第二篇 典型低压电器(一)配电电器
低压电器概述
低压电器概述一.低压电器的定义在低压配电系统中，以实现对电路或者非电路对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节为目的电器。
是组成成套电机设备的基础配套元件。
在低压配电系统中和用电设备的控制柜（箱）中大量地应用了低压电器。
在强电专业日常的维修工作中很大一部分工作量是针对低压电器的。
二.低压电器的分类按照原理分为：电磁式和电子式。
按照功能分为：低压配电电器和低压控制电器。
按照使用方式分为：手动电器和自动电器。
低压电器根据使用场合和行业的不同还分有许多特殊门类，如：防爆低压电器、热带低压电器、牵引低压电器、船用低压电器、高原低压电器、化工低压电器、矿用低压电器、航空电器等等。
在上述各种电器的基础上还有不少派生出来的电器。
三.低压电器的常见品种和作用（1）低压配电电器1 .断路器——用于线路短路、过载、漏电、欠压保护，也可以用于非频繁通断电路的开关。
主要有以下几类：框架式断路器、塑壳断路器、小（微）型断路器。
2 .熔断器一用于线路的短路和过载保护。
主要分为以下几类：有填料熔断器、无填料熔断器、半封闭插入式熔断器、快速熔断器、自复式熔断器。
3 .刀型开关——主要用于电路隔离，也能接通、分断额定电流。
有大电流隔离开关、熔断式刀开关、负荷开关。
4 .转换开关——用于两路以上电源或者负载之间的转换以及电路通断。
(2)低压控制电器1 .接触器一主要用于异地控制频繁启动的用电设备，也可以完成控制电路或配电电路的通断。
常见的有交流接触器、直流接触器、真空接触器、智能化接触器、电力电容器专用交流接触器。
2 .启动器——用于交流电动机的启停和正反转控制。
主要有：全压启动器、星三角减压启动器自耦减压启动、变阻减压启动器、半导体启动器、真空启动器、软启动器、变频器。
3 .控制继电器一在控制电路中起到控制电路通断或者保护的作用。
有电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、温度继电器、热继电器、干簧继电器。
4 .控制器一常用在电气控制设备中转换控制回路的连接方式。
(完整版)电磁式低压电器的结构和工作原理
第一章常用低压电器电器：电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护的作用。
根据外界的信号和要求，自动或手动接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电路或非电路对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设备。
定义：一种能控制电能的器件。
第一节电磁式低压电器的结构和工作原理●低压电器：用于交流1200V、直流1500V以下电路的器件●高压电器：用于交流1200V、直流1500V以上电路的电器。
电力传动系统的组成：1）主电路：由电动机、（接通、分断、控制电动机）接触器主触点等电器元件所组成。
特点：电流大2）控制电路：由接触器线圈、继电器等电器元件组成。
特点：电流小●任务：按给定的指令，依照自动控制系统的规律和具体的工艺要求对主电路进行控制。
一、低压电器的分类1、按使用的系统1）低压配电电器用于低压供电系统。
电路出现故障（过载、短路、欠压、失压、断相、漏电等）起保护作用，断开故障电路。
（动动稳定性、热稳定性）例如：低压断路器、熔断器、刀开关和转换开关等。
2）低压控制电器用于电力传动控制系统。
能分断过载电流，但不能分断短路电流。
（通断能力、操作频率、电气和机械寿命等）例如：接触器、继电器、控制器及主令电器等。
2、按操作方式1）手动电器：刀开关、按钮、转换开关2）自动电器：低压断路器、接触器、继电器3、按工作原理1）电磁式电器：电磁机构控制电器动作2）非电量控制电器：非电磁式控制电器动作◆电磁式电器由感测和执行两部分组成。
感测部分（电磁机构）：接受外界输入的信号，使执行部分动作，实现控制的目的。
执行部分：触点系统。
二、电磁机构电磁机构：通过电磁感应原理将电能转化成机械能。
电磁机构输入的电信号：电压、电流1、电磁机构的结构形式电磁机构组成：线圈、铁心(亦称静铁心)和衔铁(亦称动铁心)，1）E形电磁铁：多用于交流电磁系统。
2）螺管式电磁铁：多用作索引电磁机构和自动开关的操作电磁机构，少数过电流继电器也采用。
电气控制与PLC原理及应用(第二版)周亚军章 (1)
第1章 常用低压电器
