低压电器基础知识.

电器基础理论知识一、低压电器低压电器主要指低压配电线路和电动机控制线路中广泛使用且比较典型的低压电器元器件，即熔断器，刀开关，转换开关，主令电器，接触器，继电器。

由于我们主要接触的低压电器是围绕空压机为主体的，所以本章着重介绍在空压机本体上使用的低压电器。

例如，熔断器，接触器等，另外结合空压机的特点，介绍一些不属低压电器范围的，但在空压机电气控制装置中经常使用的元器件。

低压电器的用途，分类，结构特点1．低压电器的用途在额定电压交流1200V或直流1500V及以下，由供电系统和用电设备等组成的电路中，低压电器起保护，控制，调节，转换和通断作用。

2．低压电器的分类配电电器：主要用于电力网系统。

属于这一类的主要有刀开关，转换开关，低压断路器(自动开关)，熔断器和负荷开关等。

对这类电器的主要技术要求是通断电流能力强，限流效果好，保护性能好，抗电动力和操作时过电压低。

控制电器：主要用于电力拖动及自动控制系统。

属于这一类的主要有接触器，启动器和各种控制继电器，主今电器。

对这类电器的主要技术标是有相应的转换能力，操作频率高，电寿命和机械寿命长。

3．低压电器的结构特的执行部分。

感测部分接受外界输入的信号或能量，通过转换、放大和判断鉴别，作出有规律的反应，使执行部分动作，输山相应的指令，实现控制或驱动作功的目的。

在自动切换电器中，感测部分大多由电磁机构组成；在手控电器中，感测部分通常为操作于柄等。

执行部分则是触点连同灭顶之灾弧系统，它根据指令，执行电路接通，切断等任务。

对于自动开头类的低压电器，还具有中间(传递)部分，其任务是把感测和执行两部分联系起来，使它们协同—致，按一定的规律动作。

对于有触点的电磁式电器来说，感测部分大都是电磁机构，而执行部分则是触头。

至于非电磁式的自动电器，感测部分则因其工作原理不同而各有差异，但执行部分仍然是触头。

例如热继电器，共感测部分是有金属片，发热元件等组成的，它接受外界输入的过电流信号后，通过测量，比较，作出判断，再使执行部分触点动作，完成接通或分断控制回路的仟务，达到控制和保护的目的。

