1、常用低壓繼電保護電器常用低壓繼電保護電器 低壓電器分類及產品型號 1. 常用低壓繼電保護電器的分類 5.2.2 低壓電器的電磁機構及執行機構 電氣控制系統中以電磁式電器的應用最為普遍。 電磁式低壓電器是一種用電磁現象實現電器功能的電器類型， 此類電器在工作原理及結構組成上大體相同。 根據其結構組成， 電磁式低壓電器的分類如下： 電磁機構 執行機構 交流直流 觸頭系統滅弧系統 1. 電磁機構 電磁機構為電磁式電器的感測機構， 它的作用是將電磁能量轉換為帶動觸頭動作的機械能量， 從而實現觸頭狀態的改變， 完成電路通、 斷的控制。 電磁機構由吸引線圈、 鐵心、 銜鐵等幾部分組成， 其工作原理是： 線

2、圈通過工作電流產生足夠的磁動勢， 在磁路中形成磁通， 使銜鐵獲得足夠的電磁力用以克服反作用力與鐵心吸合， 由連接機構帶動相應的觸頭動作。 2. 觸頭系統 觸頭作為電器的執行機構， 起著接通和分斷電路的重要作用， 必須具有良好的接觸性能， 故應考慮其材質和結構設計。 對于電流容量較小的電器， 如機床電氣控制線路所應用的接觸器、 繼電器等， 常采用銀質材料作觸頭， 其優點是銀的氧化膜電阻率與純銀相近， 與其他材質（比如銅）相比， 可以避免因長時間工作， 觸頭表面氧化膜電阻率增加而造成觸頭接觸電阻增大。 觸頭系統的結構如圖5.4所示， 可分為橋式和指式兩種。 其中橋式觸頭又分為點接觸式和面接觸式。

3、圖5.4 觸頭系統的結構(a) 點接觸式； (b) 面接觸式； (c) 指式 (a)(b)(c) 3. 滅弧系統 （1） 電弧產生的條件： 當被分斷電路的電流超過0.251 A， 分斷后加在觸頭間隙兩端的電壓超過1220 V（根據觸頭材質的不同取值）時， 在觸頭間隙中會產生電弧。 （2） 電弧的實質： 電弧是一種氣體放電現象， 即觸頭間氣體在強電場作用下產生自由電子， 正、 負離子呈游離狀態， 使氣體由絕緣狀態轉變為導電狀態， 并伴有高溫、 強光。 （3） 熄弧的主要措施有機械性拉弧、 窄縫滅弧和柵片滅弧三種。 機械性拉弧： 分斷觸點時， 迅速增加電弧長度， 使單位長度內維持電弧燃燒的電場強度

4、不夠而熄弧, 如圖 5.5 所示。 窄縫滅弧： 依靠磁場的作用， 將電弧驅入耐弧材料制成的窄縫中， 以加快電弧的冷卻, 如圖5.6所示。 這種滅弧裝置多用于交流接觸器。 柵片滅弧： 分斷觸點時， 產生的電弧在電動力的作用下被推入彼此絕緣的多組鍍銅薄鋼片（柵片）中， 電弧被分割成多組串聯的短弧。 圖5.5 機械性拉弧 圖5.6 窄縫滅弧裝置 圖5.7 柵片滅弧示意圖電弧柵片 5.2.3 開關電器 1. 常用刀開關 (1) 膠蓋開關。 膠蓋開關是一種帶熔斷器的開啟式負荷開關， 如圖5.8所示。 (2) 鐵殼開關。 鐵殼開關是帶滅弧裝置和熔斷器的封閉式負荷開關， 其圖形符號及文字符號與膠蓋開關相同。

5、 (3) 刀開關的類別和型號含義。 圖 5.8 HK系列瓷底膠蓋刀開關(a) 外形圖； (b)、 (c) 刀開關圖形及文字符號膠蓋進線座靜觸頭瓷柄出線座瓷底膠蓋緊固螺釘動觸頭(a)QS(b)QS-FU(c)刀開關的型號含義如下： 2. 組合開關 組合開關又稱轉換開關， 其操作較靈巧， 靠動觸片的左右旋轉來代替閘刀開關的推合與拉開。 (1) 組合開關的作用。 (2) 組合開關的結構組成。 (3) 組合開關的類型、 圖形和文字符號。 圖5.9 HZ10-10/3 型組合開關結構 (a) 外形； (b) 結構手柄轉軸彈簧凸輪絕緣桿絕緣墊板動觸片靜觸片接線柱(b)(a)圖 5.10 組合開關的圖形和文

