2常用的低压电气

第2章 常用低压电器
3. 半导体器件保护熔断器
半导体器件保护熔断器是一种快速熔断器。通常，半导体器 件的过电流能力极低，它们在过电流时只能在极短时间(数毫秒 至数十毫秒)内承受过电流。如果其工作于过电流或短路条件下， 则PN结的温度急剧上升，硅元件将迅速被烧坏。一般熔断器的 熔断时间是以秒计的，所以不能用来保护半导体器件，为此， 必须采用能迅速动作的快速熔断器。半导体器件保护熔断器采 用以银片冲制的有V形深槽的变截面熔体。 目前，常用的快速熔断器有RS、NGT和CS系列等。RS0系 列快速熔断器用于大容量硅整流元件的过电流和短路保护，而 RS3系列快速熔断器用于晶闸管的过电流和短路保护。此外， 还有RLS1和RLS2系列的螺旋式快速熔断器，其熔体为银丝， 它们适用于小容量硅整流元件和晶闸管的短路或过电流保护。
有 填 料 封 闭 管 式
无 填 料 密 闭 管 式
快 自 万 速 复 能 熔 式 框 断 架 器 式
塑 料 外 壳 式
模 数 化 小 型 断 路 器
开 启 式 刀 开 关
封 闭 式 负 荷 开 关
开 启 式 负 荷 开 关
熔 断 器 式 隔 离 器
控 制 按 钮
行 程 开 关
凸 轮 控 制 器
主 令 控 制 器
该开关是由刀开关及熔断器组合而成的，能快速接通和分
断负荷电路；采用正面或侧面手柄操作，并装有联锁装置，保
证箱盖打开时开关不能闭合及开关闭合时箱盖不能打开。开关
的外壳分为钢板拉伸式和折板式两种，上下均有进出线孔。HH 型负荷开关如图2-4所示。
第2章 常用低压电器
图2-4 HH型负荷开关
第2章 常用低压电器
图2-3 国产刀开关产品型号含义
第2章 常用低压电器 2. 封闭式负荷开关
封闭式负荷开关俗称铁壳开关，适合于额定电压为AC 380
V、DC 440 V，额定电流为60 A以下的电路。此开关用于手动
非频繁地接通与分断负荷电路及短路保护，在一定条件下也可
起连续过负荷保护作用，一般用于控制小容量的交流异步电动 机。
第2章 常用低压电器
图2-2 HD11—100/38板前接线开启式刀开关
第2章 常用低压电器
①—刀开关型号：HD—单投刀开关；HS—双投刀开关
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5
②—操作方式： 11—中央手柄式； 12—侧方正面杠杆操作机构式； 13—中央正面杠杆操作机构式； 14—侧面手柄式； ③—额定电流(A)； ④—极数：1—单极；2—双极；3—三极； ⑤—灭弧室及接线方式：0—不装灭弧室； 1—装灭弧室； 8—不装灭弧室板前接线方式 9—不装灭弧室板后接线方式 无—板后接线方式
砂。石英砂主要有两个作用，作为灭弧介质和帮助熔体散热，
从而有助于提高熔断器的限流能力和分断能力。
第2章 常用低压电器 熔断体串接于被保护电路中，当电路发生短路或过电流时， 通过熔断体的电流使其发热，当达到熔断体金属熔化温度时就 会自行熔断。这期间伴随着燃弧和熄弧过程，随之切断故障电 路，起到保护作用。因为当电路正常工作时，熔断体在额定电
电器主要有接触器、控制继电器、主令开关、启动器、电磁铁 等。
第2章 常用低压电器 低压电器按动作性质可分为自动切换电器和非自动切换电 器。自动切换电器是指它在完成接通、分断、启动、反向和停 止等动作时是依靠本身参数或外来信号自动进行的，不由人直 接操作；非自动切换电器又称手控电器，它主要是用人手直接
第2章 常用低压电器
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2
3
4 5
1—上胶盖； 2—下胶盖； 3—触刀座； 4—触刀；5—瓷柄； 6—胶盖紧固螺帽； 7—出线端子； 6 8—熔丝； 9—触刀铰链； 10—瓷底座； 11—进线端子
11 9 10
8
7
图2-5 胶壳刀开关结构示意图
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4. 熔断器式隔离器
熔断器式隔离器是一种新型电器，有多种结构型式，一般多 由有填料熔断器和刀开关组合而成，广泛应用于开关柜或与终 端电器配套的电器装置中，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。HG1系列熔断器 式隔离器结构如图2-6所示。 安装刀开关时，手柄要向上，不得倒装或平装。若倒装，手 柄有可能会自动下滑而引起误合闸，造成人身伤害事故。接线 时，应将电源进线端接在上端端子上，负载接在下端端子上。 这样，拉开刀闸后，刀开关与电源隔离，便于检修。