1.1.2 低压电器的发展趋势 1．低压电器智能化 智能化低压电器带有微处理器，能准确监测和显示配电线
路的运行情况，并能准确地解决过载、短路等各种故障；能按 运行人员的设置要求进行各种操作；具有运行监测和内部故障 自诊断及故障显示功能，并将智能控制理论(如模糊理论、神 经网络等)逐渐应用到低压电器的控制上。
第1章 常用低压电器
1.4 接 触 器
1.4.1 接触器的结构和工作原理 接触器内部由电磁机构、主触头、灭弧系统、辅助触头、
支架和底座组成，直动式双断点交流接触器结构示意图如图18所示。
第1章 常用低压电器 图1-8 直动式双断点交流接触器结构示意图
第1章 常用低压电器 接触器的图形符号如图1-9所示。
第1章 常用低压电器
2．低压电器网络化 现今的自动化系统在信息化方面提出了更多更高的要求， 全局监控、信息共享同样也体现在低压电器产品的发展上，如 Internet协议、现场总线协议(如Profibus、DeviceNet、 Modbus、ASI-bus等)、楼宇自动化总线协议(如Europen Installation BUS、Lonwork、IQBUS、BACnet等)等在低压电 器上的应用。具有通信功能和现场总线技术的智能化低压电器 带有通信接口，能和系统通信，构成整个智能化控制系统。
第1章 常用低压电器
1.1.3 电磁机构 接触器、电磁式继电器、电磁阀等都是采用电磁感应原理
工作的电磁式电器。其机构由电磁机构和触头系统构成，部分 还带有灭弧系统及绝缘外壳等附件。
电磁机构包括电磁线圈、静铁芯和动铁芯(衔铁)，其作用 是将电磁能转换为机械能，依靠它带动触头的闭合和断开。其 结构分为直动式和拍合式，图1-1为直动式结构。
常用低压电器(自备)
停车按钮
SB2
起动按钮
直 接 起 动 控 制 电 路
热继电器
SB1
按SB1
交流 接触器
FR
M 3~
KM
3～
开关QS
熔断器FU
停车按钮
SB2
起动按钮
直 接 起 动 控 制 电 路
热继电器
SB1
松开 SB1 电机连 续运转 M 3~
交流 接触器
FR
KM
3～
开关QS
熔断器FU
停车按钮
SB2Βιβλιοθήκη 起动按钮直 接 起 动 控 制 电 路
（1）按照用途分类
– 控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器，如 接触器、继电器等。
– 主令电器：用于自动控制系统中发送控制指令的电器， 如按钮、行程开关等。
– 保护电器：用于保护电路及用电设备的电器，如熔断 器、热继电器等。 – 配电电器：用于电能的输送和分配的电器。如低压断 路器、隔离器、 – 执行电器：用于完成某种动作或传动功能的电器，如 电磁铁、电磁离合器等。
热继电器
SB1
按SB2
FR
M 3~
交流 接触器
电机 停转
KM
知识点剖析
2、电动机的正反转电路
（1）电动机正反转：改变电动机定子绕组的电源相序，就
可实现电动机方向的改变。
（2）电路实现：分析
易发生两相短路
互锁控制
为防止KM1、KM2同时得电引起电源短路，可采取措施： 电器联锁 采用KM的常闭辅助触点
常情况下，它可以接通和分断工作电流；当电路发
生过载、短路、失压等故障时，它能自动切断故障 电路，有效地保护串接于它后面的电器设备；还可 用于不频繁地接通、分断负荷的电路，控制电动机 的运行和停止。
常见低压电器
选用熔断器，一般应符合下列原则： 1.根据用电网络电压选用相应电压等级的熔断器； 2.根据配电系统可能出现的最大故障电流、选用具有 相应分断能力的熔断器； 3.在电动机回路中用作短路保护时，为避免熔体在电 动机起动过程中熔断，对于单台电动机，熔体额 定电流≥（1.5~2.5）*电机额定电流；对于多*容量最 大一台电动机的额定电流+其余电动机的计算负 荷电流。
4. 对电炉及照明等负载的短路保护，熔体的额定电流等 于或稍大于负载的额定电流； 5. 采用熔断器保护线路时，熔断器应装在各相线上。在 二相三线或三相四线回路的中性线上严禁装熔断器， 这是因为中性线断开会引起电压不平衡，可能造成设 备烧毁事故。在公共电网供电的单相线路的中性线上 应装熔断器，电业的总熔断器除外。 6. 各级熔体应相互配合、下一级应比上一级小。
接触器适用于远距离频繁接通和分断交、直流主电 路及大容量控制电路。可分为交流接触器和直流接 触器两种。接触器主要由主触头、灭弧系统、电磁 系统、辅助触头和支架等组成。交流接触器主要有 CJ0、CJ10、CJ12、 CJ12B系列以及众多的盒子品 牌。直流接触器主要有CZ0系列。
2016.1.12
