1常用低压电器特性与检测
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低压电器故障诊断及检测方法
继 电器 是 一种 自动 装 置 ， 在 电力 系统 中担负 着 保证 电力 系统 安 全可 靠 运 行 的重 要 任务 ， 它随 时监 控 系统 的运 行 状态 ， 并能 迅 速发 现 故 障 ， 进 而有 选 择 地 通 过断 路器 切 除故 障部 分 。 继 电器常 见 的故 障类 型 及诊 断分 析如 下 ： 触 点 电 蚀 。触 点切 换 的 负载 多 是感 性 的 ， 在 断 开感 性 负载 的 瞬 间 ， 它 积 蓄 的磁 能 会 在 触 点两 端 产 生很 高 的 反 电势 ， 击 穿 触 点 间的 气 隙形 成火 花 ， 产 生 电蚀 ， 造 成 接触 面 凹陷 ， 引起 接 触 不良， 或是 将两 触 点粘 在一 起 不能 分离 ， 从 而造 成短 路 。 防止触 点 问 的 电蚀 可 以采 用设 置 电阻 灭火 花 电路 、 设 置 阻容 灭 火花 电路 等 措施 实现 。 触 点积尘 。 灰尘、 污 垢会 在 继 电器 的触 点上 沉积 ， 会使 触 点表 面生 成 一层 黑色 的 氧化 膜 ， 导 致继 电器 接 触不 良 ， 因此需 要 定期 要 对 触点 进 行清 洗 ， 可 以 采用 四氯化 碳液 体 ， 这样 能够 保证 触 点 的 良好 接 触性 能 。
人和国内厂家不断地推陈出新 ， 使真空断路器结构形式等与以往相 比， 发生 了较大的变化 ， 致使在使用 、 维护、 保养新型真空断路器时 ， 很多工作人员都
二、 低压 电器 检测 技术 分析
１ ． 传统检测技术。在低压 电器试验 ， 特别是在电寿命试验中， 无法正确测 会感到棘手 ， 特别是 出了故障， 更是束手无策。 低压 电器试验时试验电路的功率 真空断路器是否有故障 ， 可以根据其能否准确无误地合闸、 分闸并可靠 量及显示触头断开时的过电压信号 。此外 ， 时 间 常数 、 电源频 率 、 焦 耳 积分 、 燃弧 时 间等 试 验参 数 也无 法 直接 得 出 ， 地保持在合闸、 分闸位置来判断。 主回路方面的故障 ， 可以从断路器例行 的检 因数 、 因此 目前对于低压电器 的试验 、 检测技术多是借助于国外的先进设备 ， 或是 修和维护中发现并排除。 手 动操 作 实现 相关 电气 参 数 的检 测 。 主要的常见故障原因分析如下： ２ ． 积 极 发展 新 型智 能 检测 技 术 。河 北 工业 大 学所 研 制 的 “ 电器试 验 数 据 不 能储 能。 不 能储 能 是真 空断 路 器较 常见 的故 障 之一 ， 特别 是棘 轮 、 棘 爪 该 驱 动的储 能 机构 ， 故 障概率 较 高 。 储 能机 构要 完 成储 能 动作 ， 主要 取决 于储 能 高速采 集 与处 理 系统 ”是 国内低 压 电器检 测 和试 验 技术 发 展 的一 个 突破 ， 并 获 取 相关 的 电 动机 、 驱 动 机构 、 定 位 件这 ３ 个环 节 。紧 紧抓 住这 ３ 个 环节 ， 很 容易 找 出故 障 系统 能够 实现 对 瞬时 低压 电器 的电气 特性 参 数 的采 集 与处 理 ，
低压电器的检测方法
低压电器的检测方法一、前言低压电器是指额定电压在1000V以下的电气设备，包括开关、保护器、继电器、接触器等。
在使用过程中，由于各种原因可能会出现故障，需要进行检测和维修。
本文将介绍低压电器的检测方法。
二、检测前准备1. 工具准备：万用表、绝缘电阻测试仪、接地测试仪等。
2. 检查设备：确保设备完好无损，如万用表是否有损坏或失灵等。
3. 检查环境：检查检测环境是否符合要求，如温度、湿度等。
三、外观检查1. 检查外壳：观察外壳是否有明显变形或裂纹。
2. 检查开关机构：打开和关闭开关多次，观察机构是否灵活可靠。
3. 检查接线端子：检查接线端子是否松动或腐蚀。
4. 检查标志牌：确认标志牌信息是否与实际相符。
四、功能性测试1. 测试额定值：使用万用表测试额定值是否在规定范围内。
2. 测试动作特性：使用万用表测试开关的动作特性，如动作时间、动作电流等。
3. 测试保护功能：使用绝缘电阻测试仪测试保护器的保护功能。
4. 测试接触器：使用接地测试仪测试接触器的接触情况。
五、维修方法1. 更换损坏部件：如发现零部件损坏，应及时更换。
2. 清洁维护：定期对低压电器进行清洁和维护，确保设备正常运行。
3. 调整参数：根据检测结果进行相应调整，如调整额定值等。
六、注意事项1. 操作前应断电并确认安全措施已经到位。
2. 操作时应按照操作规程进行，不得擅自更改或拆卸设备。
3. 操作结束后应将设备恢复原状，并清理现场。
4. 如发现问题无法解决，应及时联系专业人员进行处理。
七、总结低压电器是生产和生活中常见的电气设备，正确的检测方法可以确保设备正常运行，避免事故发生。
在检测过程中需要注意安全和正确操作，对于无法解决的问题要及时寻求专业人员帮助。
常见低压电器及其识别与检测
图4—8 RS0、RS3系列有填料快速熔断器
图4—9 PTC聚合物自复熔断器
6.自复式熔断器 自复式熔断器适用于交流380V的电路中与断路器配合使用，其限流作 用显著、动作时间短、动作后不必更换熔体、能重复使用等。图4—9为 PTC聚合物自复熔断器。
四、熔断器的选用