低压电器的正常工作条件1．气候条件2．周围空气温度上限不超过+40，下限一般不低于-5，24小时的平均值不超过+35。

3．安装地点的海拔不超过2000m4．大气相对温度在周围空气温度为+40时不超过50％(在较低温度下可再高些)。

5．污染等级6．污染是指能影响到电器的介电强度或表面电阻率的外部物质，如固体或气体(游离气体)的任何条件。

外壳的防护及其接地1．电器外壳的防护等级电器外壳的防护等级是根据使用环境条件来划分的，由表征字母IP 和附加在其后面的两个表征数字组成。

第一个数字表示防小固体异物进入壳内或触及壳内带电部分或运动部分的程度，分0至6共7级；第—：个数字表示防止液体进入壳内的程度，分0至8共9级。

数字越大，要求越高。

2．电器的金属外壳应接地。

3．我国的低压供电系统大都是三相四线的，而且其中性点还经常接地。

工作于中性点接地系统的电器，若具金属外壳没有接地，一旦其绝缘损坏，外壳就会带电，并且对地电压将长期存在而无法自行消除。

严重时，此对地电压可能达到相电压。

这样，当操作人员触及带电外壳时，便有电流流过人体，引起触电伤亡事故。

低压电器的主要技术参数1．额定电压在规定条件下，保证电器正常工作的工作电压值。

2．额定电流在规定条件下，保证开关电器正常工作的电流值。

3．作频率与通电持续率开关电器每小时内可能实现的最高操作循环次数为频率。

通电持续率是电器工作于断续周期工作制时有载时间与工作周期之比，通常以百分数表示，符号为TD。

4．通断能力和短路通断能力（1）通断能力：在规定的使用条件和性能条件下，开关电器在规定电压下接通和分断的预期电流值。

（2）短路通断能力：开关电器在规定的条什下，包括其出线端短路在内的接通和分断能力。

5．机械寿命和电寿命机械开关电器在需要修理或更换机械零件前所能随的无载操作循环次数，称为机械寿命。

在规定的正常工作条件下，机械开关电器地需修理或更换零件的负载操作循环次数称为电寿命。

电器的电寿命一般总是小于其机械寿命，对于有触点的电器，其电寿命实际上就是触点的寿命。

触点在通断过程中一般都有电弧产生，分断故障电流时的电弧尤为强烈。

因此，触点在工作中除机械磨损外，尚有比机械磨损更为严重的电磨损。

这样，电器的电寿命就必然小于其机械寿命了。

电磁机构原理电磁机构是各种自动化电磁式电器的感测部件，由线圈，铁心(静)和衔铁(动铁心)组成。

当线圈通入电流(励磁电流)之后，铁心和衔铁的端面上出现了不同极性的磁极，彼此相吸，使衔铁向铁心运动，从而带动某一机构产生直线或—定角度的回转运动，去执行一定的任务。

按励磁电流分有：直流电磁铁和交流电磁铁。

电触头及灭弧工作原理触头是一切有触点电器的关键部件，—般电器就是通过触头的动作来接通或断开电路的。

因此，触头工作的好坏会直接影响到整个电器工作性能的优劣。

触头的工作情况分三种：1．闭合状态，动触头和静触头完全接触，并有工作电流通过，这时要注意的是触头的接触和触头的温升之间的协调；2．分断过程，动触头与静触头在通电状态—卜脱离接触，当它们开始分离，并在两者之间出现间隙中会产生电火花或电弧，这即有碍于电路的及时分断，又会使触头烧损，因此这时的主要总是是触头的电磨损；3．接通过程，动触头和表触头将由完全脱离的状态变为互相接触，并最终达到紧密接触。

然而，由于触头本身在接触时产生的机械碰撞，铁心与衔铁接触时产生的机械碰撞经及接通电源产生的电动斥力的影响，动触头和静触头可能一接触就被弹开，以致在弹开后间隙内产生电火花或短电弧，并使触头发生熔焊或严重烧损。

火花回路和灭弧装置1．灭火花回路一般用于继电器。

继电器的控制对象主要是接触器和各种控制电器的电磁线圈，以及某些信号回路，因此其触头的长期工作电流一般都很小，不会超过5A。

但为了使用权继电器的灵敏度高和结构小巧，其触头压力不得不取得尽可能的小，加之操作比较频繁，而负载人多为电感性的，断开条件仍很繁重。

因此，有时也要设置灭火花回路，以保证继电器的正常工作。

2．灭火花回路就是给控制对象的电磁线圈或者继电器的触头并联一放电的回路。

由于交流电路断开时的电弧多在电流自然过零时熄灭，电磁线圈中贮存的电磁能量媾几乎为零，因此交流继电器不彩灭火花回路。

3．对于继电器以外的各种低压电器，由于其触头的额定电流较人，因此除一些小容量的低压电器以外，一般都要设置火弧装置。

根据对电弧特性所作的分析可知，将电弧拉长，使弧柱冷却，把电弧分为若干段，都有助于熄灭电弧。

各类灭弧装置多根据这些原理设计出来的。

低压熔断器1．低压熔断器的用途：低压熔断器广—泛应用于低压配电系统和控制系统中，主要用作短路保护，同时也是单台电气设备的重要保护元件之一。

熔断器串于被子保护电路中，当通过它的电流超过规定值(在电路发生短路或严重过载)一定时以其自身产生的热量使熔体自动熔断，从而切断电路，起到保护作用。

2．熔断器结构简单，体积小，重量轻，价格低，并具有高分断能力和良好限流性能，与其它低压电器配合使用，有很好的技人经济效果。

低压断路器用途：低压断路器(曾称自动开关)相当于刀开关，熔断器，热继电器和欠电压继电器的组合，是—种既有手动开关作用又能自动进行欠压，失压，过载和短路保护的电路。

