1、第5章 常用低壓開關電器制作人：吳素珍制作人：吳素珍第第1 1章章 常用低壓開關電器常用低壓開關電器u接觸器接觸器u繼電器繼電器u熔斷器熔斷器u低壓開關低壓開關u空氣斷路器空氣斷路器1 1、基本結構：了解、基本結構：了解2 2、工作原理、工作原理3 3、用途、用途4 4、主要參數：了解、主要參數：了解5 5、圖形符號、圖形符號內容提要內容提要：低壓電氣的分類低壓電氣的分類1低壓電器的基本結構低壓電器的基本結構21.1 概 述基本概念基本概念電器電器： 根據外界特定信號自動或手動地接通或斷開根據外界特定信號自動或手動地接通或斷開電路，實現對電路或非電對象的控制的電工設備。電路，實現對電路或非電對

2、象的控制的電工設備。電器作用：電器作用： 對電能的生產、輸送、分配及應用起到通斷、對電能的生產、輸送、分配及應用起到通斷、保護、控制或調節。保護、控制或調節。工作在工作在交流電壓交流電壓1200V1200V，直流電壓直流電壓1500V1500V以下以下電器的分類電器的分類按工作電壓等級分類按工作電壓等級分類: : 高壓電器：高壓電器：AC1200VAC1200V、DC1500VDC1500V及以上電路中的電器。及以上電路中的電器。 低壓電器：低壓電器：AC1200VAC1200V、DC1500VDC1500V以下電路中的電器。以下電路中的電器。按動作原理分類：按動作原理分類： 手動電器：手動電

3、器：通過人的操作發出動作指令的電器。通過人的操作發出動作指令的電器。 自動電器：自動電器：產生電磁吸力而自動完成動作指令的電器。產生電磁吸力而自動完成動作指令的電器。按用途按用途分類分類：l控制電器：控制電器：l用于各種控制電路和控制系統的電器用于各種控制電路和控制系統的電器。接觸器、繼電器接觸器、繼電器l配電電器：配電電器：l用于電能的輸送和分配的電器。斷路器、刀開關等用于電能的輸送和分配的電器。斷路器、刀開關等l主令電器：主令電器：l用于自動控制系統中用于自動控制系統中發送動作發送動作指令。行程開關、按鈕等指令。行程開關、按鈕等l保護電器：保護電器：l用于保護電路及用電設備的電器。熔斷器、

4、繼電器等。用于保護電路及用電設備的電器。熔斷器、繼電器等。l執行電器：執行電器：l用于完成某種動作或傳送功能的電器。電磁離合器、電磁鐵用于完成某種動作或傳送功能的電器。電磁離合器、電磁鐵1.1.3 1.1.3 低壓電器的基本結構低壓電器的基本結構低壓電器的基本結構低壓電器的基本結構三、滅弧裝置三、滅弧裝置v當觸頭分斷大電流電路瞬間時當觸頭分斷大電流電路瞬間時, ,會在動、靜觸頭間產生會在動、靜觸頭間產生大量的帶電粒子大量的帶電粒子, ,形成熾熱的電子流形成熾熱的電子流, ,產生強烈的電弧。電弧產生強烈的電弧。電弧會燒傷觸頭會燒傷觸頭, ,并使電路的切斷時間延長并使電路的切斷時間延長, , 妨礙

5、電路的正常分斷妨礙電路的正常分斷, ,嚴重時甚至會引起其它事故。為保證電器安全可靠工作嚴重時甚至會引起其它事故。為保證電器安全可靠工作, ,必須必須采用滅弧裝置使電弧迅速熄滅。采用滅弧裝置使電弧迅速熄滅。v 對用于對用于10A10A以下以下的小容量交流電器的小容量交流電器, ,滅弧比較簡便，不需專滅弧比較簡便，不需專門滅弧裝置門滅弧裝置, , 對容量較大的交流電器一般要采用滅弧柵滅弧對容量較大的交流電器一般要采用滅弧柵滅弧, ,常用滅弧方式：1 1、電動力滅弧、電動力滅弧2 2、柵片滅弧、柵片滅弧3 3、狹縫滅弧、狹縫滅弧4 4、磁吹滅弧、磁吹滅弧1電動力吹弧電動力吹弧2柵片滅弧柵片滅弧圖1.