（一)熔断器类型的选用 根据使用环境、负载性质和短路电流的大小选用适当类型的熔断器。 （二)熔断器额定电压和额定电流的选用 1.熔断器的额定电压必须等于或大于线路的额定电压。 2.熔断器的额定电流必须等于或大于所装熔体的额定电流。 （三)熔体额定电流的选用 1.对照明和电热等的短路保护，熔体的额定电流应等于或稍大于负载的 额定电流。 2.对一台不经常启动且启动时间不长的电动机的短路保护，应有
项目四 常见低压电器及其识别与检测
任务一 识别与检测低压熔断器
一、任务描述
熔断器俗称保险丝，是一种简单而有效的保护电器。图4—1是几种常见 的低压熔断器。本任务主要是识别不同的熔断器，了解其基本结构、选用方 法、主要技术参数及应用场合，再动手拆一拆，测一测，掌握它们的实际使 用方法。
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
图4—1 低压熔断器
(a) RL1、RLS系列螺旋式 (b) RT18系列圆筒帽形 (c) 瓷插式 (d) RS0、RS3系列有填料快速式 (e) RM10系列无填料封闭管式
二、知识链接
一、熔断器的结构与主要技术参数 （一)结构
熔断器主要有熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组成。图(a)所示为RL6 系列螺旋式低压熔断器的外形图，图(b)所示为熔断器在电路图中的符号。
可见，熔断器对过载的反应是很不灵敏的， 图4—3 熔断器的时间—电流特性 当电气设备发生轻度过载时，熔断器将持续很长时间才能熔断，有时甚 至不熔断。因此，除照明和电加热电路外，熔断器一般不宜用作过载保 护电器，主要用于短路保护。
第一章常用低压电器介绍
实现延时。
● 延时范围较宽、结构简单、工作可靠、价格低廉、寿命长。
● 延时时间有0.4～180s和0.4～60s两种规格。
➢电动式：
● 包括同步电动机、减速齿轮机构、电磁离合系统及执行机
构。
● 延时时间长，可达数十小时，延时精度高。
● 结构复杂，体积较大。
➢电子式：
● 数字计数式，包括脉冲发生器、计数器、显示器、放大器
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电气控制与PLC
第一章 常用低压电器
➢直流接触器：远距离通断直流电路或控制直流 电动机的频繁起停。 ➢工作原理：与交流接触器基本相同。
武汉工程大学电气信息学院
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电气控制与PLC
第一章 常用低压电器
接触器主要技术参数：
➢线圈电压 ➢主触点额定电流、额定电压 ➢辅助触点额定电流、对数 ➢接触器极数 ➢接触器机械寿命、电寿命
继电特性曲线： x2：继电器吸合值 x1：继电器释放值
继电器的重要参数：
➢返回系数：k＝x1/ x2
● 释放弹簧的松紧 程度
● 铁心与衔铁间非 磁性垫片的厚薄 ➢吸合时间：
线圈接受电信号到衔 铁完全吸合所需的时间 ➢释放时间：
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直流为(70％～300％)IN
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第一章 常用低压电器
过流电流继电器 欠流电流继电器
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第一章 常用低压电器
➢欠电流继电器：当电路电流过低时立即将电路切断
● 线圈电流大于或等于吸合整定电流时，继电器吸合 ● 线圈电流低于释放整定电流时，继电器释放 ● 动作电流整定范围：
工厂常用低压电器
2.1 低压断路器
2.1.6常用典型低压断路器
万能式低压断路器又称为框架式断路器，国产主要有DW15 、DW16和DWX15及DW45等系列，还有引进国外技术 生产的ME、AH、3WE等系列产品。DW15系列适用于交 流50 Hz，额定工作电压至1 140 V，额定电流至4 000 A的低压电路中，用来配电、保护低压电网及电源设备的过 载、欠电压和短路，还可以用来保护电动机，还可在正常条 件下做不频繁的启动控制，DW15系列的结构示意图如图25所示。
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2.1 低压断路器
2.1.4脱扣器的种类及作用 低压断路器配置的脱扣器有多种形式，有的配置单一的脱扣
器，更多的是配置两种或两种以上的脱扣器，当配置两种及 两种以上的脱扣器的称为复式脱扣器。根据脱扣器的工作原 理不同，常见的脱扣器分为以下几种： （1）过流脱扣器。过流脱扣器均与被保护电路串联，在正 常情况下，其感测元件的电流虽不为0，但不足以使自由脱 扣机构动作，当其工作电流超过整定值时，其感测元件才会 动作，使断路器延时或瞬时分断主电路。根据其原理又分为 瞬时动作的电磁式过流脱扣器、过载长延时反时限动作的双 金属片热脱扣器、过载长延时反时限动作短路瞬时动作的液 压脱扣器、过载长延时短路短延时及特大短路瞬时动作的半 导体脱扣器。
工厂常用低压电器
2.1 低压断路器
2.1.1低压断路器的用途、特点、种类
1.断路器的用途 低压断路器俗称自动空气开关，是低压配电网中主要开关电
器之一，它不仅可以接通和分断正常负载电流、电动机工作 电流和过载电流，而且能接通和分断短路电流。主要在不频 繁操作的低压电路中作为电源开关使用，并对线路和电气设 备及电动机等起保护作用，当它们发生过载、严重过流、短 路、断相、漏电等故障时，能自动切除故障线路及故障设备 。
常用低压电器型号,用途及特性.