在低压配电设备中常用的低压电器有：
1.低压断路器
低压断路器也称为低压自动开关，主
要作为不频繁地接通或分断电路之用。 而且低压断路器还具有过载、短路和 失压保护装置，在电路发生过载、短 路、电压降低或消失时，断路器可自 动切断电路，从而保护电力线路及电 源设备。
熔断器是一种简单的保护电器，在低压配电电路中， 主要用于短路保护。它串联在电路中，当通过的电 流大于规定值时，以它本身产生的热量，使熔体熔 化而自动分断电路。熔断器与其他电器配合，可以 在一定的短路电流范围内进行有选择的保护。
常用低压配电电器的种类及其功能
常用低压配电电器的种类及其功能在工矿企业的电气控制设备中，采用的基本上都是低压电器。
因此，低压电器是电气控制中的基本组成元件，控制系统的优劣与低压电器的性能有直接的关系。
作为电气工程技术人员，应该熟悉低压电器的结构、工作原理和使用方法。
可编程控制器在电气控制系统中需要大量的低压控制电器才能组成一个完整的控制系统，因此熟悉低压电器的基本知识是学习可编程控制器的基础。
低压电器是指额定电压等级在交流1200V、直流1500V以下的电器。
在我国工业控制电路中最常用的三相交流电压等级为380V，只有在特定行业环境下才用其他电压等级，如煤矿井下的电钻用127V、运输机用660V、采煤机用1140V等。
单相交流电压等级最常见的为220V，机床、热工仪表和矿井照明等采用127V电压等级，其他电压等级如6V、12V、24V、36V和42V等一般用于安全场所的照明、信号灯以及作为控制电压。
直流常用电压等级有110V、220V和440V，主要用于动力；6V、12V、24V和36V 主要用于控制；在电子线路中还有5V、9V和15V等电压等级。
1.1 常用低压电器的分类低压电器种类繁多，功能各样，构造各异，用途广泛，工作原理各不相同，常用低压电器的分类方法也很多。
1．按用途或控制对象分类（1）配电电器：主要用于低压配电系统中。
要求系统发生故障时准确动作、可靠工作，在规定条件下具有相应的动稳定性与热稳定性，使电器不会被损坏。
常用的配电电器有刀开关、转换开关、熔断器和断路器等。
（2）控制电器：主要用于电气传动系统中。
要求寿命长、体积小、重量轻且动作迅速、准确、可靠。
常用的控制电器有接触器、继电器、起动器、主令电器和电磁铁等。
2．按动作方式分类（1）自动电器：依靠自身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断等动作，如接触器和继电器等。
（2）手动电器：用手动操作来进行切换的电器，如刀开关、转换开关和按钮等。
3．按触点类型分类（1）有触点电器：利用触点的接通和分断来切换电路，如接触器、刀开关和按钮等。
常用低压电器ppt课件
触点1 触点2
1—常闭触点或动断触点 2—常开触点或动合触点
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
结
构1 符 号
2 3
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
5.7 电气控制系统
通过开关、按钮、继电器、接触器等电器触点的
接通或断开来实现电动机各种运转形式的控制称做继 电—接触器控制。
典型的控制环节有点动控制、单向自锁运行控制、 正反转控制、行程控制、时间控制等。
电动机在使用过程中由于各种原因可能会出现一些
异常情况，如电源电压过低、电动机电流过大、电动 机定子绕组相间短路或电动机绕组与外壳短路等等， 如不及时切断电源则可能会对设备或人身带来危险， 因此必须采取保护措施。
电动机的继电—接触器控制电路中，常用的保护 环节有短路保护、过载保护、零压保护和欠压保护等。
~
双金属片 常闭触头
2、工作原理
发热元件
杠杆
结构原理图
发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金 属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其 向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
常用低压电器课件
常用低压电器课件一、低压电器的定义和分类低压电器是指工作在交流电压小于1200V、直流电压小于1500V 的电器。
根据用途和功能的不同，低压电器可以分为多种类型。
主要有以下几类：1. 配电电器：用于电能分配，如开关、插座等。
2. 控制电器：用于设备控制，如接触器、继电器等。