6、字符號 (a) 單極； (b) 三極QS(b)(a)QS 3. 低壓斷路器 1) 低壓斷路器的結構與原理 低壓斷路器主要由三部分組成: 觸頭和滅弧系統, 各種脫扣器（包括電磁脫扣器、 欠壓脫扣器、 熱脫扣器）， 操作機構和自由脫扣機構（包括鎖鏈和搭鉤）。 低壓斷路器的按鈕和觸頭接線柱分別引出殼外， 其余各組成部分均在殼內。 低壓斷路器的工作原理如圖5.11所示。 圖 5.11 低壓斷路器原理及符號 (a) 原理圖； (b) 符號12 345678910111213(a)(b)QF1主彈簧；2主觸頭；3鎖鏈；4搭鉤；5軸；6電磁脫扣器；7杠桿；8電磁脫扣器銜鐵；9彈簧；10欠壓脫扣器銜鐵；11欠

7、壓脫扣器；12雙金屬片；13熱元件 2) 低壓斷路器的常見故障與排除 (1) 產生觸頭不能閉合故障的原因有： 欠壓脫扣器11無電壓或線圈損壞， 則銜鐵10不閉合， 使搭鉤被頂無法鎖住鎖鏈。 反作用彈簧力過大， 機構不能復位再行鎖扣。 (2) 產生自動脫扣器不能使開關分斷故障的原因有： 反作用彈簧1彈力不足。 貯能彈簧9彈力不足。 機械部件卡阻。 5.2.4 接觸器 1. 接觸器的作用與分類 接觸器是一種可對交、 直流主電路及大容量控制電路作頻繁通、 斷控制的自動電磁式開關， 它通過電磁力作用下的吸合和反力彈簧作用下的釋放使觸頭閉合和分斷， 從而控制電路的通斷。 2. 接觸器的結構與原理 接觸器

8、的結構如圖5.12所示。 其中， 電磁機構包括線圈、 鐵心和銜鐵。 觸頭系統中的主觸頭為常開觸點， 用于控制主電路的通斷; 輔助觸頭包括常開、 常閉兩種， 用于控制電路， 起電氣聯鎖作用。 其他部件還包括反作用彈簧、 緩沖彈簧、 觸頭壓力彈簧、 傳動機構和外殼等。 圖 5.12 CJ20系列交流接觸器結構示意 1動觸橋；2靜觸點；3銜鐵；4緩沖彈簧；5電磁線圈；6鐵心；7墊氈；8觸頭彈簧；9滅弧罩；10觸頭壓力彈簧12345678910 3. 接觸器的類型、 主要技術參數及符號表示 目前, 我國常用的交流接觸器主要有CJ20、 CJX1、 CJX2、 CJ12和CJ10等系列。 引進產品中應用

9、較多的有施耐德公司的LC1D/LP1D系列等， 該系列產品采用模塊化生產， 產品本體上可以附加輔助觸頭、 通電/斷電延時觸頭和機械閉鎖等模塊， 也可以很方便地組合成可逆接觸器、 星-三角啟動器。 另外， 常用的交流接觸器還有德國BBC公司的B系列， SIEMENS公司的3TB系列等。 常用的交流接觸器常用的交流接觸器 新產品結構緊湊， 技術性能顯著提高， 多采用積木式結構， 通過螺釘和快速卡裝在標準導軌上的方式加以安裝。 交、 直流接觸器的主要技術參數有額定電壓、 額定電流、 吸引線圈的額定電壓等。 接觸器的圖形及文字符號如圖5.13所示。KMKM( a )( b )( c ) 圖 5.13