相感应电动机的过载与断相保护，常与B系列交流接触器配合组合电磁起动器。本产品为引进德
国ABB公司制造技术的产品。
T16、T25热继电器采用摩擦脱扣式动作机构，带断相运转保护；T85、TSA45采用拉簧式脱扣动
作机构（跳跃机构），带断相保护；T170、T105采用背包跳跃机构，T250、T370采用主回路带
二. 接触器与电磁起动器,电磁铁.
1.交流接触器. 2.电磁起动器. 3.电磁铁.
1.交流接触器:
CJX3系列交流接触器适用于交流50Hz或60Hz电压至660V、电流至400A（380VAC3使用类别）的电力
线路中供远距离接通或分断电路用，可频繁地起动及控制交流电动机。CJX3-□Ａ、CJX３－□B系列
继电器动作与否。按动检验按钮，断开常闭触点，即可检查通电后控制回路的动作情况。
当主电路中电动机过载或断相时，热继电器动作，同时动作脱扣指示件弹出，显示热继电器已动作。
热继电器可手动复位，也可自动复位，复位后，热继电器即可再次投人工作。
T系列热继电器适用于交流50或60Hz、额定电压至660V、额定电流至500A的电力线路中，用作三
用耐弧塑料弧罩。
B9～B30可快速安装在符合欧洲标准35EN50022的安装卡轨上。
2.电磁起动器:
用途及特点:
QC25系列电磁起动器适用于交流50Hz或60Hz、额定工作电压660V及以下、额定工作电流150A及以下
的电路中，供交流电动机的直接起动、停止与正反向运转的控制，对电动机具有过负载、断相和失压
下部还装有卡轨安装用的锁扣，可安装于IEC标准规定的35mm宽帽形安装轨上，拆装方便。CJ20-40及以
上的接触器为两层布置正装式结构，主触头和灭弧室在上，电磁系统在下，两只独立的辅助触头组件布置
国ABB公司制造技术的产品。
T16、T25热继电器采用摩擦脱扣式动作机构，带断相运转保护；T85、TSA45采用拉簧式脱扣动
作机构（跳跃机构），带断相保护；T170、T105采用背包跳跃机构，T250、T370采用主回路带
二. 接触器与电磁起动器,电磁铁.
1.交流接触器. 2.电磁起动器. 3.电磁铁.
1.交流接触器:
CJX3系列交流接触器适用于交流50Hz或60Hz电压至660V、电流至400A（380VAC3使用类别）的电力
线路中供远距离接通或分断电路用，可频繁地起动及控制交流电动机。CJX3-□Ａ、CJX３－□B系列
继电器动作与否。按动检验按钮，断开常闭触点，即可检查通电后控制回路的动作情况。
当主电路中电动机过载或断相时，热继电器动作，同时动作脱扣指示件弹出，显示热继电器已动作。
热继电器可手动复位，也可自动复位，复位后，热继电器即可再次投人工作。
T系列热继电器适用于交流50或60Hz、额定电压至660V、额定电流至500A的电力线路中，用作三
用耐弧塑料弧罩。
B9～B30可快速安装在符合欧洲标准35EN50022的安装卡轨上。
2.电磁起动器:
用途及特点:
QC25系列电磁起动器适用于交流50Hz或60Hz、额定工作电压660V及以下、额定工作电流150A及以下
的电路中，供交流电动机的直接起动、停止与正反向运转的控制，对电动机具有过负载、断相和失压
下部还装有卡轨安装用的锁扣，可安装于IEC标准规定的35mm宽帽形安装轨上，拆装方便。CJ20-40及以
上的接触器为两层布置正装式结构，主触头和灭弧室在上，电磁系统在下，两只独立的辅助触头组件布置
过载保护用低压电器检测与试验方法
过载保护用低压电器检测与试验方法常见过载保护用的低压电器有断路器、热继电器、保险管等，起保护线路及设备的作用。
断路器在应用中，随着其性能的下降，会引起负载端停电故障、或故障扩大、设备损坏、人员伤亡，直接影响到配电系统的安全可靠运行。
电动机过载保护用热继电器的检测元件是双金属片，由于起动电流及过载等过流冲击，很容易使双金属片产生疲劳效应，造成动作值偏移，动作不稳定等，现场难以发现，最后造成过载也不动作等。
因此，研究常用低压电器的功能性能检测试验技术，通过检测试验预知断路器、继电器动作的可靠性、保护整定值的准确性是保证配电系统可靠性的一项重要保障技术和措施。
一、断路器检测试验1.断路器的主要故障模式断路器的主要故障模式分成3类：（1）操作故障，即断路器在接到合闸信号或手动合闸操作时合不上闸，电路不能闭合；断路器在接到分闸信号或手动分闸操作时分不了闸，电路不能切断；（2）误动故障，即配电电路或用电设备未发生过载、短路故障时，瞬动脱扣器或过载脱扣器动作；或由于断路器本身动作特性的改变或各种干扰信号的作用而使其瞬动脱扣器或延时动作脱扣器动作，断路器自动分闸，导致配电电路不必要的停电。
（3）动故障，即当配电电路或用电设备发生过载、短路等故障时，断路器不能及时可靠地切断故障电流，使电气线路或用电设备得不到可靠的保护。
2.断路器的检测（1）正常状态下的检查。
一般在户内无腐蚀性气体的场所一一年检查一次，特殊环境则自定。
检查的内容包括：接线端子有无变色或松动，沙尘影响程度，绝缘性能好坏，分、合闸操作灵活性，触点烧蚀情况等。
（2）异常状态下的检查：异常发热主要由两种原因引起：①接线端子松动；②触头烧蚀或触头弹簧压力变小。
无法操作主要原因有：①过载保护后还未复位；②失压脱扣器线圈断线或烧毁。