3. 保护电器：用于设备保护，如熔断器、热继电器等。
4. 执行电器：用于执行控制信号，如电磁铁、电磁阀等。
5. 主令电器：用于发出控制信号，如按钮、行程开关等。
二、电磁机构的工作原理和组成电磁机构是低压电器中重要的组成部分，它主要由铁心、线圈和衔铁组成。
当线圈通电时，会产生磁场，吸引衔铁动作，从而带动触头或其他执行机构运动。
根据结构和工作原理的不同，电磁机构可分为以下几种类型：1. 交流电磁机构：工作在交流电压下，由交流电源驱动。
2. 直流电磁机构：工作在直流电压下，由直流电源驱动。
3. 互感式电磁机构：利用互感原理驱动，主要用于交流电源。
4. 永磁式电磁机构：利用永磁体产生磁场，无需线圈通电即可动作。
三、短路环的作用和原理短路环是电磁机构中的重要组成部分，主要用于减小衔铁动作时的冲击和噪声。
它通常由一个矩形钢片或铁片制成，安装在铁心和衔铁之间。
当线圈通电时，短路环中产生感应电流，该电流产生的磁场与线圈产生的磁场相反，从而减小了衔铁动作时的冲击力。
同时，由于感应电流的存在，短路环还具有一定的电磁阻尼作用，有助于减小衔铁动作时的噪声。
根据结构和工作原理的不同，短路环可分为以下几种类型：1. 直动式短路环：与衔铁直接接触，适用于小功率场合。
2. 摆动式短路环：与衔铁之间有一定间隙，适用于大功率场合。
3. 动态短路环：由多个小段组成，各段之间用弹簧连接，适用于动态性能要求较高的场合。
四、触头系统的类型和材料触头系统是低压电器中控制电路接通和断开的关键部件。
根据结构和工作原理的不同，触头系统可分为以下几种类型：1. 动静触头：由固定触头和可动触头组成，可动触头可随执行机构运动。
1.认识常用低压电器(一)(教学设计)
1.清点班级人数，组织检查学习用品；
2.发布本次课的教学ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ容及教学目标；
3.提问：什么是电器？组织学生列举在生活、生产中用到的电器。
4.讲授电器概念，并将电器进行分类。
1.班委报告缺勤情况，学习委员检查学习用品并记录；
2.知道本次课的学习内容及学习目标；
3.认真思考老师的问题，积极课堂互动；
任务1：认识常用低压电器（一）
课程名称
电气控制与PLC技术应用
任务名称
认识常用低压电器（一）
年级
中职二年级机电专业
创作者
课型
理实一体化
课时
2课时（80分钟）
教学目标
【知识目标】
1.掌握电器的概念及分类方法；
2.掌握熔断器、断路器的作用，以及结构组成、动作原理和检测方法。
【技能目标】
能够正确使用数字万用表对熔断器和断路器进行检测。
3.使用数字万用表对断路器的通断能力检测进行示范操作，边做边示范边讲解规范要求；
4.组织学生对断路器的通断能力检测进行操作练习，并进行互评和师评。
1.认真学习断路器的相关知识，观看微课视频，做好课堂笔记；
2.学习断路器的常用类型和选用原则等相关知识点；
3.仔细观看断路器
检测的微课视频，做好课堂笔记；
任务1认识常用低压电器（一）
一、电器二、低压电器分类
1.高压电器1.低压配电电器
2.低压电器2.低压控制电器
三、熔断器四、断路器
1.作用1.作用
2.组成2.组成
3.动作原理3.动作原理
4.分类4.分类
5.主要技术参数5.选用
6.选用原则6.检测
7.检测
教学反思
认识常用低压电器
四 熔断器
•
主要用于工矿企
业低压配电设备、
机床设备的电气控
制系统中
RL系列螺旋式熔断器
四 熔断器
RT系列有填料式熔断器
四 熔断器
• 最大分断电流可达 1250A
RT系列有填料式熔断器
四 熔断器
RM系列无填料密封式熔断器
四 熔断器
RM系列无填料密封式熔断器
四 熔断器
快速熔断器
四 熔断器
自恢复熔断器
2 1
3
5
远距离跳 闸，对电 路不起保 护作用
4
6 7
1．1主-触主头触2头．自由脱2-扣自器由3．脱过扣电器流脱扣3-器过4电．流分励脱脱扣扣器器 5．4-热分脱励扣脱器扣6．器失压5脱-热扣器脱扣7．器按6钮-失压脱扣器 7-按钮
塑壳式低压断路器原理图
2 1
3
5
线路过载
4
保护
6 7
1．1主-触主头触2头．自由脱2-扣自器由3．脱过扣电器流脱扣3-器过4电．流分励脱脱扣扣器器 5．4-热分脱励扣脱器扣6．器失压5脱-热扣器脱扣7．器按6钮-失压脱扣器 7-按钮
KM 线圈
KM
KM
常开辅助触点 常闭辅助触点
六 接触器
4、接触器的主要技术指标
额定电压:指主触点的额定工作电压
交流接触器： 127、220、380、500V 直流接触器： 110、220、440V