10、接觸器的圖形符號(a) 線圈； (b) 常開觸點； (c) 常閉觸點現以CJ20系列為例說明接觸器型號的含義:4. 接觸器常見故障與排除(1) 觸頭過熱。 產生此故障的原因是： 觸頭壓力不足。 觸頭接觸不良。 電弧將觸頭表面燒壞。 以上三種原因會使觸頭接觸電阻增加， 使觸頭過熱。 1動觸橋；2靜觸點；3銜鐵；4緩沖彈簧；5電磁線圈；6鐵心；7墊氈；8觸頭彈簧；9滅弧罩；10觸頭壓力彈簧12345678910 (2) 觸頭磨損。 接觸器磨損分為電氣磨損和機械磨損兩種。 電氣磨損屬于正常磨損， 是因電弧高溫使觸頭金屬氣化蒸發而造成的。 機械磨損是由觸頭閉合時的撞擊和觸頭表面的相對滑動摩擦造成的。

11、1動觸橋；2靜觸點；3銜鐵；4緩沖彈簧；5電磁線圈；6鐵心；7墊氈；8觸頭彈簧；9滅弧罩；10觸頭壓力彈簧12345678910 (3) 觸頭不復位。 產生這種 故障的原因是： 觸頭熔焊(電弧的高溫將動、 靜觸頭焊在一起而不能分斷的現象稱為熔焊)。 反作用彈簧彈力不夠。 機械運動部件被卡住。 鐵心端面有油污。 鐵心剩磁太大。 1動觸橋；2靜觸點；3銜鐵；4緩沖彈簧；5電磁線圈；6鐵心；7墊氈；8觸頭彈簧；9滅弧罩；10觸頭壓力彈簧12345678910 (4) 銜鐵振動噪聲。 產生這種故障的原因是： 短路環損壞。 動、 靜鐵心由于銜鐵歪斜或端面有污垢而造成接觸不良。 活動部件卡阻而使銜鐵不能完

12、全吸合。 1動觸橋；2靜觸點；3銜鐵；4緩沖彈簧；5電磁線圈；6鐵心；7墊氈；8觸頭彈簧；9滅弧罩；10觸頭壓力彈簧12345678910 (5) 線圈過熱或燒毀。 產生這種故障的原因是： 線圈匝間短路。 動、 靜鐵心端面變形或有污垢， 閉合后有間隙。 操作過于頻繁。 外加電壓高于線圈額定電壓， 電流過大， 產生熱效應， 嚴重時會燒毀線圈。 1動觸橋；2靜觸點；3銜鐵；4緩沖彈簧；5電磁線圈；6鐵心；7墊氈；8觸頭彈簧；9滅弧罩；10觸頭壓力彈簧12345678910 5.2.5 繼電器 1. 繼電器的結構、 作用 1) 繼電器的結構 繼電器的結構和工作原理與接觸器相似， 也是由電磁機構和觸點

13、系統組成的， 但繼電器沒有主觸點， 其觸點不能用來接通和分斷負載電路， 而均接于控制電路， 且電流一般小于 ， 故不必設滅弧裝置。 2) 繼電器的作用 繼電器主要用于進行電路的邏輯控制， 它根據輸入量（如電壓或電流）， 利用電磁原理，通過電磁機構使銜鐵產生吸合動作， 從而帶動觸點動作， 實現觸點狀態的改變， 使電路完成接通或分斷控制。 2. 常用繼電器 繼電器應用廣泛， 種類繁多， 下面僅介紹常用的幾種。 1) 熱繼電器 (1) 熱繼電器的作用。 在電力拖動控制系統中， 熱繼電器是對電動機在長時間連續運行過程中過載及斷相起保護作用的電器。 (2) 熱繼電器的結構組成。 熱繼電器由雙金屬片、 熱

14、元件、 動作機構、 觸頭系統、 整定調整裝置和手動復位裝置組成， 如圖 5.14 所示。 (3) 熱繼電器的工作原理。 如圖 5.15 所示， 電動機工作運行時， 電動機繞組電流流過與之串接的熱元件。 圖 5.14 熱繼電器結構圖 1電流調節凸輪；2a、2b簧片；3手動復位按鈕；4弓簧；5主雙金屬片；6外導板；7內導板；8常閉靜觸點；9動觸點；10杠桿；11復位調節螺釘；12補償雙金屬片；13推桿；14連桿；15壓簧12a32b45ABC6789101112131415圖 5.15 熱繼電器工作原理示意圖1221341熱元件；2雙金屬片；3導板；4觸頭 (4) 熱繼電器的型號、 圖形及文字符號