脱扣器受干扰的原因有：①负载起动时间过长或短路；②供电回路电压突降引起欠压保护动作；③负载有大量的荧光灯在起动；④受到振动或冲击。
常用低压电器的拆装、 检修及调试
• 触头的接触形式有三种, 即点接触、线接触和面接触, 如图1. 1. 4 所示 。
• (1) 点接触: 由两个半球或一个半球与一个平面形触头构成, 如图1. 1. 4 (a) 所示。其接触区域是一个点或面积很小的面, 允许通过的电流很 小, 所以它常用于较小电流的电器中, 如接触器的辅助触头和继电器的 触头。
• 有些电器具有双重作用, 如低压断路器既能控制电路的通断, 又能实现 短路、欠压及过载保护。
• 3) 按执行机构分类 • (1) 电磁式电器。利用触头的接通和分断来通断电路的电器称为电磁
式电器, 如接触器、低压断路器等。
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任务1. 1 低压电器的基础知识
• (2) 非电量控制电器。靠外力或非电物理量的变化而动作的电器称为 非电量控制电器,如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、压力继 电器和温度继电器等。
• 2) 灭弧系统 • 触头在分断电流瞬间, 在触头间的气隙中会产生电弧, 电弧的高温能将
触头烧损, 并且电路不易断开, 可能造成其他事故, 因此, 应采用适当 措施迅速熄灭电弧。
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任务1. 1 低压电器的基础知识
• 熄灭电弧的主要措施有: • ①迅速增加电弧长度(拉长电弧), 使单位长度内维持电弧燃烧的电场
引线圈的电流转换成电磁力, 带动触头动作, 完成通断电路的控制。常 用低压电器的作用如表1. 1. 1 所示。 • 2) 电磁机构的组成
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任务1. 1 低压电器的基础知识
• 电磁机构通常采用电磁铁的形式, 由吸引线圈、铁芯(又称静铁芯或磁 轭) 和衔铁(也称动铁芯) 三部分组成, 如图1. 1. 2 所示。其工作原理如 下: 当线圈通入电流后, 磁通Φ 通过铁芯。衔铁和工作气隙形成闭合 回路, 衔铁因受到电磁力而吸向铁芯。交流接触器的线圈中通过交流 电, 产生交变的磁通, 其产生的电磁吸力在最大值和零之间脉动。因此 ,当电磁吸力大于弹簧反力时衔铁被吸合, 当电磁吸力小于弹簧的反力 时衔铁开始释放, 这样便产生振动和噪声。为了消除振动和噪声, 在交 流接触器的铁芯端面上装入一个铜制的短路环(或分磁环), 如图1. 1. 3 所示。
• (1) 点接触: 由两个半球或一个半球与一个平面形触头构成, 如图1. 1. 4 (a) 所示。其接触区域是一个点或面积很小的面, 允许通过的电流很 小, 所以它常用于较小电流的电器中, 如接触器的辅助触头和继电器的 触头。
• 有些电器具有双重作用, 如低压断路器既能控制电路的通断, 又能实现 短路、欠压及过载保护。
• 3) 按执行机构分类 • (1) 电磁式电器。利用触头的接通和分断来通断电路的电器称为电磁
式电器, 如接触器、低压断路器等。
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任务1. 1 低压电器的基础知识
• (2) 非电量控制电器。靠外力或非电物理量的变化而动作的电器称为 非电量控制电器,如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、压力继 电器和温度继电器等。
• 2) 灭弧系统 • 触头在分断电流瞬间, 在触头间的气隙中会产生电弧, 电弧的高温能将
触头烧损, 并且电路不易断开, 可能造成其他事故, 因此, 应采用适当 措施迅速熄灭电弧。
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任务1. 1 低压电器的基础知识
• 熄灭电弧的主要措施有: • ①迅速增加电弧长度(拉长电弧), 使单位长度内维持电弧燃烧的电场
引线圈的电流转换成电磁力, 带动触头动作, 完成通断电路的控制。常 用低压电器的作用如表1. 1. 1 所示。 • 2) 电磁机构的组成
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任务1. 1 低压电器的基础知识
• 电磁机构通常采用电磁铁的形式, 由吸引线圈、铁芯(又称静铁芯或磁 轭) 和衔铁(也称动铁芯) 三部分组成, 如图1. 1. 2 所示。其工作原理如 下: 当线圈通入电流后, 磁通Φ 通过铁芯。衔铁和工作气隙形成闭合 回路, 衔铁因受到电磁力而吸向铁芯。交流接触器的线圈中通过交流 电, 产生交变的磁通, 其产生的电磁吸力在最大值和零之间脉动。因此 ,当电磁吸力大于弹簧反力时衔铁被吸合, 当电磁吸力小于弹簧的反力 时衔铁开始释放, 这样便产生振动和噪声。为了消除振动和噪声, 在交 流接触器的铁芯端面上装入一个铜制的短路环(或分磁环), 如图1. 1. 3 所示。
常用低压电器基础知识