6、4 電動力滅弧示意圖 圖1.5 柵片滅弧示意圖常用滅弧方式常用滅弧方式窄縫滅弧窄縫滅弧磁吹滅弧磁吹滅弧小 結1、常用的低壓電器種類2、低壓電器的結構1.2 接觸器u1 1、接觸器的結構、接觸器的結構u2 2、接觸器的工作原理、接觸器的工作原理u3 3、接觸器的型號和主要技術參數、接觸器的型號和主要技術參數1.2 接觸器接觸器v接觸器是電力拖動和自動控制系統中使用量大且面廣的一種低壓控制電器，用來頻繁地接通和分斷交直流主回路和大容量控制電路。主要控制對象是電動機，能實現遠距離控制，并具有欠（零）電壓保護。1.2 接觸器接觸器 1.電磁系統電磁系統2.觸頭系統觸頭系統 3、滅弧裝置、滅弧裝置4、其

7、它：、其它：反作用彈簧、緩沖彈簧、觸反作用彈簧、緩沖彈簧、觸電壓力彈簧、支架與底座等。電壓力彈簧、支架與底座等。圖圖1-6 接觸器結構示意圖接觸器結構示意圖一、交流接觸器一、交流接觸器u結構結構圖圖1-6 接觸器結構示意圖接觸器結構示意圖 1.1.電磁系統電磁系統 線圈線圈 銜鐵銜鐵 靜鐵心靜鐵心圖圖1-6 接觸器結構示意圖接觸器結構示意圖 2.2.觸點系統觸點系統u 主觸點：控制電流較大的主觸點：控制電流較大的主電路，主電路，3對動合觸點組成。對動合觸點組成。u 輔助觸點：輔助觸點：3.3.滅弧裝置滅弧裝置接觸器的滅弧裝置：通斷大電流電路。1、電動力滅弧2、金屬柵片滅弧3、縱縫滅弧二、交流接

8、觸器工作原理二、交流接觸器工作原理 線圈通以交流電線圈通以交流電線圈電流建立磁場線圈電流建立磁場靜鐵心產生電磁吸力靜鐵心產生電磁吸力吸合銜鐵吸合銜鐵帶動觸頭動作帶動觸頭動作常閉斷開，常開閉合；線圈斷常閉斷開，常開閉合；線圈斷電電電磁力消失電磁力消失反作用彈簧使銜鐵釋放反作用彈簧使銜鐵釋放各觸頭復位。各觸頭復位。1-9 接觸器的圖形、文字符號接觸器的圖形、文字符號圖1-8接觸器的結構外形圖 CJTI系列交流接觸器CJ20系列交流接觸器NCK2系列交流接觸器二、直流接觸器二、直流接觸器v 直流接觸器主要用來遠距離接通和分斷電壓高達直流接觸器主要用來遠距離接通和分斷電壓高達440 V,電流至電流至6

9、30 A的直流電路的直流電路,以及頻繁地控制直流電動機的起動以及頻繁地控制直流電動機的起動,反轉與制動等。反轉與制動等。v結構和工作原理：結構和工作原理：圖1-10 直流接觸器外形圖 圖1-11 磁吹滅弧圖1-磁吹線圈；2-絕緣套；3-鐵心；4-引弧角 5-導磁夾板；6-滅弧罩；7-動觸頭；8-靜觸頭CZ0直流接觸器1.2.2、接觸器的型號和主要技術參數、接觸器的型號和主要技術參數v1.交流接觸器的型號 CJ20- /v2.主要技術參數:l (1)額定電壓額定電壓：主觸點=負載的額定電壓l(2)額定電流額定電流：負載的額定電流l(3)吸引線圈的額定電壓吸引線圈的額定電壓：36V、110V、12

