常用低壓電器元件詳解

常用的低壓電器

低壓開關電器2.1接觸器2.2繼電器2.3熔斷器2.4主令電器2.5其他電器2.62.1低壓開關電器 開關是指在正常狀況下（含規(guī)定的過載工作條件下）能接通、承載、分斷電流，并在規(guī)定的非正常電路條件下（如短路），在規(guī)定的時間內能承載電流的機械開關電器。

2.1.1刀開關 1．刀開關的功能 低壓刀開關的作用是不頻繁地手動接通和分斷容量較小的交、直流低壓電路，或者起隔離作用。刀開關如圖2-1所示，其圖形及文字符號如圖2-2所示。

圖2-1刀開關

圖2-2刀開關的圖形及文字符號

2．刀開關的分類 刀開關結構簡潔，由手柄、刀片、觸頭、底板等組成。 刀開關的主要類型有大電流刀開關、負荷開關和熔斷器式刀開關。

3．留意事項 ①在接線時，刀開關上面的接線端子應接電源線，下方的接線端子應接負荷線。

②在安裝刀開關時，處于合閘狀態(tài)時手柄應向上，不得倒裝或平裝；假如倒裝，拉閘后手柄可能因自重下落引起誤合閘，造成人身和設備平安事故。

③分斷負載時，要盡快拉閘，以減小電弧的影響。

區(qū)分刀開關和隔離開關通常不行以。隔離開關是指在斷開位置上，能符合規(guī)定的隔離功能要求的一種機械開關電器，其作用是當電源切斷后，保持有效的隔離距離，可以保證修理人員的平安，隔離開關通常不帶載荷通斷電路。刀開關一般不用做隔離器，因為它不具備隔離功能，但刀開關可以帶小載荷通斷電路。

2.1.2組合開關 組合開關又稱為轉換開關（Change-overSwitch），如圖2-3所示，用于電路中，從一組連接轉換至另一組連接。在機床設備和其他的電器設備中應用特殊廣泛，其體積小，接線方式多，運用特殊便利。其滅弧性能比刀開關好。

圖2-3組合開關

1．組合開關的功能 組合開關一般在溝通50Hz、380V以下或直流220V以下的電氣線路中，用于手動不頻繁地接通和分斷電路、接通電源和負載、測量三相電壓、變更負載的連接方式，限制小容量電動機正反轉、星形—三角形啟動、變速換向等場合。

2.1.3低壓斷路器 斷路器（Circuit-Breaker）是指能接通、承載以及分斷正常電路條件下的電流，也能在規(guī)定的非正常電路條件（如短路）下接通、承載確定時間和分斷電流的一種機械開關電器，過去叫做自動空氣開關，為了和IEC（國際電工委員會）標準一樣，改名為斷路器。

1．低壓斷路器的功能 低壓斷路器是將限制電器和疼惜電器的功能合為一體的電器，其圖形及文字符號如圖2-6所示。在正常條件下，它常作為不頻繁接通和斷開的電路以及限制電動機的啟動和停止。它常用做總電源開關或部分電路的電源開關。

圖2-5低壓斷路器

圖2-6低壓斷路器的圖形及文字符號

2．低壓斷路器的結構和工作原理 低壓斷路器的種類雖然很多，但結構基本相同，主要由觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置、各種脫扣器與操作機構、自由脫扣機構部分組成。

當電路發(fā)生短路或過流故障時，過流脫扣器的電磁鐵吸合銜鐵，使自由脫扣機構的鉤子脫開，自動開關觸頭在彈簧力的作用下分別，剛好有效地切除高達數(shù)十倍額定電流的故障電流，如圖2-7所示。

圖2-7低壓斷路器工作原理圖（過電流疼惜）彈簧2—脫扣機構3—電磁鐵線圈4—觸頭

當電路過載時，熱脫扣器的熱元件發(fā)熱，使雙金屬片上彎曲，推動自由脫扣機構動作，如圖2-8所示。

圖2-8低壓斷路器工作原理圖（過載疼惜）1—彈簧2—脫扣機構3—雙金屬片4—觸頭

2.1.4漏電疼惜器 漏電疼惜器（EarthLeakageCircuitBreaker，ELCB）是在規(guī)定的條件下，當漏電電流達到或者超過給定數(shù)值時，能自動斷開電路的機械開關電器或者組合電器。

1．漏電疼惜器的功能 漏電疼惜器的功能是：當電網(wǎng)發(fā)生人身（相與地之間）觸電事故時，能快速切斷電源，可以使觸電者脫離緊急，或者使漏電設備停止運行，從而避開觸電引起人身傷亡、設備損壞或火災的發(fā)生，它是一種疼惜電器。

