī)械損傷；4、若膠蓋和瓷底座損壞或膠蓋失落，閘刀開(kāi)關(guān)就不可再使用，以防止安全事故。,為什么膠蓋閘刀開(kāi)關(guān)安裝時(shí)，磁底應(yīng)與地面垂直，手柄向上推為合閘，不得倒裝和平裝？,因?yàn)殚l刀帶負(fù)荷分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，刀片于加座間將產(chǎn)生電弧。如果正裝，電弧在電磁力和上升熱氣流作用下會(huì)被拉長(zhǎng)，便于冷卻，便于滅弧。倒裝和橫裝，不具備拉長(zhǎng)電弧的作用，滅弧困難，容易燒壞觸點(diǎn)。再則，處于倒裝和橫裝狀態(tài)下的閘刀分閘后，由于刀片的自重或振動(dòng)，可能導(dǎo)致誤合閘，會(huì)危及人身和設(shè)備安全。,正常情況下，閘刀開(kāi)關(guān)一般能接通和分?jǐn)嗥漕~定電流，因此，對(duì)于普通負(fù)載可根據(jù)負(fù)載的額定電流來(lái)選擇閘刀開(kāi)關(guān)的額定電流。對(duì)于用閘刀開(kāi)關(guān)控制電機(jī)時(shí)，考慮其起動(dòng)電流可達(dá)（4-7）倍的額定電流，選擇閘刀開(kāi)關(guān)的額定電流，宜選電動(dòng)機(jī)額定電流的3倍左右。,熔絲熔斷，故障排除后，應(yīng)特別注意觀察由開(kāi)熔絲熔化在電弧的作用下，絕緣瓷底座和膠蓋內(nèi)壁表面附有一層金屬粉粒，這些金屬粉粒將造成絕緣部分的絕緣性能下降，甚至不絕緣，致使在重新合閘送電的瞬間，造成開(kāi)關(guān)本體相間短路。因此，要先用干燥的棉布或棉絲將金屬粉粒擦凈，再更換熔絲。負(fù)荷較大時(shí)，為防止出現(xiàn)閘刀本體相間短路，可與熔斷器配合使用。將熔斷器裝在刀閘負(fù)荷一側(cè)，刀閘本體不再裝熔絲，在應(yīng)裝熔絲的接點(diǎn)上裝與線路導(dǎo)線截面相同的銅線。此時(shí)，開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)只做開(kāi)關(guān)使用，短路保護(hù)及過(guò)負(fù)荷保護(hù)由熔斷器完成。,選用膠蓋閘刀開(kāi)關(guān)時(shí)，應(yīng)注意：1、根據(jù)電壓和級(jí)數(shù)選擇：1）用于控制單相負(fù)載時(shí)，選用220V或250V二極開(kāi)關(guān)；2）用于控制三相負(fù)載時(shí)，選用380V三極開(kāi)關(guān)。2、根據(jù)額定電流選擇：1）用于控制照明電路或其他電阻性負(fù)載時(shí)，開(kāi)關(guān)額定電流應(yīng)等于或大于各負(fù)載額定電流之和；2）用于控制電動(dòng)機(jī)或其他感性負(fù)載時(shí)，其開(kāi)關(guān)額定電流是最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流的2.5倍加其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和；3）若只控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，則開(kāi)關(guān)額定電流為該電動(dòng)機(jī)額定電流的2.5倍。3、選擇開(kāi)關(guān)時(shí)，應(yīng)注意檢查各刀片與對(duì)應(yīng)加座是否直線接觸，有無(wú)歪扭，有無(wú)各刀片與加座開(kāi)合不同步，加座與刀片接觸壓力是否足夠。如有問(wèn)題，應(yīng)修理或更換。,HK1、HK2膠蓋閘刀開(kāi)關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù),圖1.5HK系列瓷底膠蓋刀開(kāi)關(guān)(a)外形圖；(b)、(c)刀開(kāi)關(guān)圖形及文字符號(hào),2.板用(板形）刀開(kāi)關(guān)（不帶熔斷器式刀開(kāi)關(guān)）：常用于低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)或進(jìn)戶線上作不帶負(fù)荷的隔離開(kāi)關(guān)。特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便。其接線方式為板前接線和板后接線兩種。操作方式為杠桿牽動(dòng)式和手柄式兩種。極數(shù)為兩級(jí)和三級(jí)。額定電壓為380伏，額定電流為200A,400A,600A,1000A,1500A。作用：不頻繁地手動(dòng)接通、斷開(kāi)電路和隔離電源用。結(jié)構(gòu)圖和符號(hào)：,刀開(kāi)關(guān)的型號(hào)含義如下：,2.組合開(kāi)關(guān)組合開(kāi)關(guān)又稱(chēng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其操作較靈巧，靠動(dòng)觸片的左右旋轉(zhuǎn)來(lái)代替閘刀開(kāi)關(guān)的推合與拉開(kāi)。,板形刀開(kāi)關(guān)的選用：1）根據(jù)它在線路中作用和配套安裝位置選擇其結(jié)構(gòu)形式，若只作電源隔離開(kāi)關(guān)，可選用不滅弧罩的；若作為不頻繁動(dòng)作的負(fù)荷開(kāi)關(guān)，則必須選用有滅弧罩的。2）開(kāi)關(guān)的額定電流應(yīng)等于或大于電路中的總負(fù)荷電流，若負(fù)荷是電動(dòng)機(jī)，應(yīng)考慮其起動(dòng)電流的影響。,板形刀開(kāi)關(guān)安裝要求：與膠蓋開(kāi)關(guān)基本相同。,合閘順序：使用時(shí)，應(yīng)先合上板形刀開(kāi)關(guān)，再合上其他負(fù)荷開(kāi)關(guān)，分?jǐn)鄷r(shí)，應(yīng)先分?jǐn)嗥渌?fù)荷開(kāi)關(guān)，再分?jǐn)喟逍蔚堕_(kāi)關(guān)。對(duì)于無(wú)滅弧罩的板形刀開(kāi)關(guān)，更應(yīng)如此，而且分?jǐn)鄷r(shí)動(dòng)作要迅速、干脆。各刀片與加座間的開(kāi)、合要同步。,結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)由數(shù)層動(dòng)、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。動(dòng)觸點(diǎn)裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸可以90旋轉(zhuǎn)，用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸使動(dòng)觸片與靜觸片接通與斷開(kāi)。