10、7V、220、380l（4）觸頭數目觸頭數目l（5）操作頻率）操作頻率：一般300次、600、1200 接觸器接觸器交流交流設計序號設計序號額定工額定工作電流作電流額定工作額定工作電壓電壓K礦用礦用TH濕熱帶濕熱帶產品產品二、直流接觸器的型號和主要技術參數二、直流接觸器的型號和主要技術參數v1.直流接觸器的型號 CZ18- /v2.主要技術參數:l (1)額定電壓額定電壓：主觸點=負載的額定電壓l(2)額定電流額定電流：負載的額定電流l(3)吸引線圈的額定電壓吸引線圈的額定電壓：24V、48V、110V、220接觸器接觸器直流直流設計序號設計序號額定工額定工作電流作電流動合觸動合觸點數點數動斷

11、觸點動斷觸點數數1.3 1.3 繼電器繼電器v繼電器與接觸器的相同點？繼電器與接觸器的相同點？p都是用來自動接通或斷開電路的低壓電器。v繼電器與接觸器的區別？繼電器與接觸器的區別？p繼電器：用于控制電路、電流小，沒有滅弧裝置，可在電量或非電量的作用下動作，有調節裝置。p接觸器：用于主電路、電流大，有滅弧裝置，一般只能在電壓作用下動作。按用途：按用途：u控制繼電器和保護繼電器。按動作原理：按動作原理：u有電磁式繼電器、感應式繼電器、電動式繼電器、電子式繼電器和熱繼電器。按輸入信號：按輸入信號：u有電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器、速度繼電器等。繼電器分類繼電器分類本節主要內容u1、電流繼電器u

12、2、電壓繼電器p3、時間繼電器p4、熱繼電器1.3.1 1.3.1 電磁式繼電器電磁式繼電器 一、電磁式繼電器的結構與工作原理一、電磁式繼電器的結構與工作原理v結構結構：電磁系統電磁系統觸頭（點）系統觸頭（點）系統釋放彈簧釋放彈簧,v工作原理工作原理圖1-12 電磁式繼電 1、底座 、2、反作用彈簧 3，4 調節螺釘 5、非磁性墊片6、銜鐵，7 、鐵心 8、極片9、電磁線圈 10、觸點電磁線圈電磁線圈 鐵心鐵心 銜鐵銜鐵圖圖1-13 繼電器的圖形、文字符號繼電器的圖形、文字符號JQX-13F小型大功率電磁繼電器二、電流繼電器二、電流繼電器 根據輸入電流大小而動作的繼電器。根據輸入電流大小而動作

13、的繼電器。 使用時使用時, ,電流繼電器的線圈應電流繼電器的線圈應串聯串聯在被保護的設備中。在被保護的設備中。線圈匝數少而線徑粗、阻抗小、分壓小線圈匝數少而線徑粗、阻抗小、分壓小, ,不影響電路正常不影響電路正常工作。工作。v種類：種類：l欠電流繼電器欠電流繼電器 （釋放額定電流（釋放額定電流1020%）l過電流繼電器過電流繼電器。（交流110400%,直流70300%)I IKIKII IKIKIa)過電流繼電器線圈過電流繼電器線圈 b)欠電流繼電器線圈欠電流繼電器線圈 c)動合觸點動合觸點 d)動斷觸點動斷觸點三、電壓繼電器三、電壓繼電器v根據輸入電壓大小而動作的繼電器。根據輸入電壓大小而