思考题：对于交流电磁机构线圈通电后，衔铁长时间被卡死不能 吸合会产生什么后果？为什么？
2010-03
22
1.2 接触器
接触器是用来接通或切断电动机或其他负载主电路的一种 控制电器。
1.2.1接触器的用途及分类
接触器最主要的用途是控制电动机的启动、反转、制动和调速 等。它具有低电压释放保护功能，具有比工作电流大数倍乃至 几十倍的接通和分断能力，但不能分断短路电流。它是一种执 行电器。 接触器种类很多，按驱动力不同可分为电磁式、气动式和液压 式。按接触器主触点控制的电路中电流种类分为交流接触器和 直流接触器两种。按其主触点的极数（即主触点的个数）来分 有单极、双极、三极、四极和五极等多种。
2010-03
4
5
图1-1 常用低压控制电器分类
常用低压控制电器分类
接触器
交流接触器 直流接触器 电磁式继电器 热继电器
继电器
时间继电器
温度继电器 速度继电器 压力继电器
开关电器 行程开关
低压断路器
刀开关 直动式 滚动式 微动式
电压继电器 中间继电器 电流继电器 直流电磁式 空气阻尼式 电动式 电子式
,此种结构多用于触点容量较大的交流电器中.图(d)是衔铁直线运动的
双E形直动式铁心,它多用于交流接触器、继电器中。
2010-03
15
对于直流电磁机构线圈流过直流电，铁心中不会产生涡流和磁滞损耗 ，铁心不会发热，只有线圈发热。为加工方便，通常直流电磁机构的铁 心用整块钢块或工程纯铁制成，为使线圈散热良好，通常将线圈绕制成 高而薄的瘦高型，且不设线圈骨架，使线圈与铁心直接接触，易于散热.
第一章 常用低压电器
1.1 电器的基本知识 1.2 接触器 1.3 继电器 1.4 开关电器 1.5 熔断器 1.6 主令电器
电气控制与PLC应用技术第一章 常用低压电器(201709)
2，所以，直流电磁机构的电磁吸力
F 2 1 1
F, I
R2m 4 2
I f
F f
结论：直流电磁机构的电磁吸力，在衔铁闭合前后变化 很大。线圈中的电流在衔铁闭合前后不变，为一常数。
交流电磁机构的吸力特性（恒磁通）
因为，U E 4.44所f以N，
U
直流电磁机构的吸力特 性
F 107 B2S 8
交流电磁机构 的吸力特性
当截面积S一定时，电磁吸力F与磁感应强
度的平方成正比。 又因为磁感应强度
B 所以，
S
F ∝2
∝1
2
直流电磁机构的吸力特性（恒磁势）
因为 I，N 式中IN为常数，所以
Rm
F
2
1 R2m
Rm
L
，S 因L=
吸力特性与反力特性的配合
反力特性：是指反作用力Fr与气隙δ的关系曲线(由释放弹簧
和触点弹簧构成）。 在衔铁吸合过程中，其吸力特性
必须始终处于反力特性上方，即
吸力要大于反力；
反之衔铁释放时，吸力特性必须
位于反力特性下方，即反力要大
于吸力（此时的吸力是由剩磁产
生的）。
1—直流电磁铁吸力特性 2—交流电磁铁吸力特性 3—反力 特性
5.单相交流电磁机构短路环的作用
B Bm sin t
F
107
8
SBm 2
sin 2 t
107
8
SBm 2
1 cos 2t
2
短路环的作用：消除振动和噪音， 保证电磁机构可靠的工作。
2
1 2
1
常用低压用电器
2—1 常用低压电器低压电器是指工作电压在1000V一下或1200V以下的各种电器，这种电器种类繁多，功能多样，应用十分广泛。
下面介绍一些常用低压电器的功能、工作原理即在电路图中的图形符号和文字符号。
一、开关电器开关电器是指低压电器中作为不频繁的手动接触和分段电路的开关，或作为机床电路中电源的引入开关。
它包括刀开关，组合开关及自动开关等。
刀开关结构简单，手动操作，在低压控制柜中作为电源的引入开关。
在机床种组合开关和自动开关应用也很广泛。
1、组合开关组合开关又称转换开关。
它由动触头1、静触头2、方形转轴3、手柄4、定位机构及外壳等组成。
动、静触头叠装在数层绝缘壳内，其结构示意如图2—1所示。
当手柄由位置1转到位置2时，方轴带动各层动触片一起转动，使相应的静触头插入动触头中，便接通电路。
动触头有180°分布，也有90°分布的。
若各层动静触头选用不同的形式与分布、在转动手柄时，电路就有不同的通、断状态。
组合开关有单极，双极及多级之分，图2—1所示为三相（三级）开关。
组合开关在机床电气设备中主要作为电源引入开关，也可以来直接控制小容量异步电动机的非频繁地启动和停止。
刀开关和组合开关在电路中的图形符号与文字符号如图2—2所示。
2、自动开关自动开关又称自动空气开关。
当电路发生严重过载、短路以及施压故障时，能自动切断故障电路，有效的保护串联在它后面的电气设备。
在正常情况下，自动开关也可以不频繁的接通和断开电路及控制电动机直接起动，因此，自动开关是低压电路常用的具有保护环节的断合电器。
图2—3时自动开关的工作原理图，图中手动合闸操作机构未画出，自动开关处于合闸位置。
当过电流（短路）时，衔铁11吸合；欠电压时，衔铁7释放；过载时双金属片10向上弯曲；三者都通过杠杆5使搭钩3脱开。
由主触头1切断电路。
由于主触头系统要断开电路的短路电流，因此主触头由耐弧合金制成并带有栅片灭弧装置。
自动开关的图形符号及文字符号如图2—4所示。
低压电器检测检验方法
例2条件：爬电距离路径包括任意深度且宽 度等于或大于Xmm的平行边槽.
