常用低压电器元件详解

1、 低压开关电器低压开关电器 2.1 接接 触触 器器 2.2 继继 电电 器器 2.3 熔熔 断断 器器 2.4 主主 令令 电电 器器 2.5 其其 他他 电电 器器 2.6 开关是指在正常情况下（含规定的过开关是指在正常情况下（含规定的过 载工作条件下）能接通、承载、分断电流，载工作条件下）能接通、承载、分断电流， 并在规定的非正常电路条件下（如短路），并在规定的非正常电路条件下（如短路）， 在规定的时间内能承载电流的机械开关电在规定的时间内能承载电流的机械开关电 器。器。 2.1.1 刀开关刀开关 1刀开关的功能刀开关的功能 低压刀开关的作用是不频繁地手动接低压刀开关的作用是不频繁地手动

2、接 通和分断容量较小的交、直流低压电路，通和分断容量较小的交、直流低压电路， 或者起隔离作用。刀开关如图或者起隔离作用。刀开关如图2-1所示，其所示，其 图形及文字符号如图图形及文字符号如图2-2所示。所示。 图图2-1 刀开关刀开关 图图2-2 刀开关的图形及文字符号刀开关的图形及文字符号 2刀开关的分类刀开关的分类 刀开关结构简单，由手柄、刀片、触刀开关结构简单，由手柄、刀片、触 头、底板等组成。头、底板等组成。 刀开关的主要类型有大电流刀开关、刀开关的主要类型有大电流刀开关、 负荷开关和熔断器式刀开关。负荷开关和熔断器式刀开关。 3注意事项注意事项 在接线时，刀开关上面的接线端子在接线时

3、，刀开关上面的接线端子 应接电源线，下方的接线端子应接负荷线。应接电源线，下方的接线端子应接负荷线。 在安装刀开关时，处于合闸状态时在安装刀开关时，处于合闸状态时 手柄应向上，不得倒装或平装；如果倒装，手柄应向上，不得倒装或平装；如果倒装， 拉闸后手柄可能因自重下落引起误合闸，拉闸后手柄可能因自重下落引起误合闸， 造成人身和设备安全事故。造成人身和设备安全事故。 分断负载时，要尽快拉闸，以减小分断负载时，要尽快拉闸，以减小 电弧的影响。电弧的影响。 区分刀开关和隔离开关区分刀开关和隔离开关 通常不可以。隔离开关是指在断开位置上，通常不可以。隔离开关是指在断开位置上， 能符合规定的隔离功能要求的

4、一种机械开能符合规定的隔离功能要求的一种机械开 关电器，其作用是当电源切断后，保持有关电器，其作用是当电源切断后，保持有 效的隔离距离，可以保证维修人员的安全，效的隔离距离，可以保证维修人员的安全， 隔离开关通常不带载荷通断电路。刀开关隔离开关通常不带载荷通断电路。刀开关 一般不用做隔离器，因为它不具备隔离功一般不用做隔离器，因为它不具备隔离功 能，但刀开关可以带小载荷通断电路。能，但刀开关可以带小载荷通断电路。 2.1.2 组合开关组合开关 组合开关又称为转换开关（组合开关又称为转换开关（Change- over Switch），如图），如图2-3所示，用于电路所示，用于电路 中，从一组连接

5、转换至另一组连接。在机中，从一组连接转换至另一组连接。在机 床设备和其他的电器设备中应用十分广泛，床设备和其他的电器设备中应用十分广泛， 其体积小，接线方式多，使用十分方便。其体积小，接线方式多，使用十分方便。 其灭弧性能比刀开关好。其灭弧性能比刀开关好。 图图2-3 组合开关组合开关 1组合开关的功能组合开关的功能 组合开关一般在交流组合开关一般在交流50Hz、380V以以 下或直流下或直流220V以下的电气线路中，用于手以下的电气线路中，用于手 动不频繁地接通和分断电路、接通电源和动不频繁地接通和分断电路、接通电源和 负载、测量三相电压、改变负载的连接方负载、测量三相电压、改变负载的连接方