14、動作的繼電器。v使用時，電壓繼電器的線圈與負載使用時，電壓繼電器的線圈與負載并聯并聯，其線圈匝，其線圈匝數多而線徑細。數多而線徑細。v種類：種類：過電壓繼電器：過電壓繼電器：105120%欠電壓繼電器：欠電壓繼電器：2550%零電壓繼電器：零電壓繼電器：725%a)a)過電壓繼電器線圈過電壓繼電器線圈 b)b)欠電壓繼電器線圈欠電壓繼電器線圈 c)c)動合觸點動合觸點 d)d)動斷觸點動斷觸點四、中間繼電器四、中間繼電器v中間繼電器實質是一種中間繼電器實質是一種電壓繼電器電壓繼電器, ,v它的特點是它的特點是觸頭數量較多觸頭數量較多, ,觸頭容量較大觸頭容量較大（額定電流（額定電流5-10A5

15、-10A）。）。v擴大觸點數擴大觸點數 量和容量、中間放大與轉換作用。量和容量、中間放大與轉換作用。中間繼電器的圖形符號中間繼電器的圖形符號圖1-16 中間繼電器的結構外形圖 JZ7系列中間繼電器JS14S系列數顯時間繼電器系列數顯時間繼電器1.3.31.3.3熱繼電器熱繼電器u熱繼電器是一種熱繼電器是一種利用電流的熱效應利用電流的熱效應來切斷電路的來切斷電路的保護電器。專門用來對連續運轉的電動機進行過載保護電器。專門用來對連續運轉的電動機進行過載及斷相保護，以防電動機過熱而燒毀。及斷相保護，以防電動機過熱而燒毀。一、熱繼電器結構與工作原理一、熱繼電器結構與工作原理v它主要由雙金屬片、加熱元件

16、、動作機構、觸點系統、整定調整裝置及溫度補償元件等組成。圖圖1-23 1-23 雙金屬片熱繼電器結構原理圖雙金屬片熱繼電器結構原理圖 l l、4- 4-主雙金屬片；主雙金屬片；2 2、3- 3-發熱元件；發熱元件；5- 5-導板；導板；6- 6-溫度補償片；溫度補償片；7- 7-推桿推桿 8- 8-靜觸頭；靜觸頭；9- 9-動觸頭；動觸頭；10-10-螺釘；螺釘；11-11-彈簧；彈簧；12-12-凸輪；凸輪；13-13-復位按鈕復位按鈕a) 熱元件 b) 動斷觸點FR觸點接線柱熱元件導板觸點主 電 路 接 線柱電 流 調 節 凸輪手動復位按鈕(a) 外形(b) 結構JR36系列熱繼電器1.5

17、 低壓斷路器和低壓開關低壓斷路器和低壓開關v1.5.1低壓斷路器低壓斷路器 v1.5.2漏電保護器漏電保護器v1.5.3刀開關刀開關v 1.5.4組合開關組合開關1.5.1低壓斷路器低壓斷路器v空氣斷路器（空氣開關或自動開關）空氣斷路器（空氣開關或自動開關） 它相當于它相當于刀開關、熔斷器、熱繼電器、過電流繼電器和欠電刀開關、熔斷器、熱繼電器、過電流繼電器和欠電壓繼電器壓繼電器的組合，是一種既有手動開關作用又能自動進行欠的組合，是一種既有手動開關作用又能自動進行欠電壓、失電壓、過載和短路保護、動作值可調、分斷能力高電壓、失電壓、過載和短路保護、動作值可調、分斷能力高的電器。的電器。 低壓斷路器

18、與接觸器不同的是：低壓斷路器與接觸器不同的是： 接觸器允許頻繁地接通和分斷電路，但不能接觸器允許頻繁地接通和分斷電路，但不能分斷短路電流；而低壓斷路器不僅可分斷額定分斷短路電流；而低壓斷路器不僅可分斷額定電流、一般故障電流，還能分斷短路電流，但電流、一般故障電流，還能分斷短路電流，但單位時間內允許的操作次數較低。單位時間內允許的操作次數較低。1.低壓斷路器的結構和工作原理（1）觸頭系統觸頭系統（4）操作機構操作機構過電流脫扣器過電流脫扣器欠電壓與失電壓脫扣器欠電壓與失電壓脫扣器熱脫扣器熱脫扣器（3）脫扣器脫扣器（2）滅弧裝置滅弧裝置圖圖1-25 低壓斷路器工作原理低壓斷路器工作原理 1-分閘彈