额定电流:主触点的额定电流
交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A
2．工作原理
线圈加额定电 压，衔铁吸合，常 闭触头断开，常开 触头闭合；线圈电 压消失，触头恢复 常态。为防止铁心 振动，需加短路 环。
常见低压电器控制元件介绍
二、开关电器
（一）刀开关（闸刀开关、隔离开关） 刀开关定义 带有动触头—闸刀，并通过它与底座上的静触头—刀 夹座相楔合（或分离），以接通（或分断）电路的一 种开关。 刀开关的结构 刀开关通常由绝缘底板、动触刀、静触座、（灭弧装置） 和操作机构组成。 刀开关分类 1）按刀的级数分:单极、双极和三极。 2）按灭弧装置分：带灭弧装 置和不带灭弧装置。 3）按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器。
二、开关电器
（二）低压断路器
主要技术参数
5）额定极限短路分断能力(Icu) ：是指在一定的 试验参数(电压、短路电流、功率因数)条件下， 经一定的试验程序，能够接通、分断的短路电流， 经此通断后，不再继续承载其额定电流的分断能 力。 6）额定运行短路分断能力(Ics)：是指在一定的 试验参数(电压、短路电流和功率因数)条件下， 经一定的试验程序，能够接通、分断的短路电流， 经此通断后，还要继续承载其额定电流的分断能 力。
四、接触器
交流接触器
四、接触器
（二）直流接触器 1.用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的 频繁起停。 2.结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。 3.工作原理：与交流接触器基本相同。
四、接触器
直流接触器
四、接触器
（三）交流接触器、直流接触器区别 1）交流接触器的铁芯会产生涡流和磁滞损耗，而直流 接触器没有铁芯损耗。因而交流接触器的铁芯是由相 互绝缘的硅钢片叠装而成，且常做成E形；直流接触器 的铁芯则是由整块软钢制成的，且大多做成U形。 2）交流接触器线圈通过的是单相交流电，为消除电磁 铁产生振动和噪声，在静铁芯的端面上嵌有短路环， 而直流接触器则不需要。 3）交流接触器采用栅片灭弧装置，而直流接触器则采 用磁吹灭弧装置。
常见低压电器控制元件介绍
最全面的常用低压电器
线路过载-保护-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7.按钮 塑壳式低压断路器原理图
电动机的-失压保护-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7. 钮-塑壳式低压断路器原理图
ON-CHNT-剂品济帝帝-11-I-8180-II0E-霧-1.4-翼品-9101111-11I1-00 1-4i1s1i00
第三节接触器-一、-交流接触器-1.结构->触头系统：主触头、辅助触头-常开触头（动合触头）-常闭触头（动 触头->电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧->灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧
第三节接触器-主触头-恩-常开主触点-动铁心-灭弧装置-常闭辅助触头-辅助触点-官官官-灭弧罩-5-常吸引 圈-四-衔铁-静铁心-铁芯-交流接触器结构图
第二节开关电器-一、刀开关-冬作用：隔离电源，不频繁通断电路-必分类：-按刀的级数分：单极、双极和三极-√ 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-√按接线方式分为：板前接线和板后接 -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
第二节开关电器-一、刀开关-负荷开关-2封闭式负荷开关（铁壳开关-冬作用：手动通断电路及短路保护。-0-速 弹簧-熔断器-夹座-转轴-三忍-闸刀一-手柄-男
第一节低压电器的基本知识-二、电磁式电器-2短路环-减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。-4.短路环-02-0 -铁芯-3-圃-线圈
第一节低压电器的基本知识-二、电磁式电器-3触头系统-通过触头的-路通、断。-桥式触头-类型-指形触头-冬 料：一般采用铜材-常用银-质材料制成-点接触-面接触
常见的低压电器的主要种类及用途