,圖1.6HZ10-10/3型組合開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)(a)外形；(b)結(jié)構(gòu),工作原理：轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)手柄，手柄帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上的速斷彈簧可使動(dòng)、靜觸片快速閉合，接通電路；斷開(kāi)電路時(shí)，，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)手柄，手柄帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上的彈簧可使動(dòng)、靜觸片快速斷開(kāi)，達(dá)到速速滅弧熄滅電弧。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的觸片通流能力有限，適用于交流50赫茲380及以下，直流220伏及以下，額定電流6A、10A、25A、60A、100A的電氣線路中，供手動(dòng)作不頻繁地接通或分?jǐn)嚯娐?、換接電源或負(fù)載、測(cè)量電路之用，也可控制小容量感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，即5.5KW以下電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)和調(diào)試等用。優(yōu)點(diǎn)：體積小、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、滅弧性能好，多用于機(jī)床控制電路。,轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)型號(hào)的含義如下：,轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)選用,1）選用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)時(shí)，應(yīng)根據(jù)用電設(shè)備的耐壓等級(jí)、容量和極數(shù)等綜合考慮。2）用于控制照明或電熱設(shè)備時(shí)，其額定電流應(yīng)等于或大于被控制電路中各負(fù)載電流之和。3）用于控制小型電動(dòng)機(jī)不頻繁的全壓起動(dòng)時(shí)，其容量應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5----2.5倍，每小時(shí)切換次數(shù)不宜超過(guò)15-----20次。,,4）如果用于控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)，在從正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)的過(guò)程中，必須先經(jīng)過(guò)停止位置，待電動(dòng)機(jī)停止后，再切換到反轉(zhuǎn)位置。5）轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)本身不帶過(guò)載和短路保護(hù)裝置，在它所控制的電路中，必須另外加裝保護(hù)設(shè)備，才能保證電路和設(shè)備安全。6）如果轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)控制的用電設(shè)備功率因數(shù)較低時(shí)，應(yīng)按容量等級(jí)降低使用，以利于延長(zhǎng)其使用壽命。,圖1.7組合開(kāi)關(guān)的圖形和文字符號(hào)(a)單極；(b)三極,5、選擇,參數(shù)——額定電壓、額定電流、通斷能力、動(dòng)穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流。類(lèi)型——單極、雙極和多極。額定電流有10、25、60和100A等選擇——使額定電壓、額定電流>電路的額定電壓、額定電流產(chǎn)品——HZ5、HZ10、HZ15。,,2、動(dòng)畫(huà)演示,,3、用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)起停電動(dòng)機(jī)的接線圖,3.負(fù)荷開(kāi)關(guān)封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)（鐵殼開(kāi)關(guān)）它的優(yōu)點(diǎn)是操作方便、使用安全、通斷性能好，可不頻繁接通和分?jǐn)嘭?fù)荷電路，也可以用15KW以下電動(dòng)機(jī)不頻繁起動(dòng)的控制開(kāi)關(guān)。它的基本結(jié)構(gòu)是在鑄鐵殼內(nèi)裝有由刀片和加座組成的觸點(diǎn)系統(tǒng)、熔斷器和速斷彈簧，30A以上的還有滅弧罩。作用：手動(dòng)通斷電路及短路保護(hù)。,鐵殼開(kāi)關(guān)的選用可參照膠蓋刀開(kāi)關(guān)的選擇原則進(jìn)行。安裝時(shí)，先預(yù)埋緊固件，并將木質(zhì)配電板用緊固件固定在墻壁或柱子上，再將鐵殼開(kāi)關(guān)固定在木質(zhì)配電板上。鐵殼開(kāi)關(guān)也應(yīng)垂直于地面安裝，其安裝高度以手動(dòng)操作方便為宜，通常在1.3----1.5m左右。外殼上的接地螺栓應(yīng)就近可靠接地。接線時(shí)，電源進(jìn)、出線都應(yīng)分別穿入鐵殼上方進(jìn)出線孔。100A以下的鐵殼開(kāi)關(guān)，電源進(jìn)線應(yīng)接開(kāi)關(guān)的下接線柱，出線接開(kāi)關(guān)上接線柱。100A以上的鐵殼開(kāi)關(guān)接線則與此相反。操作時(shí)，不得面對(duì)鐵殼開(kāi)關(guān)拉閘或合閘，一般用左手掌握手柄。若更換熔絲，必須在分閘時(shí)進(jìn)線，而且只能換上同規(guī)格熔絲。,,二、組合開(kāi)關(guān)（轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)）結(jié)構(gòu)：靜觸頭一端固定在膠木盒內(nèi)，另一端伸出盒外，與電源或負(fù)載相連。動(dòng)觸片套在絕緣方桿上，絕緣方軸每次作90正或反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)靜觸頭通。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，安裝面積小，操作方便。用途：電源的引入開(kāi)關(guān)；通斷小電流電路；控制５ＫＷ以下電動(dòng)機(jī)。,第二節(jié)開(kāi)關(guān)電器,,,（a）外形（b）符號(hào)（c)結(jié)構(gòu),,