漏電疼惜器僅僅是防止發(fā)生觸電事故的一種有效的措施，不能過分夸大其作用，最根本的措施是防患于未然。2.2接觸器

2.2.1接觸器的功能 接觸器（Contactor）是指僅有一個起始位置，能接通、承載或分斷正常條件（包括過載運行條件）下電流的非手動機械開關電器。接觸器不能切斷短路電流，它可以頻繁地接通或分斷交、直流電路，并可實現(xiàn)遠距離限制。

圖2-12溝通接觸器

圖2-13接觸器的圖形和文字符號

2.2.2接觸器的結構及其工作原理 接觸器主要由電磁機構和觸頭系統(tǒng)組成，另外，接觸器還有滅弧裝置、釋放彈簧、觸頭彈簧、觸頭壓力彈簧、支架、底座等部件。圖2-14所示為3種結構形式的接觸器結構簡圖。

圖2-143種接觸器的結構簡圖

接觸器的工作原理是：當線圈通電后，在鐵芯中產(chǎn)生磁通及電磁吸力，電磁吸力克服彈簧反力使得銜鐵吸合，帶動觸頭機構動作，使常閉觸頭分斷，常開觸頭閉合，互鎖或接通線路。

線圈失電或線圈兩端電壓顯著降低時，電磁吸力小于彈簧反力，使得銜鐵釋放，觸頭機構復位，使得常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合。2.3繼電器

繼電器（Relay）是指當限制電器的電氣激勵量（輸入量）在電路中的變更達到規(guī)定要求時，在電器的一個或多個電氣輸出電路中，使被控量發(fā)生預定的階躍變更的開關電器。

繼電器按運用范圍的不同可分為3類：疼惜繼電器、限制繼電器和通信繼電器。疼惜繼電器主要用于電力系統(tǒng)，作為發(fā)電機、變壓器及輸電線路的疼惜；限制繼電器。

主要用于電力拖動系統(tǒng)，以實現(xiàn)限制過程的自動化；通信繼電器，主要用于遙控系統(tǒng)。若按輸入信號的性質不同，可分為中間繼電器、熱繼電器、時間繼電器、速度繼電器和壓力繼電器等。繼電器的作用如下。

圖2-16繼電器的圖形和文字符號

圖2-17電磁繼電器

1．電流繼電器 電流繼電器（CurrentRelay）是反映輸入量為電流的繼電器。電流繼電器的線圈串聯(lián)在被測量電路中，用來檢測電路的電流。電流繼電器的線圈匝數(shù)少，導線粗，線圈的阻抗小。

電流繼電器有欠電流型和過電流型兩類。

（1）電流繼電器的功能 欠電流繼電器常用于直流電動機和電磁吸盤的失磁疼惜。而瞬動型過流繼電器常用于電動機的短路疼惜，延時型繼電器常用于過載兼短路疼惜。過流繼電器分為手動復位和自動復位兩種。

2．電壓繼電器 電壓繼電器（VoltageRelay）是指反映輸入量為電壓的繼電器。它的結構與電流繼電器相像，不同的是，電壓繼電器的線圈是并聯(lián)在被測量的電路兩端，以監(jiān)控電路電壓的變更。電壓繼電器的線圈的匝數(shù)多，導線細，線圈的阻抗大。

電壓繼電器依據(jù)動作數(shù)值的不同，分為過電壓、欠電壓和零電壓3種。

過電壓繼電器在電路正常工作條件下（未出現(xiàn)過壓），動鐵芯不產(chǎn)生吸合動作，而欠電壓繼電器在電路正常工作條件下（未出現(xiàn)欠壓），銜鐵處于吸合狀態(tài)。

3．中間繼電器 中間繼電器（AuxiliaryRelay）是指用來增加限制電路中的信號數(shù)量或將信號放大的繼電器。它事實上是電壓繼電器的一種，它的觸頭多，有的甚至多于6對，觸頭的容量大（額定電流為5A～10A），動作靈敏（動作時間不大于0.05s）。

2.3.2時間繼電器 時間繼電器（Time-delayRelay）是指自得到動作信號起至觸頭動作或輸出電路產(chǎn)生跳動式變更有確定延時，該延時又符合其精確度要求的繼電器。

圖2-22時間繼電器的圖形和文字符號

圖2-23空氣阻尼式時間繼電器

2.3.3熱繼電器 熱繼電器（ThermalOverloadRelay）是熱過載繼電器的簡稱。它是利用流過繼電器的電流所產(chǎn)生的熱效應而反時限動作（包括延時）的繼電器。