常见的低压电器的主要种类及用途
一、低压电器的类型
低压电器的类型很多，按不同的分类方式有着不同的类型。
按用途分类
（1）配电电器：主要用于低压配电（供电）系统，主要包括刀开关、转换开关、熔断器、断路器等。
主要技术要求是分断能力强、限流效果和保护性能好，有良好的动稳定性和热稳定性。
（2）控制电器：主要用于电力拖动自动控制系统，包括接触器、继电器、启动器和主令电器等。
主要技术要求是有相应的转换能力、操作频率高、电气寿命和机械寿命长。
控制电器是一类能根据外界的信号和要求，自动或手动地接通或分断电路，从而连续或断续地改变电路的参数或状态，以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件或设备。
按动作原理分类
（1）电磁式电器：依据电磁感应原理来工作的电器，比如接触器、电磁式继电器、电磁阀等。
（2）非电磁式电器：靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，比如按钮、时间继电器、温度继电器等。
按操作方式分类
（1）手动电器：顾名思义，电器的动作靠操作人员手动操作，比如按钮、刀开关、转换开关等等。
（2）自动电器：按照系统指令或信号（一个物理量如电流、电压、时间、速度等）而自动动作，比如接近开关、接触器、继电器等等。
第二篇 典型低压电器(一)配电电器
配电电器：
§1 概述
华侨大学电气工程系
‹#›页
第二篇 典型低压电器原理（一）
§2 刀开关、熔断器式刀开关、组合开关 §3 熔断器 §4 低压断路器 §5 配电电器的应用案例
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
§1 概述
低压配电电器定义:低压配电系统(也称低压电网) 或动力装置中用来进行电能分配、完成接通和分 断电路及对配电线路和设备进行保护的电器。(绪 论中已提过) 主要配电电器 刀开关 熔断器式刀开关 组合开关 低压熔断器 低压断路器
熔体的熔化过程
1 绝缘管；2 填料；3 熔体；4 导电触头
图2.1 熔断器
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
特性：熔断器的基本特性是时间— 电流特性，又称保护特性。它是 指熔断器的熔断时间与流过电流 的关系曲线，也称熔断特性或安 秒特性。流过熔体的电流越大 ，熔断时间就越短。保护特性曲 线是反时限特性曲线，如图2.2 所示。 保护对象与配合：熔断器可用来 图2.2 熔断器的保护特 保护电缆、电动机、半导体器件 性曲线 以及其他电气设备。不同的保护 t-熔断时间；I-流过熔断 对象在过载时允许的通电时间特 性是不同的。图2.3示出了它们的 器的电流 过载允许通电时间的相对特性。
高低压电器页
§2 刀开关、熔断器式刀开关、组合开关
一.刀形隔离开关 1.刀开关的用途和分类 用途 刀开关为手动电器，可广泛用于各种低压配电设备， 作为电源隔离开关；亦可用来不频繁地接通与断开容 量不大的低压配电电路。当刀开关有灭弧罩，并用杠 杆操作时，也能接通或分断额定电流。 分类 按极数分 :单极、双极和三极。 按结构分:平板式和条架式。 按操作方式分 :直接手柄操作式、杠杆操作机构式、 旋转操作式和电动操作机构式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图2.6 各种不同形状的片状熔体
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
4、熔体的材料与形状实现短路与过载保护 短路时电流大，时间短，温度传递速度小，熔体截面小 的位置发热大，温度最高。过载时故障电流相对小，时间 长，传热充分，熔体中间位置最高。 因此，可在变截面的高熔点材料中间焊上低熔点材料， 如图所示，短线时B处熔断，开口大，利于灭弧，过载时， A处温度最高，低熔点材料先熔化，并在冶金效应下，其 中的高熔点材料降低熔点而在B处先熔化。
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
（二）熔断器的灭弧介质——填充材料 在绝缘管中装入填料是加速灭弧、提高分断能力的有 效措施。 对填料的要求：热容量大，在高温作用下不会分解出 气体，以免增加管中的压力；填料的颗粒大小要适当。 填充材料可用石英砂和三氧化二铝砂；三氧化二铝砂 的性能优于石英砂；石英砂便宜，应用较多。
高低压电器与电控
一. 熔断器的用途和结构
华侨大学电气工程系