15、。 目前我國生產并廣泛使用的熱繼電器主要有JR16、 JR20 系列； 引進產品有施耐德公司的LR2D系列， 其特點是具有過載與缺相保護、 測試按鈕、 停止按鈕， 還具有脫扣狀態顯示功能以及在濕熱的環境中使用的強適應性。 以JR20 系列為例， 其型號含義如下： 圖 5.16 熱繼電器的圖形及文字符號 (a) 熱元件； (b) 常閉觸點FR(a)(b)FR (5) 熱繼電器的主要參數及選用。 熱繼電器的整定電流： 指熱元件在正常持續工作中不引起熱繼電器動作的最大電流值。 熱繼電器額定電流： 指熱繼電器中可以安裝的熱元件的最大整定電流值。 熱元件的額定電流： 指熱元件的最大整定電流值。 2) 時

16、間繼電器 時間繼電器是一種按時間原則進行控制的繼電器。 它利用電磁原理， 配合機械動作機構能實現在得到信號輸入（線圈通電或斷電）后的預定時間內的信號的延時輸出（觸點的閉合或斷開）。 時間繼電器種類很多， 常用的有電磁式、 空氣阻尼式、 電動式和晶體管式等。 下面以空氣阻尼式時間繼電器為例進行講述。 (1) 通電延時型： 線圈通電， 延時一定時間后延時觸點才閉合或斷開； 線圈斷電， 觸點瞬時復位。 (2) 斷電延時型： 線圈通電， 延時觸點瞬時閉合或斷開； 線圈斷電， 延時一定時間后延時觸點才復位。 JS7-A系列時間繼電器由電磁機構、 工作觸頭、 氣室三部分組成， 其工作原理如圖 5.17 所

17、示。 圖 5.17 JS7-A系列時間繼電器工作原理 (a) 通電延時型； (b) 斷電延時型1234567891011121314151611451615342678910111213(a)(b)1線圈；2靜鐵心；3、7彈簧；4銜鐵；5推板；6頂桿；8彈簧；9橡皮膜；10螺釘；11進氣孔；12活塞；13、16微動開關；14延時觸頭；15杠桿 圖 5.17(a)中的微動開關 16 為時間繼電器瞬動觸頭， 線圈 1 通電或斷電時， 該觸頭在推板 5 的作用下均能瞬時動作。 斷電延時型時間繼電器的原理與結構均與通電延時型時間繼電器相同， 只是電磁機構翻轉 180 安裝。 現以我國生產的新產品 JS

18、23 系列為例說明時間繼電器的型號意義： 圖 5.18 時間繼電器的圖形符號(a) 線圈一般符號； (b) 通電延時線圈； (c) 斷電延時線圈； (d) 延時閉合常開觸點； (e) 延時斷開常閉觸點； (f) 延時斷開常開觸點； (g) 延時閉合常閉觸點； (h) 瞬時常開觸點； (i) 瞬時常閉觸點KTKT(d)(c)KT(e)KTKTKT(f)KT(g)KTKT(h)KT(i)(b)(a) 3) 電流、 電壓繼電器 根據輸入線圈電流（或電壓）大小而動作的繼電器稱為電流（或電壓）繼電器。 (1) 電流繼電器。 電流繼電器線圈與被測電路串聯， 以反應電路電流的變化。 電流繼電器可分為以下兩種。 過電流繼電器： 當電路過流或發生短路時立即切斷電路。 欠電流繼電器： 當電路電流過低時立即切斷電路。 (2) 電壓繼電器。 電壓繼電器也可分為以下兩種。 過電壓繼電器： 整定范圍為 105120UN。 欠電壓繼電器： 吸合電壓調整范圍為 3050 UN。 下面以JL18系列電流繼電器為例， 說明電流、 電壓繼電器的型號意義： 4) 中間繼電器 中間繼電器的作用是將一個輸入信號變成多個輸出信號， 當其他繼電器的觸頭對數或觸點容量不夠時， 可借助中間繼電器來擴充它們， 起