6、 式，控制小容量电动机正反转、星形式，控制小容量电动机正反转、星形三三 角形启动、变速换向等场合。角形启动、变速换向等场合。 2.1.3 低压断路器低压断路器 断路器（断路器（Circuit-Breaker）是指能接）是指能接 通、承载以及分断正常电路条件下的电流，通、承载以及分断正常电路条件下的电流， 也能在规定的非正常电路条件（如短路）也能在规定的非正常电路条件（如短路） 下接通、承载一定时间和分断电流的一种下接通、承载一定时间和分断电流的一种 机械开关电器，过去叫做自动空气开关，机械开关电器，过去叫做自动空气开关， 为了和为了和IEC（国际电工委员会）标准一致，（国际电工委员会）标准一致

7、， 改名为断路器。改名为断路器。 1低压断路器的功能低压断路器的功能 低压断路器是将控制电器和保护电器低压断路器是将控制电器和保护电器 的功能合为一体的电器，其图形及文字符的功能合为一体的电器，其图形及文字符 号如图号如图2-6所示。在正常条件下，它常作为所示。在正常条件下，它常作为 不频繁接通和断开的电路以及控制电动机不频繁接通和断开的电路以及控制电动机 的启动和停止。它常用做总电源开关或部的启动和停止。它常用做总电源开关或部 分电路的电源开关。分电路的电源开关。 图图2-5 低压断路器低压断路器 图图2-6 低压断路器的图形及文字符号低压断路器的图形及文字符号 2低压断路器的结构和工作原理

8、低压断路器的结构和工作原理 低压断路器的种类虽然很多，但结构低压断路器的种类虽然很多，但结构 基本相同，主要由触头系统和灭弧装置、基本相同，主要由触头系统和灭弧装置、 各种脱扣器与操作机构、自由脱扣机构部各种脱扣器与操作机构、自由脱扣机构部 分组成。分组成。 当电路发生短路或过流故障时，过流当电路发生短路或过流故障时，过流 脱扣器的电磁铁吸合衔铁，使自由脱扣机脱扣器的电磁铁吸合衔铁，使自由脱扣机 构的钩子脱开，自动开关触头在弹簧力的构的钩子脱开，自动开关触头在弹簧力的 作用下分离，及时有效地切除高达数十倍作用下分离，及时有效地切除高达数十倍 额定电流的故障电流，如图额定电流的故障电流，如图2-

9、7所示。所示。 图图2-7 低压断路器工作原理图（过电流保护）低压断路器工作原理图（过电流保护） 弹簧弹簧 2脱扣机构脱扣机构 3电磁铁线圈电磁铁线圈 4触头触头 当电路过载时，热脱扣器的热元件发当电路过载时，热脱扣器的热元件发 热，使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机热，使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机 构动作，如图构动作，如图2-8所示。所示。 图图2-8 低压断路器工作原理图（过载保护）低压断路器工作原理图（过载保护） 1弹簧弹簧 2脱扣机构脱扣机构 3双金属片双金属片 4触头触头 2.1.4 漏电保护器漏电保护器 漏电保护器（漏电保护器（Earth Leakage Circuit Brea

10、ker，ELCB）是在规定的条件下，当）是在规定的条件下，当 漏电电流达到或者超过给定数值时，能自漏电电流达到或者超过给定数值时，能自 动断开电路的机械开关电器或者组合电器。动断开电路的机械开关电器或者组合电器。 1漏电保护器的功能漏电保护器的功能 漏电保护器的功能是：当电网发生人漏电保护器的功能是：当电网发生人 身（相与地之间）触电事故时，能迅速切身（相与地之间）触电事故时，能迅速切 断电源，可以使触电者脱离危险，或者使断电源，可以使触电者脱离危险，或者使 漏电设备停止运行，从而避免触电引起人漏电设备停止运行，从而避免触电引起人 身伤亡、设备损坏或火灾的发生，它是一身伤亡、设备损坏或火灾的发

11、生，它是一 种保护电器。种保护电器。 漏电保护器仅仅是防止发生触电事故漏电保护器仅仅是防止发生触电事故 的一种有效的措施，不能过分夸大其作用，的一种有效的措施，不能过分夸大其作用， 最根本的措施是防患于未然。最根本的措施是防患于未然。 2.2.1 接触器的功能接触器的功能 接触器（接触器（Contactor）是指仅有一个）是指仅有一个 起始位置，能接通、承载或分断正常条件起始位置，能接通、承载或分断正常条件 （包括过载运行条件）下电流的非手动机（包括过载运行条件）下电流的非手动机 械开关电器。接触器不能切断短路电流，械开关电器。接触器不能切断短路电流， 它可以频繁地接通或分断交、直流电路，它可