‹#›页
§3 熔断器
熔断器定义： 熔断器是当电流超过规定值一定 时间后，以它本身产生的热量使熔体熔化而分断 电路的保护电器。它是集感应、比较与执行于一 体的最简单且性能优异的保护电器，在低压配电 线路中作短路和过载保护之用。 熔断器分类（按结构）
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
西门子带熔断器的负荷隔离开关
高低压电器与电控
电子熔断器监控器：监 控器的运行与负载无关。 熔断器故障时，可通过集 成辅助触头(2 NO + 1 NC)，传送到控制室。熔 断器跳闸时，绿色 LED 会闪烁（一般故障），故 障熔断器的位置通过一个 红色 LED 指示。 易于识 别受影响的分支回路。 在更换故障熔断器时，监 控器可自动复位到备用位 置。 该状态通过状态显 示器（绿色 LED）指示。
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
四、熔断器式隔离器 熔断器式隔离器是一种新型电器，有多种结构形式，一 般多采用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。
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
高低压电器与电控
配电电器：
§1 概述
华侨大学电气工程系
‹#›页
第二篇 典型低压电器原理（一）
§2 刀开关、熔断器式刀开关、组合开关
§3 熔断器
§4 低压断路器 §5 配电电器的应用案例
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
§1 概述
低压配电电器定义:低压配电系统(也称低压电网) 或动力装置中用来进行电能分配、完成接通和分 断电路及对配电线路和设备进行保护的电器。(绪 论中已提过) 主要配电电器 刀开关 熔断器式刀开关 组合开关 低压熔断器 低压断路器
华侨大学电气工程系
‹#›页
五、带电子熔断器监控器的隔离负荷开关
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
六、隔离器、刀开Байду номын сангаас的选用原则
1、 隔离器、刀开关： 主要功能是隔离电源： 在对电气设备的带电部分进行维修时， 隔离器必须一直保持这些部分处于无电状态。 电源隔离器作用不仅要求各极动、静触头之间处于分断状态时， 保持规定的电气间隙(距离)。而且个电流通路之间，电流通路和邻 近接地零部件之间也应保持规定的电气间隙要求。 虽然刀开关与隔离器属于无载通、断电流，但有一定的载流能力。 2、负荷开关： 有一定的通断能力，负荷开关能在非故障状态条件下接通和断开 电气设备和成套设备中的某一部分，这时其通断能力应该和其所需 通断电流相适应。
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
§2 刀开关、熔断器式刀开关、组合开关
一.刀形隔离开关 1.刀开关的用途和分类 用途 刀开关为手动电器，可广泛用于各种低压配电设备， 作为电源隔离开关；亦可用来不频繁地接通与断开容 量不大的低压配电电路。当刀开关有灭弧罩，并用杠 杆操作时，也能接通或分断额定电流。 分类 按极数分 :单极、双极和三极。 按结构分:平板式和条架式。 按操作方式分 :直接手柄操作式、杠杆操作机构式、 旋转操作式和电动操作机构式。
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
胶壳开关由操作手柄、熔断丝、触刀、触头座和底座组成， 如上图所示。 下表为HK2系列开起式负荷开关的基本技术数据。
三、封闭式负荷开关 •封闭式负荷开关，俗称铁壳开关，一般在电力排灌、电 热器、电气照明线路的配电设备中，作为手动不频繁地接 通与分断负荷电路用。
开启式 半封闭式 封闭式
无填料管式 有填料管式 有填料螺旋式
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
二. 熔断器的工作原理与主要特性参数
1. 熔断器的工作原理与基本特性 熔断器是一种结构简单、使用方便、价格低廉的保护电器。 熔断器主要由熔体和安装熔体的导电零件组成，此外还有绝缘 座和绝缘管等。使用时，熔体与被保护的电路串联。当电路为正常 负载电流时，熔体的温度较低。如果电路中发生过载或短路故障 时，电路电流增大，熔体发热。当熔体温度升高到其熔点时，便自 行熔断，分断故障电路，达到保护电路的目的。