第2章 常用低压电器
第2章 常用低压电器
2.1 常用低压电器的分类
2.2 刀开关 2.3 熔断器 2.4 低压断路器 2.5 接触器
2.6 继电器
2.7 主令电器
第2章 常用低压电器
2.1 常用低压电器的分类
低压电器按所控制的对象分为低压配电电器和低压控制电
器。
低压配电电器主要用在配电系统中，对此类电器的要求是
选用具备相应额定通断能力的隔离器。如需接通短路电流，
则应选用具备相应短路接通能力的隔离开关。 选择隔离器、刀开关电路特性时，要根据线路要求决定 电路数、触头种类和数量。有些产品是可以改装的，制造厂 可在一定范围内按订货要求满足不同的需要。
第2章 常用低压电器
目前常用的刀开关产品有两大类：一类是带杠杆操作机构的 单投或双投刀开关。这种刀开关能切断额定电流值以下的负载 电流，主要用于低压配电装置中的开关板或动力箱等产品。另 一类是中央手柄式的单投或双投刀开关。这种刀开关不能分断
内装有石英砂和熔丝，熔丝的两端焊在熔体两端的导电金属端
盖上，其上端盖中有一个染有红漆的熔断指示器。当熔体熔断 时，熔断指示器弹出、脱落，透过瓷帽上的玻璃孔可以看见。 熔断器熔断后，只要更换熔体即可。
第2章 常用低压电器
1
2 3 4
1—瓷座； 2—熔体； 3—瓷帽； 4—熔断指示器
图2-10 螺旋式熔断器
O IN＜I∞ I
载时的保护特性。若要使熔断器能保护 图2-8 熔断器的安秒特性
小过载电流，则熔化系数应低些；为避 免电动机启动时的短时过电流，熔体熔 化系数应高些。
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2.3.2 常用典型熔断器
1. 插入式熔断器
插入式熔断器又称瓷插式熔断器，如图2-9所示。这种熔断
器一般用于民用交流50 Hz、额定电压至380 V、额定电流200 A
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2.2 刀 开 关
2.2.1 常用刀开关 1. 开启式刀开关 开启式刀开关一般在额定电压为AC 380 V、DC 440 V，额
定电流为1500 A以下的配电设备中作电源隔离之用。它带有各
种杠杆操作机构及灭弧室的开关，可按其分断能力非频繁地切 断负荷电路。图2-2所示为HD11—100/38板前接线开启式刀开关。
第2章 常用低压电器
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1—铜圈；2—熔断管；3—管帽； 4—插座；5—垫圈；6—熔体；7—熔片 (a)
1—瓷底座；2—弹簧片；3—管体； 4—绝缘手柄；5—熔体 (b)
图2-7 密封管式熔断器 (a) 无填料密封管式熔断器； (b) 有填料密封管式熔断器
第2章 常用低压电器 熔断体材料分为低熔点材料和高熔点材料两大类。 目前常用的低熔点材料有锑铅合金、锡铅合金、锌等，高 熔点材料有铜、银和铝等。铝比银的熔点低，而比铅、锌的熔 点高。铝的电阻率比银、铜的大。铜的熔点最高为1083℃，而 锡的熔点最低为232℃。对于高分断能力的熔断器通常用铜作主 体材料，而用锡及其合金作辅助材料，以提高熔断器的性能。 熔断体是熔断器的心脏部件，它应具备的基本性能是功耗小、 限流能力强和分断能力高。 填料也是熔断器中的关键材料，目前广泛应用的填料是石英
以下的低压照明线路末端或分支电路中，用于短路保护及高倍
过电流保护。熔断器所用熔体材料主要是软铅丝和铜丝，使用 时应按产品目录选用合适的规格。
第2章 常用低压电器
3
2
5 4 1 1 —瓷底座；2 —动触头；3 —熔体；4 —瓷插件；5 —静触头
图2-9 插入式熔断器
第2章 常用低压电器 2. 螺旋式熔断器 螺旋式熔断器(如图2-10所示)广泛应用于工矿企业低压配 电设备、机械设备的电气控制系统中，用于短路和过电流保护。 螺旋式熔断器由瓷座、熔体、瓷帽等组成。熔体是一个瓷管，
是一种利用热效应原理工作的电流保护电器,广泛应用于低压配 电系统和控制系统及用电设备中,是电工技术中应用最普遍的保 护器件.使用时,熔断器串接于被保护电路中,当电路发生短路故 障时,熔体被瞬时熔断而分断电路,故熔断器主要用于短路保护.