规则：电气间隙是虚线的距离,爬电距离 路径沿着槽的轮廓.
例3条件：爬电距离路径包括宽度 大于Xmm的V形槽.
规则：电气间隙是虚线的距离,爬电距离路径 沿着槽的轮廓但被Xmm连接,把槽底短路.
例4条件：爬电距离路径包括1条筋.
试验依据
接线端子的温升极限：是用来与外部电路 进行电连接的电器部件.
易接近部件的温升极限：是人体易接近的 电器部件.
线圈的温升极限：应不危及电器的载流部 件和邻近部件.
其他部件的温升极限：触头、弹簧及产品 内部导体连接处的温升应不危及电器的载 流部件和邻近部件.
试验方法
电器部件表面温度的测量 ► 温度计测量：优点是构造简单,价格便宜；缺点是
►保证产品的工艺装配水平、材料质量水平 及产品的安全性能、工作特性、质量指标 符合规定要求,使产品在用户使用时运行可 靠,性能良好.
常规试验
►指产品出厂前制造厂必须在每台产品上 进行的试验项目和检查项目.
►其目的是检验材料、装配上的缺陷,并 对产品的固有功能进行测试.
抽样试验
►指产品正式出厂前,制造厂必须进行的 抽样检查和抽样试验.
►周围空气温度至少用两只温度检测器测量, 应将它们放置在距被试电器约为1m和被试电 器本身高度的1半处.
连接导体
►连接导线应采用单芯聚氯乙烯PVC绝缘铜 导线.
►单相或多相温升试验,从电器的1个端子至 另1个端子的导线长度规定为： —截面小于或等于35mm2时为1m. —截面大于35mm2时为2m.
控制电路的温升：指接入电路中用作开关 电器的闭合和断开操作的开关电器所有导 电部件.
电磁线圈的温升试验
PLC_常用低压电器
Date: 2021/3/4
Page: 12
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器
2.中间继电器
作用：在电路中起增加触点数量和起中间放大 作用。
特点：触点数量较多。
Date: 2021/3/4
Page: 13
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器
电磁式继电器的图形符号
I>
KA
KA
中间继电器线圈 过电流线圈
Page: 3
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器
3.接触器主要技术参数：
• 接触器极数：2P 3P 4P • 额定电压：指主触点的额定工作电压
交流有：127V、220V、380V、500V、660V 直流有：24V、110V、220V、440V、660V
• 额定电流：指主触点的额定电流
交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、 600A
Date: 2021/3/4
Page: 16
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器
二、时间继电器
•从得到输入信号开始,经过一 定的延迟后才输出信号的继电 器.
•按延时方式分：通电延时型 断电延时型
Date: 2021/3/4
Page: 17
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器
电子式时间继电器
触点：接触器的执行元件， 用来接通或断开被控制电 路。
电磁接触器结构示意图
1-主触点
2-常闭辅助触点
3-常开辅助触点 4-动铁心 5-线圈
6-静铁心
7-灭弧罩
8-弹簧
灭弧装置：熄灭触点分断 电流瞬间触点之间气隙中 产生的电弧。
常用低压电器
常用低压电器
2）直流电磁铁与交流电磁铁。 ① 按通电电源的性质不同分为直流电磁铁和交流电磁铁， 通直流电的称为直流电磁铁，通交流电的称为交流电 磁铁。两者不能互换电源通电。 ② 直流电磁铁的吸力是恒定的，交流电磁铁的吸力是在 最大值和最小值中以电源两倍的频率周期的变化，因 此在吸合与释放间不断的动作，衔铁就会产生振动和 噪声。 ③ 直流吸引线圈没有骨架，细而长，因此只有线圈中有 铜损，没有磁滞与涡流损耗；交流吸引线圈短而粗， 需用骨架将线圈与铁心隔开，以免铁心的热量传给线 圈，交流电磁铁中除了铜损外，还存在磁滞和涡流损 耗。
a. b. c. 使用类别的选择 主触点电流等级的选择 线圈电压等级的选择
常用低压电器
刀开关
三、刀开关：刀开关是一种手动电器，在低压电路中用于不频繁地接通和
分断电路，或用于隔离电源，故又称 “ 隔离开关 ” 1、组成：操作手柄，触刀、静插座，铰链支座，绝缘底板、（灭弧罩）组成。 2、为保证触发的良好的接触，需一定的接触压力，小电流刀开关依靠自身硬紫 铜实现，大电流刀开关加设弹簧片来保证。
常用低压电器
⑤ 图形符号，文字符号。
L1 L2 L3 13 53 61
KM
KM
KM
KM
T1 T2
T3
14
64 62
主电路常开 主电路常开 触点输入端L2 触点输入端L3
控制电路常开 控制电路常闭 触点输入端53 触点输入端61 控制电路常开 触点输入端13
主电路常开 触点输入端L1
手动测试按钮
主电路常开 触点输出端T1
串励电动机的启动和分断，反接制动、反向和点动
常用低压电器
② 在相应使用类别下接触器主触点接通分断能力。
a. b. c. d.