12、以频繁地接通或分断交、直流电路， 并可实现远距离控制。并可实现远距离控制。 图图2-12 交流接触器交流接触器 图图2-13 接触器的图形和文字符号接触器的图形和文字符号 2.2.2 接触器的结构及其工作接触器的结构及其工作 原理原理 接触器主要由电磁机构和触头系统组接触器主要由电磁机构和触头系统组 成，另外，接触器还有灭弧装置、释放弹成，另外，接触器还有灭弧装置、释放弹 簧、触头弹簧、触头压力弹簧、支架、底簧、触头弹簧、触头压力弹簧、支架、底 座等部件。图座等部件。图2-14所示为所示为3种结构形式的接种结构形式的接 触器结构简图。触器结构简图。 图图2-14 3种接触器的结构简图种接触器的

13、结构简图 接触器的工作原理是：当线圈通电后，接触器的工作原理是：当线圈通电后， 在铁芯中产生磁通及电磁吸力，电磁吸力在铁芯中产生磁通及电磁吸力，电磁吸力 克服弹簧反力使得衔铁吸合，带动触头机克服弹簧反力使得衔铁吸合，带动触头机 构动作，使常闭触头分断，常开触头闭合，构动作，使常闭触头分断，常开触头闭合， 互锁或接通线路。互锁或接通线路。 线圈失电或线圈两端电压显著降低时，线圈失电或线圈两端电压显著降低时， 电磁吸力小于弹簧反力，使得衔铁释放，电磁吸力小于弹簧反力，使得衔铁释放， 触头机构复位，使得常开触头断开，常闭触头机构复位，使得常开触头断开，常闭 触头闭合。触头闭合。 继电器（继电器（Re

14、lay）是指当控制电器的）是指当控制电器的 电气激励量（输入量）在电路中的变化达电气激励量（输入量）在电路中的变化达 到规定要求时，在电器的一个或多个电气到规定要求时，在电器的一个或多个电气 输出电路中，使被控量发生预定的阶跃变输出电路中，使被控量发生预定的阶跃变 化的开关电器。化的开关电器。 继电器按使用范围的不同可分为继电器按使用范围的不同可分为3类：类： 保护继电器、控制继电器和通信继电器。保护继电器、控制继电器和通信继电器。 保护继电器主要用于电力系统，作为发电保护继电器主要用于电力系统，作为发电 机、变压器及输电线路的保护；控制继电机、变压器及输电线路的保护；控制继电 器。器。 主要

15、用于电力拖动系统，以实现控制主要用于电力拖动系统，以实现控制 过程的自动化；通信继电器，主要用于遥过程的自动化；通信继电器，主要用于遥 控系统。若按输入信号的性质不同，可分控系统。若按输入信号的性质不同，可分 为中间继电器、热继电器、时间继电器、为中间继电器、热继电器、时间继电器、 速度继电器和压力继电器等。继电器的作速度继电器和压力继电器等。继电器的作 用如下。用如下。 图图2-16 继电器的图形和文字符号继电器的图形和文字符号 图图2-17 电磁继电器电磁继电器 1电流继电器电流继电器 电流继电器（电流继电器（Current Relay）是反）是反 映输入量为电流的继电器。电流继电器的映输

16、入量为电流的继电器。电流继电器的 线圈串联在被测量电路中，用来检测电路线圈串联在被测量电路中，用来检测电路 的电流。电流继电器的线圈匝数少，导线的电流。电流继电器的线圈匝数少，导线 粗，线圈的阻抗小。粗，线圈的阻抗小。 电流继电器有欠电流型和过电流型两电流继电器有欠电流型和过电流型两 类。类。 （1）电流继电器的功能）电流继电器的功能 欠电流继电器常用于直流电动机和电欠电流继电器常用于直流电动机和电 磁吸盘的失磁保护。而瞬动型过流继电器磁吸盘的失磁保护。而瞬动型过流继电器 常用于电动机的短路保护，延时型继电器常用于电动机的短路保护，延时型继电器 常用于过载兼短路保护。过流继电器分为常用于过载兼