19、簧分閘彈簧 2-主觸頭主觸頭 3-傳動桿傳動桿 4-鎖扣鎖扣 5-軸軸 6-過電流脫扣器過電流脫扣器 7-熱脫扣器熱脫扣器 8-欠壓失壓脫扣器欠壓失壓脫扣器 9-分勵脫扣器分勵脫扣器一、工作原理一、工作原理 斷路器的工作原理如圖所示。圖斷路器的工作原理如圖所示。圖中主觸頭中主觸頭2有三對有三對,串聯在三相主電路中。串聯在三相主電路中。斷路器的主觸頭是靠手動操作或電動合斷路器的主觸頭是靠手動操作或電動合閘的，用手扳動按鈕為接通位置閘的，用手扳動按鈕為接通位置,這時主這時主觸頭觸頭2由鎖鍵由鎖鍵3保持在閉合狀態保持在閉合狀態, 主觸頭閉主觸頭閉合后合后, 自由脫扣機構將主觸頭鎖在接通位自由脫扣機構

20、將主觸頭鎖在接通位置上。鎖鍵置上。鎖鍵3由自由脫扣機構由自由脫扣機構4支持著。支持著。要使開關斷開要使開關斷開,扳動按鈕為斷開位置扳動按鈕為斷開位置, 自自由脫扣機構由脫扣機構4被杠桿被杠桿7頂開，自由脫扣機頂開，自由脫扣機構構4可繞軸可繞軸5向上轉動向上轉動, 主觸頭主觸頭2就被彈簧就被彈簧1拉開。拉開。圖圖1-25 低壓斷路器工作原理低壓斷路器工作原理 1-分閘彈簧分閘彈簧 2-主觸頭主觸頭 3-傳動桿傳動桿 4-鎖扣鎖扣 5-軸軸 6-過電流脫扣器過電流脫扣器 7-熱脫扣器熱脫扣器 8-欠壓失壓脫扣器欠壓失壓脫扣器 9-分勵脫扣器分勵脫扣器低壓斷路器的圖形、文符號低壓斷路器的圖形、文符號

21、 v斷路器的類型：斷路器的類型：v萬能式萬能式v塑料外殼式塑料外殼式v直流快速式直流快速式v限流式等限流式等二、主要技術參數和選用v主要技術參數主要技術參數: :v額定電壓、額定電壓、v額定電流、額定電流、v極數、極數、v脫扣器類型脫扣器類型v整定電流范圍整定電流范圍v分斷能力分斷能力v動作時間等動作時間等 1.1.萬能式斷路器，主要用于配電網絡的保護。萬能式斷路器，主要用于配電網絡的保護。2.2.塑料外殼式斷路器，主要用作配電網絡的保護和塑料外殼式斷路器，主要用作配電網絡的保護和 電動機、照明電路及電熱器等控制開關。電動機、照明電路及電熱器等控制開關。3. 3. 直流快速斷路器，主要用于半導

22、體整流元件和整直流快速斷路器，主要用于半導體整流元件和整流裝置的保護。流裝置的保護。4.4.限流斷路器，主要用于短路電流相當大的電路中。限流斷路器，主要用于短路電流相當大的電路中。選用原則：選用原則：v1)斷路器的額定電壓和額定電流應斷路器的額定電壓和額定電流應線路、設備的正常工線路、設備的正常工作電壓和工作電流。作電壓和工作電流。v2)斷路器的極限通斷能力斷路器的極限通斷能力電路最大短路電流。電路最大短路電流。v3)欠電壓脫扣器的額定電壓欠電壓脫扣器的額定電壓 = 線路的額定電壓。線路的額定電壓。v4)過電流脫扣器的額定電流大過電流脫扣器的額定電流大線路的最大負載電流。線路的最大負載電流。選