低压电器电气控制技术OK课件
M1 M 3～
M2 M 3～
KM1
KM2
（a）电动机按顺序工作的控制线路
3
第1章 常用低压电器
1.1.1 低压电器的分类 按动作原理分: 手动电器——需人工直接操作才能完成指令任务 自动电器——按照电的或非电的信号自动完成指令任务 按工作原理分: 电磁式电器——依据电磁感应原理工作 非电量控制电器——靠外力或某种非电物理量的变化而 动作
电弧产生：在触点由闭合状态过渡到断开 状态的过程中产生的电弧。气体自持放电 形式之一，是一种带电质点的急流。
电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高 的温度和密度很大的电流。
20
1.1.4 灭弧系统
第1章 常用低压电器
灭弧方法
迅速增加电弧长度，使 得单位长度内维持电弧 燃烧的电场强度不足而
使电弧熄灭。
电磁式电器主要由电磁机构、触点和灭弧装置组成
1．电磁机构
（1）结构与工作原理 由吸引线圈、铁芯、衔铁等几部分组成. 它的主要作用是将电磁能量转换为机械能量并带 动触点动作，完成电路接通和分断。当线圈通过工 作电流时，产生足够的磁动势，在磁路中形成磁通， 使衔铁获得足够的电磁力，克服反作用力与铁芯吸 合，由连接机构带动相应的触点动作。
22
（1）电弧产生的条件 当被分断电路的电流超过0.25～1 A， 分断
后加在触点间隙两端的电压超过12～20 V（根据 触点材质的不同取值）时，在触点间隙中会产生 电弧。 （2）电弧的危害
延长电路的分断时间；将触点烧坏；严重时, 会引起电器和周围设备的损坏,甚至造成火灾
23
（3）灭弧方法
1)机械性拉弧：分断触点时， 迅速增加电弧长度，使 单位长度内维持电弧燃 烧的电场强度不够而熄 弧
第01章 常用低压电器38521
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（三）电弧的产生和灭弧方法 电弧的产生 电弧产生的原因
（1）强电场放射 （2）撞击电离 （3）热电子发射 （4）高温游离
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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
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一、接触器的结构及工作原理
图1-12 交流接触器结构示意图
1-动触头 2-静触头 3-衔铁 4-弹簧 5-线圈 6-铁心 7-垫毡 8-触头弹簧 9-灭弧罩 10-触头压力弹簧
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二、常用典型交流接触器简介
（一）空气电磁式交流接触器 典型产品有：CJ20、CJ21、CJ26、 CJ29、 CJ35、
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三、接触器的主要技术参数
接触器的主要技术参数有：
1、极数和电流种类
2、额定工作电压
3、额定工作电流（或额定控制功率）
4、额定通断能力
5、线圈额定工作电压
6、允许操作频率
7、机械寿命和电寿命
8、使用类别
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四、接触器的选用
1．接触器极数和电流种类的确定 2．根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用
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（6）交流电磁机构短路环的作用
图1-4 交流电磁机构 短路环示意图
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电磁机构的输入—输出特性
图1-5 电磁机构的输入—输出特性
（三）电弧的产生和灭弧方法 电弧的产生 电弧产生的原因
（1）强电场放射 （2）撞击电离 （3）热电子发射 （4）高温游离
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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
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一、接触器的结构及工作原理
图1-12 交流接触器结构示意图
1-动触头 2-静触头 3-衔铁 4-弹簧 5-线圈 6-铁心 7-垫毡 8-触头弹簧 9-灭弧罩 10-触头压力弹簧
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二、常用典型交流接触器简介
（一）空气电磁式交流接触器 典型产品有：CJ20、CJ21、CJ26、 CJ29、 CJ35、
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三、接触器的主要技术参数
接触器的主要技术参数有：
1、极数和电流种类
2、额定工作电压
3、额定工作电流（或额定控制功率）
4、额定通断能力
5、线圈额定工作电压
6、允许操作频率
7、机械寿命和电寿命
8、使用类别
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四、接触器的选用
1．接触器极数和电流种类的确定 2．根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用
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（6）交流电磁机构短路环的作用
图1-4 交流电磁机构 短路环示意图
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电磁机构的输入—输出特性
图1-5 电磁机构的输入—输出特性
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衔铁
线圈
原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气 隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
5
工程实训中心
0 低压电器的基本知识
三、电磁式电器
2.短路环——
减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。
短路环
衔铁 铁芯 线圈
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
9
工程实训中心
1 开关电器
一、刀开关 1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关） 作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。 结构图和符号 ：
QS
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
10
工程实训中心
1 开关电器
一、刀开关 2.带熔断器式刀开关——用作电源开关、隔离开关和应急开 关，并作电路保护用。
瓷插式熔断器
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
31
工程实训中心
螺旋式熔断器
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
32
工程实训中心
有填料式熔断器
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
33
工程实训中心
无填料密封式熔断器
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
2013年8月14日5时54分 Yan.Humin 3
工程实训中心
0 低压电器的基本知识
二、低压电器的发展概况
1、国外进口原装的低压电器 2、引进国外技术国内生产的低压电器 3、自主研发的低压电器
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
4
工程实训中心
0 低压电器的基本知识
三、电磁式电器
电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。 交流：硅钢片叠加 电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。 直流：整块铸铁或铸钢 1.电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。 直动式 交流线圈：短而粗，有骨架。 转动式 铁芯 直流线圈：细而长，无骨架。 组成
塑壳式低压断路器原理图
2013年8月14日5时54分 Yan.Humin 23
工程实训中心
2 1
远距离跳 闸，对电 路不起保 护作用
4
3
5
6 7