第2章 常用低压电器 2.3.1 熔断器的结构及工作原理 熔断器结构上一般由熔断管(或座)、熔断体、填料及导电
部件等部分组成(见图2-7)。其中，熔断管一般是由硬质纤维或
瓷质绝缘材料制成的封闭或半封闭式管状外壳。熔断体装于其 内，并有利于熔断体熔断时熄灭电弧。熔断体是由金属材料制 成的，可以是丝状、带状、片状或笼状。除丝状外，其他熔断 体通常制成变截面结构，目的是改善熔断体材料性能及控制不
同故障情况下的熔化时间。
工作可靠，有足够的动稳定性与热稳定性。(电器的动稳定性是
指电器承受短路(冲击)电流的电动力作用而不致损坏的能力； 电器的热稳定性是指电器承受规定时间内短路电流产生的热效
应而不致损坏的能力。) 这类电器主要有刀开关、熔断器等。
低压控制电器主要用于电力拖动自动控制系统和用电设备
中，要求这类电器工作准确可靠，操作频率高，寿命长。这类
第2章 常用低压电器
图2-6 HG1系列熔断器式隔离器
第2章 常用低压电器 2.2.2 隔离器和刀开关的选用原则 隔离器、刀开关的主要功能是隔离电源。在满足隔离功能
要求的前提下，选用隔离器和刀开关的主要原则是保证其额
定绝缘电压和额定工作电压不低于线路的相应数据，额定工 作电流不小于线路的计算电流。当要求有通断能力时，必须
中 间 继 电 器
电 压 继 电 器
电 流 继 电 器
直 流 电 磁 式
空 气 阻 尼 式
半 导 体 式
电 数 动 字 机 式 式
直 微 滚 动 动 动 式 式 式
图2-1 常用低压电器分类
第2章 常用低压电器
2.2 刀 Βιβλιοθήκη Baidu 关
在对电气设备的工作带电部分进行维修时,必须一直保 持这些部分处于无电状态,所以,必须通过隔离器,刀开关将 电气设备从电网脱开并隔离.以保证操作人员和设备的安全. 隔离器的电源隔离不仅要求各极间动静触头之间处于 分断状态,保持规定的电气间隙,而且各电流通路之间,电流 通路和邻近接地零部件之间也保持规定的电气间隙要求,以 保证电气设备检修人员的安全.
3. 开启式负荷开关
开启式负荷开关俗称瓷底胶壳刀开关，是一种结构简单，应
用广泛的手动电器，常用作交流额定电压为AC 380/220 V、额
定电流为100 A的照明配电线路的电源开关和小容量电动机非频 繁启动的操作开关。 胶壳刀开关由操作手柄、熔断丝、触刀、触刀座和底座等 组成，如图2-5所示。胶壳的作用是防止操作时电弧飞出灼伤操 作人员，并防止极间电弧造成电源短路。因此操作前一定要将 胶壳安装好。熔断丝主要起短路和严重过电流保护作用。
操作进行切换的。
第2章 常用低压电器
低 压 断 路 器 主 令 电 器
接 触 器
继 电 器
熔 断 器
刀 开 关
交 流 接 触 器
直 流 接 触 器
电 磁 式 继 电 器
热 继 电 器
速 度 继 电 器
干 簧 继 电 器
时 间 继 电 器
固 体 继 电 器
逻 瓷 螺 辑 插 旋 控 式 式 制 继 电 器
流下不应熔断，所以其最小熔化电流必须大于额定电流。最小
熔化电流是指当通过熔断体的电流等于这个电流值时，熔断体 能够达到其稳定温度并且熔断。
第2章 常用低压电器 熔断器的主要特性为熔断器的安秒 特性，即熔断器的熔断时间t与熔断电流I
t
的关系曲线。图中，I∞为最小熔化电流或
称临界电流，即通过熔体的电流小于此 电流时不会熔断， 所以选择的熔体额定 电流IN应小于I∞。通常，I∞ /IN ≈1.5～2， 称为熔化系数，该系数反映熔断器在过
电流，只能作为隔离电源的隔离器，主要用于一般的控制屏。
常用的熔断器组合电器和负荷开关(也称铁壳开关或钢壳开关) 的最大额定电流可达400 A，有二极和三极两种形式。这种开 关的外壳上一般都装有门联锁机构，当门打开时开关不能合闸。
第2章 常用低压电器
2.3 熔 断 器
熔断器是一种结构简单,使用方便,价格低廉的保护电器.它