17、短路保护。过流继电器分为 手动复位和自动复位两种。手动复位和自动复位两种。 2电压继电器电压继电器 电压继电器（电压继电器（Voltage Relay）是指）是指 反映输入量为电压的继电器。它的结构与反映输入量为电压的继电器。它的结构与 电流继电器相似，不同的是，电压继电器电流继电器相似，不同的是，电压继电器 的线圈是并联在被测量的电路两端，以监的线圈是并联在被测量的电路两端，以监 控电路电压的变化。电压继电器的线圈的控电路电压的变化。电压继电器的线圈的 匝数多，导线细，线圈的阻抗大。匝数多，导线细，线圈的阻抗大。 电压继电器按照动作数值的不同，分电压继电器按照动作数值的不同，分 为过电压、欠

18、电压和零电压为过电压、欠电压和零电压3种。种。 过电压继电器在电路正常工作条件下过电压继电器在电路正常工作条件下 （未出现过压），动铁芯不产生吸合动作，（未出现过压），动铁芯不产生吸合动作， 而欠电压继电器在电路正常工作条件下而欠电压继电器在电路正常工作条件下 （未出现欠压），衔铁处于吸合状态。（未出现欠压），衔铁处于吸合状态。 3中间继电器中间继电器 中间继电器（中间继电器（Auxiliary Relay）是指）是指 用来增加控制电路中的信号数量或将信号用来增加控制电路中的信号数量或将信号 放大的继电器。它实际上是电压继电器的放大的继电器。它实际上是电压继电器的 一种，它的触头多，有的甚至多

19、于一种，它的触头多，有的甚至多于6对，触对，触 头的容量大（额定电流为头的容量大（额定电流为5A10A），动），动 作灵敏（动作时间不大于作灵敏（动作时间不大于0.05s）。）。 2.3.2 时间继电器时间继电器 时间继电器（时间继电器（Time-delay Relay）是）是 指自得到动作信号起至触头动作或输出电指自得到动作信号起至触头动作或输出电 路产生跳跃式改变有一定延时，该延时又路产生跳跃式改变有一定延时，该延时又 符合其准确度要求的继电器。符合其准确度要求的继电器。 图图2-22 时间继电器的图形和文字符号时间继电器的图形和文字符号 图图2-23 空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继

20、电器 2.3.3 热继电器热继电器 热继电器（热继电器（Thermal Overload Relay）是热过载继电器的简称。它是利）是热过载继电器的简称。它是利 用流过继电器的电流所产生的热效应而反用流过继电器的电流所产生的热效应而反 时限动作（包括延时）的继电器。时限动作（包括延时）的继电器。 1热继电器的功能热继电器的功能 为了充分发挥电动机的潜力，电动机为了充分发挥电动机的潜力，电动机 短时过载是允许的，但无论过载量的大小短时过载是允许的，但无论过载量的大小 如何，时间长了总会使绕组的温升超过允如何，时间长了总会使绕组的温升超过允 许值，从而加剧绕组绝缘的老化，缩短电许值，从而加剧绕组绝

21、缘的老化，缩短电 动机的寿命，严重过载会很快烧毁电动机。动机的寿命，严重过载会很快烧毁电动机。 图图2-28 热继电器热继电器 图图2-29 热继电器的图形和文字符号热继电器的图形和文字符号 如图如图2-30所示，其热元件由发热电阻所示，其热元件由发热电阻 丝构成（这种热继电器是间接加热方式），丝构成（这种热继电器是间接加热方式）， 双金属片由两种热膨胀系数不同的金属碾双金属片由两种热膨胀系数不同的金属碾 压而成，当双金属片受热时，会出现弯曲压而成，当双金属片受热时，会出现弯曲 变形，推动导板，进而使常闭触头断开，变形，推动导板，进而使常闭触头断开， 起到保护作用。起到保护作用。 图图2-30

22、 热继电器原理示意图热继电器原理示意图 1热元件热元件 2双金属片双金属片 3导板导板 4触头系统触头系统 1速度继电器的功能速度继电器的功能 速度继电器是按照预定速度快慢而动速度继电器是按照预定速度快慢而动 作的继电器，主要应用在电动机反接制动作的继电器，主要应用在电动机反接制动 控制电路中。控制电路中。 图图2-34 速度继电器的图形与文字符号速度继电器的图形与文字符号 熔断器（熔断器（Fuse）的定义为：当电流超）的定义为：当电流超 过规定值足够长时间后，通过熔断一个或过规定值足够长时间后，通过熔断一个或 几个特殊设计的和相应的部件，断开其所几个特殊设计的和相应的部件，断开其所 接入的电