1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器 1-主触头 2-自由脱扣器 3-过电流脱扣器 4-分励脱扣器 5-热脱扣器 6-失压脱扣器 5．热脱扣器6．失压脱扣器 7．按钮 7-按钮
电弧的危害 ：
延长了切断故障的时间； 触头 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏； 电弧 形成飞弧造成电源短路事故。
灭弧措施：灭弧罩、灭弧珊、磁吹灭弧装置等。
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
8
工程实训中心
1 开关电器
一、刀开关 作用： 隔离电源，不频繁通断电路 分类： 按刀的级数分:单、双和三极 按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换方向分为：单掷和双掷 按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作 按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器
Irs 3 3.5 I N （－ ）
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
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3 主令电器
作用：发送控制命令或信号的电器,主要用来切换控制电路。
分类：控制按钮
万能转换开关 主令控制器
行程开关
接近开关
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
39
工程实训中心
一、控制按钮
塑壳式低压断路器原理图
2013年8月14日5时54分 Yan.Humin 25
工程实训中心
2 1
3
4
电动机的 失压保护
5
6 7
1．主触头2．自由脱扣器 3．过电流脱扣器 4．分励脱扣器 1-主触头 2-自由脱扣器 3-过电流脱扣器 4-分励脱扣器 5-热脱扣器 6-失压脱扣器 5．热脱扣器6．失压脱扣器 7．按钮 7-按钮
1 开关电器
二、组合开关（转换开关） 结构：静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸
出盒外，与电源或负载相连。动触片套
在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作90°正
或反方向的转动，带动静触头通。
特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。
用途：电源的引入开关；通断小电流电路；
控制５ＫＷ以下电动机。
2013年8月14日5时54分
按结构不同行程开关可分为直动式、滚轮式和微动式，如图
限位开关和接近开关的图形及文字符号如图所示。
2013年8月14日5时54分 4日5时54分
Yan.Humin
21
工程实训中心
2 1
3
4
5
6 7
1-主触头 2-自由脱扣器 3-过电流脱扣器 1．主触头2．自由脱扣器 3．过电流脱扣器 4．分励脱扣器 4-分励脱扣器 5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮 5．热脱扣器6．失压脱扣器 7．按钮
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工程实训中心
快速熔断器
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
35
工程实训中心
自恢复熔断器
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
36
工程实训中心
二、熔断器的主要参数 1、额定电压 2、额定电流 3、极限分断能力 三、熔断器的选用 1、熔断器类型的选择 主要根据使用场合来选择不同的类型。例如，作电网 配电用，应选择一般工业用熔断器；作硅元件保护用， 应选择保护半导体器件熔断器；供家庭使用，宜选用螺 旋式或半封闭插入式熔断器。
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
12
工程实训中心
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
13
工程实训中心
1 开关电器
一、刀开关 3.负荷开关 (2)封闭式负荷开关（铁壳开关）
作用：手动通断电路及短路保护。
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
14
工程实训中心
4.刀开关的型号含义：
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
15
工程实训中心
5.刀开关的主要技术参数： 额定电压、额定电流、通断能力、电寿命等 6.刀开关的选型： 额定电压大于等于电路的额定电压 额定电流大于等于电路的工作电流
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
16
工程实训中心
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
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工程实训中心
1 开关电器
一、刀开关 3.负荷开关 (1)开启式负荷开关
用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。 结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线 座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头， 工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。
塑壳式低压断路器原理图
2013年8月14日5时54分 Yan.Humin 22
工程实训中心
2 1
线路短路 或严重过 载保护
4
3
5
6 7
1-主触头 2-自由脱扣器 3-过电流脱扣器 1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器 4-分励脱扣器 5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮 5．热脱扣器6．失压脱扣器 7．按钮
2 熔断器
一、作用、特点及分类 作用：短路和严重过载保护 应用：串接于被保护电路的首端 优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻 分类：
瓷插式RC 螺旋式RL 有填料式RT
无填料密封式RM 快速熔断器RS 自恢复熔断器
2013年8月14日5时54分 Yan.Humin 30
工程实训中心
6
工程实训中心
0 低压电器的基本知识
三、电磁式电器
3.触头系统——通过触头的开合控制电路通、断。
类型
桥式触头 指形触头
材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银 质材料制成 点接触 面接触
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
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工程实训中心
0 低压电器的基本知识
三、电磁式电器
4.灭弧系统 电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于 灭弧栅片 10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色 的光柱， 即电弧。
1、作用：在低压控制电路中，用于发布手动控制指令。
2、结构及分类
结构如右图
按用途和结构的不同，分为起 动按钮、停止按钮和复合按钮 等。
2013年8月14日5时54分
Yan.Humin
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工程实训中心
起动按钮带有常开触头，手指按下按钮帽，常开触头闭合； 手指松开，常开触头复位。 停止按钮带有常闭触头，手指按下按钮帽，常闭触头断 开；手指松开，常闭触头复位。
2
工程实训中心
0 低压电器的基本知识
一、低压电器的定义与分类
低压电器的定义： 交流额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下
低压电器的分类： 按工作电压等级分：高压电器、低压电器。 按动作原理分：手动电器、自动电器。 按控制电器的输出形式分：有触点控制电器、无触点控制电器 按控制电器控制电压的不同分：交流控制电器、直流控制电器 按控制对象分：电器控制系统、电力控制系统。 按控制对象在电气控制系统中的作用来分：主令电器、控制电器 、保护电器、执行电器。
业 精 于 勤 技 精 于 专 学 以 致 用
工程实训中心
继电控制线路安装与调试