低压断路器是一种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，而且可能接通和分断短路电流的开关电器。

它在电路中主要起短路和过载保护作用，还具有欠压保护和远距离分断电源等功能，也可直接操作不频繁启动电动机和电路转换等。

结构：低压断路器的形式种类虽然很多，但具基本结构和丁作原理基本相同，主要由三个基本部分组成，即触头和灭弧系统；各种脱扣器，包括过电流脱扣器，失压(欠压)脱扣器，热脱扣器和分励脱扣器：操作机构和自由脱扣机构。

1．触头系统是低压断路器的执行元什，用以接通或分断电路，由于需要接通和分断非常大的电流，所以运行时它必须满足以下三个基本要求。

1.1 能安全可靠的接通和分断极限短路电流及其以下数值的电路电流；1.2 按标准电寿命，在规定次数中接通和分断电路后不致严重磨损。

1.3 长期工作制的载流能力；2．灭弧系统的主要作用是以熄灭触头在切断电路时所产生的电弧。

由于开关的结构，型号，电压等级，额定电流等技术参数不一样，所以采用的灭弧方式也不一样。

一般的低压电器的灭弧系统经常采用铁板制成的栅片和窄片相结合的复式结构，增强了灭弧能力，有效的限制了灭弧的距离，从而提高厂它的断流容量。

3．脱扣器是断路器的感测元件，接收操作人员或继叫保护装置发出的信号后，通过传动机构使断路器跳闸切断电路。

3.1 动作机构：断路器的接通与分断动作，必须依靠自由脱扣机构和操作机构实现。

3.2 操作机构：断路器有两种操作方式，手动操作和电动操作。

手动操作有正面直接手柄操作和正面杠杆传动操作等方式；电动操作有电磁换操作和电动机操作等方式。

3.3 自由脱扣机构：其作用是实现操作机构与触头系统之间的联系。

自由脱扣机构扣上时，操作机构才能带动动触头一起运动。

当任何一种脱扣器(如过流，失压等)动作到应脱扣状态时，均能使操作机构与触头之间推动联系，此时再搬动操作手柄，合闸力传小到触头，开关不能合闸，从而避免电路故障合闸时的危险。

接触器接触器是利用电磁吸力及弹簧反作用的配合动作，从而使触点闭合与断开的一种电磁开关。

是一种适用于频繁地接通和断开交直流卞电路及大容量控制电路的电器。

具有低电压释放保护功能，控制容量大，能远距离控制等优点，在自动控制系统中应用非常广泛，们也存在噪声人，寿命短等缺点。

其主要控制对象是电动机。

接触器能接通和断开负荷电流，但不能切断短路电流，因此市与熔断器，热继电器等配合使用。

电磁式交流接触器主要由触头系统，电磁系统和灭弧装置等部分组成。

1．触头系统：接触器的触头用来接通和断开电路，按其接触情况可以分为点接触式，线接触式和面接触式三种。

交流接触器一般采用双断点桥式触点，它们中两个触点串于同一电路中，同时接通(或称闭合)或断开(或称分断)。

2．电磁系统：用来操纵触头的闭合利分断。

它由静铁心，线圈和衔铁运动方式的不同，交流接触器的电磁系统有两种基本类型，即衔铁绕轴转动的拍合式电磁系统和衔铁作直线运动的直线式电磁系统。

3.灭弧装置：交流接触器在分断较大电流电路时，在动、静触头之间将产生较强的电弧，它不仅会烧伤触头，延长电路分断时间，严重时还会造成相间短路。

闪此在容量较人的接触器中，均加装了一定的灭弧装置用以熄灭电弧。

交流接触器中常用的灭弧方法有以下几种：(1)电动灭弧，利用触头断开白条时，本身的电动力把电弧拉长，以扩大电弧散热面积，使电弧在拉长过程中，大量而迅速熄灭。