23、用原則：選用原則：1.5.1 低壓開關低壓開關又稱低壓隔離器，是低壓電器中結構比較簡單、應用廣泛的一類手動電器。主要有刀開關、組合開關。刀開關刀開關膠殼刀開關膠殼刀開關 鐵殼開關鐵殼開關1.5.3 1.5.3 刀開關刀開關1、開關內裝有熔斷器，有短路保護2、安裝時，手柄向上，不得倒裝或平裝。一、一、膠殼刀開關(閘刀開關)作用：電路的隔離開關，電路的電源開關和容量小于7.5kW的異步電動機。是非頻繁起動的操作開關。組成：操作手柄、熔絲、刀片、刀座和底座組成。分類：按極數分有單極、雙極與三極。圖1-37 刀開關（a）單極 （b）雙極 （c）三極刀開關的安裝 刀開關在安裝時必須垂直安裝必須垂直安裝，

24、使閉合操作時的手柄操作方向應從下向上合，不允許平裝或倒裝，以防誤合閘；電源進線應接在靜觸頭一邊的進線座，負載接在動觸頭一邊的出線座；在分閘和合閘操作時，應動作迅速，使電弧盡快熄滅。二、鐵殼開關（二、鐵殼開關（封閉式負荷開關）v組成：鋼板外殼、觸刀、操作機構、熔絲等。 鐵殼開關的操作機構兩個特點:u一是設置了聯鎖裝置聯鎖裝置,保證了開關在合閘狀態下開關蓋不能開啟,而開啟時,不能合閘,以保證操作安全。u二是采用儲能分合閘方式儲能分合閘方式, 在手柄轉軸與底座間裝有速斷彈簧, 能使開關快速接通與斷開,與手柄操作速度無關,這樣有利于迅速滅弧。 圖1-38 HH系列鐵殼開關的結構示意圖l-U形開關；2-

25、靜夾座；3-熔斷器；4-彈簧；5-轉軸；6-操作手柄三、刀開關的主要技術參數有: u額定電壓：在規定條件下,刀開關長期工作所能承受的最大電壓。u額定電流：指在規定條件下,刀開關在合閘位置允許長期通過的最大工作電流.u通斷能力：指在規定條件下,刀開關在額定電壓時能接通和分斷電路的最大電流值。u動穩定電流：指當在電路發生短路故障時,刀開關并不因短路電流產生的電動力作用而發生變形、損壞等現象。這一短路電流峰值的動穩定電流。u刀開關電壽命：指在規定條件下,刀開關不經維修或更換零件的額定負載操作循環次數。1.5.4 1.5.4 組合開關組合開關v組合開關：實際上是一種轉換開關。在機床電氣設備中用作電源引

26、入開關, 可實現多組觸點組合，用于三相異步電動機非頻繁正、反轉。HZ10系列組合開關HY23系列組合開關1.6.11.6.1按鈕按鈕u作用：作用：用于用于手動發出控制信號，手動發出控制信號，接通或斷開小電流的控接通或斷開小電流的控制電路制電路, ,從而控制電動機或其他電氣設備的運行。按鈕是一從而控制電動機或其他電氣設備的運行。按鈕是一種結構簡單種結構簡單, ,應用廣泛的主令電器。應用廣泛的主令電器。u分類：分類： 1 1、結構形式、結構形式旋鈕式：旋鈕式：用手動旋鈕進行操作。用手動旋鈕進行操作。指示燈式：指示燈式：按鈕內裝入信號燈顯示信號。按鈕內裝入信號燈顯示信號。 緊急式：緊急式：裝有蘑菇形鈕帽裝有蘑菇形鈕帽, ,以示緊急動作以示緊急動作2 2、按觸頭形式、按觸頭形式常開按鈕：常開按鈕：常閉按鈕常閉按鈕復合按鈕復合按鈕3 3、起動