1．熱繼電器的功能 為了充分發(fā)揮電動機的潛力，電動機短時過載是允許的，但無論過載量的大小如何，時間長了總會使繞組的溫升超過允許值，從而加劇繞組絕緣的老化，縮短電動機的壽命，嚴峻過載會很快燒毀電動機。

圖2-28熱繼電器

圖2-29熱繼電器的圖形和文字符號

如圖2-30所示，其熱元件由發(fā)熱電阻絲構成（這種熱繼電器是間接加熱方式），雙金屬片由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬碾壓而成，當雙金屬片受熱時，會出現(xiàn)彎曲變形，推動導板，進而使常閉觸頭斷開，起到疼惜作用。

圖2-30熱繼電器原理示意圖1—熱元件2—雙金屬片3—導板4—觸頭系統(tǒng)

1．速度繼電器的功能 速度繼電器是依據(jù)預定速度快慢而動作的繼電器，主要應用在電動機反接制動限制電路中。

圖2-34速度繼電器的圖形與文字符號2.4熔斷器 熔斷器（Fuse）的定義為：當電流超過規(guī)定值足夠長時間后，通過熔斷一個或幾個特殊設計的和相應的部件，斷開其所接入的電路，并分斷電流的電器。熔斷器包括組成完整電器的全部部件。

圖2-42RT23熔斷器

圖2-43熔斷器的圖形和文字符號

熔斷器結構簡潔，運用便利，價格低廉，廣泛用于低壓配電系統(tǒng)中，主要用于短路疼惜，也常作為電氣設備的過載疼惜元件。

1．熔斷器的種類（1）瓷插式熔斷器（2）螺旋式熔斷器（3）封閉式熔斷器（4）快速熔斷器（5）自復熔斷器2.5主令電器

在限制系統(tǒng)中，主令電器用做閉合或斷開限制電路，以發(fā)出指令或作為程序限制的開關電器。它一般用于限制接觸器、繼電器或其他電氣線路，從而使電路接通或者分斷，來實現(xiàn)對電力傳輸系統(tǒng)或者生產(chǎn)過程的自動限制。

2.5.1限制按鈕 限制按鈕又稱按鈕（Push-button），是具有手動操作的操動器，并具有儲能（彈簧）復位的限制開關。它是一種短時間接通或者斷開小電流電路的手動限制器。

圖2-49按鈕的圖形及文字符號

在電氣限制線路中，常開按鈕常用來啟動電動機，也稱啟動按鈕；常閉按鈕常用于限制電動機停車，也稱停車按鈕；復合按鈕用于聯(lián)鎖限制電路中。

2．按鈕的結構和工作原理 如圖2-50所示，限制按鈕由按鈕帽、復位彈簧、橋式觸頭、外殼等組成，通常做成復合式，即具有常閉觸頭和常開觸頭，原來就接通的觸頭稱為常閉觸頭（也稱為動斷觸頭），原來就斷開的觸頭稱為常開觸頭（也稱為動合觸頭）。

圖2-50按鈕原理圖

當按下按鈕時，先斷開常閉觸頭，后接通常開觸頭；當按鈕釋放后，在復位彈簧的作用下，按鈕觸頭自動復位的先后依次相反。通常，在無特殊說明的狀況下，有觸頭電器的觸頭動作依次均為“先斷后合”。按鈕的外形如圖2-51所示。

圖2-51按鈕

2.5.2行程開關 在生產(chǎn)機械中，常須要限制某些運動部件的行程，或運動確定的行程停止，或者在確定的行程內自動往復返回，這種限制機械行程的方式稱為“行程限制”。

行程開關（TravelSwitches）又稱限位開關（LimitSwitches），用以反應工作機械的行程，發(fā)出叮囑以限制其運動方向或行程大小的開關。它是實現(xiàn)行程限制的小電流（5A以下）的主令電器。

圖2-53行程開關

圖2-54微動式行程開關

圖2-55行程開關的圖形及文字符號

1．行程開關的功能 行程開關用于限制機械設備的運動部件行程及限位疼惜。在實際生產(chǎn)中，將行程開關安裝在預先支配的位置，當安裝在生產(chǎn)機械運動部件上的擋塊撞擊行程開關時，行程開關的觸頭動作，實現(xiàn)電路的切換。

2.5.3接近開關 接近式位置開關是與（機器的）運動部件無機械接觸而能操作的位置開關。

當運動的物體靠近開關到確定位置時，開關發(fā)出信號，達到行程限制及計數(shù)自動限制的開關。也就是說，它是一種非接觸式無觸頭的位置開關，是一種開關型的傳感器，簡稱接近開關（ProximitySensors），又稱接近傳感器。