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
在高熔点金属熔体上，局部焊上低熔点材料，如在铜 熔体上焊以锡球或锡块，则熔体通以过载电流后，熔体 温度上升到低熔点金属锡的熔点时，锡首先熔化渗入铜 中，使铜熔体局部成为合金，因而熔点下降。合金的熔 点比高熔点材料的熔点低，其电阻率较大，使得局部 发热剧增，缩短了熔化时间。因此，过载保护特性大为 改善。当通过短路电流时，由于熔体熔化时间极短，冶 金效应不起作用。
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
高低压电器与电控
两种常见的刀开关结构原理：
华侨大学电气工程系
‹#›页
图2.2 带速断刀的刀开关 1－主触刀；2－静插座； 1－静插座；2－手柄；3－触刀； 3－速断刀片；4－拉力弹 4－锁链支架；5－绝缘底板 簧 注：4用来迅速拉开3 图2.1 手柄操作式单极刀开关
高低压电器与电控
二、开启式负荷开关
华侨大学电气工程系
‹#›页
开起式负荷开关俗称瓷底胶壳刀开关，是一种结构简单、应用 最广泛的手动电器，常用作交流额定电压380/220V,额定电流至 100A的照明配电线路的电源开关和小容量电动机非频繁起动的操 作开关。
动画演示
HK系列开启式负荷开关结构示意图 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 8 熔丝 9 触刀铰链 10 瓷底座 11 进线端子
(一)熔体的材料与形状性能分析 1．熔体材料 (1)低熔点材料:铅、锡、锌、铅锡合金及其他低熔 点合金等。体积大，电阻率较大，熔断时金属蒸汽多，不 易灭弧。 (2)高熔点材料:银、铜、铝等，电阻率较小。一般熔 断器多采用铜作为熔体材料。快速熔断器一般采用银或铝 作为熔体材料。体积小，电阻率较小，熔断时金属蒸汽少， 灭弧相对容易。 2、 冶金效应： 高熔点金属在某些液态金属(如锡、铅)的作用下会降低 其熔点的一种物理特性。利用“冶金效应”可以改善高 熔点金属熔体的熔断器的时间—电流特性。
熔体的熔化过程
1 绝缘管；2 填料；3 熔体；4 导电触头
图2.1 熔断器
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
特性：熔断器的基本特性是时间— 电流特性，又称保护特性。它是 指熔断器的熔断时间与流过电流 的关系曲线，也称熔断特性或安 秒特性。流过熔体的电流越大 ，熔断时间就越短。保护特性曲 线是反时限特性曲线，如图2.2 所示。 保护对象与配合：熔断器可用来 图2.2 熔断器的保护特 保护电缆、电动机、半导体器件 性曲线 以及其他电气设备。不同的保护 t-熔断时间；I-流过熔断 对象在过载时允许的通电时间特 性是不同的。图2.3示出了它们的 器的电流 过载允许通电时间的相对特性。
弧前时间的计算是按照焦耳积分 图2.4熔体的熔化过程
高低压电器与电控
等效得到的。
华侨大学电气工程系
‹#›页
（2.1)
高低压电器与电控
四. 熔断器电弧电压计算
熔体熔断切断电路电流时， 会出现高于电源电压的过电压。 此过电压会导致电路绝缘破坏， 半导体元件损坏等，如果选用更 高反向峰值电压的半导体元件， 会增加投资费用。因此，过电压 峰值不允许超过规定值。
‹#›页
2. 熔断器的主要技术参数 熔断器除时间—电流特性外，其他主要技术参数有： （1） 额定电压：熔断器分断后能长期承受的电压。 （2） 额定电流：在长期工作制下，熔断器各部件温 升不超过规定值时所能承载的电流。 （3）额定分断能力：在规定的使用条件(线路电压、 功率因数或时间常数)下，熔断器所能分断的预期电流 (对交流而言为有效值)。 预期电流：在电路发生短路等故障时，假如熔断器不熔 断，通过熔断器的电流(对交流而言为有效值)。 预期短路电流：用一个阻抗可以忽略不计的导体代替电 路时，电路内可能流过的短路电流。 熔断器按分断电流的情况，可分为限流式和非限流式 两大类。
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
封闭式负荷开关的常用产品有HH3、HH4、HH10、HH11 等系列，其最大额定电流可达400A，有二极和三极两种 形式。下表为HH10和HH11系列封闭式负荷开关的基本技 术参数。
高低压电器与电控
华侨大学电气工程系
‹#›页
HH系列封闭式负载开关 1 壳体 2 熔断器 3 夹座 4 闸刀 5 手柄 6 转轴7 速断弹簧