23、路，并分断电流的电器。熔断器接入的电路，并分断电流的电器。熔断器 包括组成完整电器的所有部件。包括组成完整电器的所有部件。 图图2-42 R T23熔断器熔断器 图图2-43 熔断器的图形和文字符号熔断器的图形和文字符号 熔断器结构简单，使用方便，价格低熔断器结构简单，使用方便，价格低 廉，广泛用于低压配电系统中，主要用于廉，广泛用于低压配电系统中，主要用于 短路保护，也常作为电气设备的过载保护短路保护，也常作为电气设备的过载保护 元件。元件。 1熔断器的种类熔断器的种类 （1）瓷插式熔断器）瓷插式熔断器 （2）螺旋式熔断器）螺旋式熔断器 （3）封闭式熔断器）封闭式熔断器 （4）快速熔断器）快

24、速熔断器 （5）自复熔断器）自复熔断器 在控制系统中，主令电器用做闭合或在控制系统中，主令电器用做闭合或 断开控制电路，以发出指令或作为程序控断开控制电路，以发出指令或作为程序控 制的开关电器。它一般用于控制接触器、制的开关电器。它一般用于控制接触器、 继电器或其他电气线路，从而使电路接通继电器或其他电气线路，从而使电路接通 或者分断，来实现对电力传输系统或者生或者分断，来实现对电力传输系统或者生 产过程的自动控制。产过程的自动控制。 2.5.1 控制按钮控制按钮 控制按钮又称按钮（控制按钮又称按钮（Push-button），）， 是具有手动操作的操动器，并具有储能是具有手动操作的操动器，并具

25、有储能 （弹簧）复位的控制开关。它是一种短时（弹簧）复位的控制开关。它是一种短时 间接通或者断开小电流电路的手动控制器。间接通或者断开小电流电路的手动控制器。 图图2-49 按钮的图形及文字符号按钮的图形及文字符号 在电气控制线路中，常开按钮常用来在电气控制线路中，常开按钮常用来 启动电动机，也称启动按钮；常闭按钮常启动电动机，也称启动按钮；常闭按钮常 用于控制电动机停车，也称停车按钮；复用于控制电动机停车，也称停车按钮；复 合按钮用于联锁控制电路中。合按钮用于联锁控制电路中。 2按钮的结构和工作原理按钮的结构和工作原理 如图如图2-50所示，控制按钮由按钮帽、所示，控制按钮由按钮帽、 复位弹

26、簧、桥式触头、外壳等组成，通常复位弹簧、桥式触头、外壳等组成，通常 做成复合式，即具有常闭触头和常开触头，做成复合式，即具有常闭触头和常开触头， 原来就接通的触头称为常闭触头（也称为原来就接通的触头称为常闭触头（也称为 动断触头），原来就断开的触头称为常开动断触头），原来就断开的触头称为常开 触头（也称为动合触头）。触头（也称为动合触头）。 图图2-50 按钮原理图按钮原理图 当按下按钮时，先断开常闭触头，后当按下按钮时，先断开常闭触头，后 接通常开触头；当按钮释放后，在复位弹接通常开触头；当按钮释放后，在复位弹 簧的作用下，按钮触头自动复位的先后顺簧的作用下，按钮触头自动复位的先后顺 序相反

27、。通常，在无特殊说明的情况下，序相反。通常，在无特殊说明的情况下， 有触头电器的触头动作顺序均为有触头电器的触头动作顺序均为“先断后先断后 合合”。按钮的外形如图。按钮的外形如图2-51所示。所示。 图图2-51 按钮按钮 2.5.2 行程开关行程开关 在生产机械中，常需要控制某些运动在生产机械中，常需要控制某些运动 部件的行程，或运动一定的行程停止，或部件的行程，或运动一定的行程停止，或 者在一定的行程内自动往复返回，这种控者在一定的行程内自动往复返回，这种控 制机械行程的方式称为制机械行程的方式称为“行程控制行程控制”。 行程开关（行程开关（Travel Switches）又称）又称 限位开关（限位开关（Limit Switches），用以反应），用以反应 工作机械的行程，发出命令以控制其运动工作机械的行程，发出命令以控制其运动 方向或行程大小的开关。它是实现行程控方向或行程大小的开关。它是实现行程控 制的小电流（制的小电流（5A以下）的主令电器。以下）的主令电器。 图图2-53 行程开关行程开