低压电器培训教材

1、 内容 一、照明 二、配线 三、常用仪表 四、低压电器控制 利用电来发光而作为光源的，称为电气照明。 电气照明广泛应用于生产和日常生活中，对电 气照明的要求是保证照明设备安全运行，防止 人身或火灾事故的发生，提高照明质量，节约 用电。 电气照明按发光的方法分，有热辐射放电（如 白炽灯）、气体放电（如日光灯）两类；按照 明的方式分，有一般照明、局部照明、和混合 照明三类、按使用的性质分，有正常照明、事 故照明、值班照明、警卫照明、障碍照明、装 饰性照明（如射灯，闪灯）、广告性照明（如 霓虹灯）等。 照明装置安装注意点 （1）对于潮湿、有腐蚀性气体、易燃、易爆的场所，应 分别采用合适的防潮、防爆、

2、防雨的开关、灯具。 （2）吊灯应装有挂线盒，一般每只挂线盒只能装一盏灯。 吊灯应安装牢固，超过1kg的灯具必须用金属链条或其他 方法吊装，使吊灯导线不承受力。 （3）使用螺口灯头时，相线必须接于螺口灯头座的中心 铜片上，灯头的绝缘外壳不应有损伤，螺口白炽灯泡金属 部分不准外露。 （4）吊灯离地面距离不应低于2m，潮湿、危险场所应不 低于2.5m。 （5）照明开关必须串接于电源相线上。 （6）开关一般不低于1.3m，插座离地面不低于150mm， 幼儿园、托儿所等处不应装设底位插座。 白炽灯照明线路 （1）用单联开关控制白炽灯 一只单联开关控制一盏白炽灯的接线原理图，如图6- 6a所示。 （2）用

3、双联开关控制白炽灯 两只双联开关控制一盏白炽灯的接线原理图，如图6- 6b所示。 荧光灯的工作原理 荧光灯工作原理如图所示。闭合开关接通电源后，电源电 压经镇流器、灯管两端的灯丝加在起辉器的形动触片和 静触片之间，引起辉光放电。放电时产生的热量使得用双 金属片制成的形动触片膨胀并向外伸展，与静触片接触， 使灯丝预热并发射电子。在形动触片与静触片接触时， 二者间电压为零而停止辉光放电，形动触片冷却收缩并 复原而与静触片分离，在动、静触片断开瞬间在镇流器两 端产生一个比电源电压高得多的感应电动势，这感应电动 势与电源电压串联后加在灯管两端，使灯管内惰性气体被 电离而引起弧光放电。随着灯管内温度升高

4、，液态汞汽化 游离，引起汞蒸气弧光放电而发生肉眼看不见的紫外线， 紫外线激发灯管内壁的荧光粉后，发出近似日光的可见光。 荧光灯照明线路常见故障分析 1接通电源后，荧光灯不亮。 （1）故障原因 1）灯脚与灯座、起辉器与起辉器座 接触不良；2）灯丝断；3）镇流器线圈断路；4）新 装荧光灯接线错误。 （2）对应故障原因的检修方法 1）转动灯管或起辉 器，找出接触不良处并修复；2）用万用表电阻档检 查灯管两端的灯丝是否断，可换新灯管；3）修理或 调换镇流器；4）找出接线错误处。 2荧光灯光闪动或只有两头发光。 （1）故障原因 1）起辉器氖泡内的动、静触片不能 分开或电容器被击穿短路；2）镇流器配用规格

5、不合 适；3）灯脚松动或镇流器接头松动；4）灯管陈旧； 5）电源电压太底。 （2）对应故障原因的检修方法 1）更换起辉器；2） 调换与荧光灯功率适配的镇流器；3）修复接触不良 处；4）换新灯管；5）如有条件采取稳压措施。 3光在灯管内滚动或灯光闪烁。 （1）故障原因 1）新管暂时现象；2）灯管质量不好； 3）镇流器配用规格不合适或接线松动；4）起辉器接 触不良或损坏。 （2）对应故障原因的检修方法 1）开用几次可消除 故障现象；2）换灯管试一下；3）调换合适的镇流器 或加固接线；4）修复接触不良处或调换起辉器。 4镇流器过热或冒烟。 （1）故障原因 1）镇流器内部线圈短路；2）电源电 压过高；

6、3）灯管闪烁时间过长。 （2）对应故障原因的检修方法 1）调换镇流器；2） 检查电源；3）按故障3检查闪烁原因并排除。 导线截面的选择 长期工作允许电流 机械强度 线路电压降 负载电流计算表 电线电缆载流量、电压降速查表 熔断器主要分为：瓷插式、螺旋式、管式、盒式和羊角熔断器 等多种形式熔断器的分类 3. 熔断器的选择 (1) 类型选择： 由电气控制系统线路要求、 使用场 合和安装条件的整体设计而定。 (2) 额定电压选择： 熔断器额定电压应不小于线路 的工作电压。 (3) 额定电流选择： 熔断器额定电流必须大于或等 于所装熔体的额定电流。 (4) 熔体额定电流选择： 具体选择方法可遵循以下

7、四条原则。 保护一台电动机时， 应对电动机启动冲击电流 予以考虑， 故熔体额定电流的要求为 NfN II)5 . 25 . 1 ( 式中,IfN为熔体额定电流;IN为电动机的额定电流。 保护多台电动机时， 熔体应在出现尖峰电流时 不致熔断， 通常将容量最大电动机启动， 其他电 动机正常工作时出现的电流视为尖峰电流， 故 NNfN III max )5 . 25 . 1 ( 电路上、 下两级均设短路保护时， 两级熔体额 定电流的比值不小于 1.61， 以使两级保护达到 良好配合。 照明电路、 电炉等阻性负载因没有冲击电流， 可取 efN II 式中，Ie为电路工作电流。 注意事项 1）熔断器极限

8、分断电流应大于线路可能出现的最 大故障电流。在多级保护的场合，上级熔断器的 额定电流等级以大于下级熔断器的额定电流等级 两级为宜。 2）熔体的额定电流不得超过熔断器的额定电流。 3）熔体熔断后，应分析原因，排除故障后，再更 换新的熔体。在更换新的熔体时，不能轻易改变 熔体的规格，更不准随便使用铜丝或铁丝代替熔 体。 4）必须在不带电的条件下更换熔体。管式熔断器 的熔体应用专用的绝缘插拔器进行更换。 铜丝熔断电流的估算公式 铜丝不同于铅锡熔丝，铜丝的微小直径变化对熔断电 流的影响较大，所以在选用时应该严格计算。这里提供一 更为精确且简单易记的公式，供大家参考： Id=80d3/2 式中：Id-铜

9、丝熔断电流，A d-铜丝直径，mm 如：dO234mm，则可算得Id906A，手册值 为94A，误差为-362(原文为-765)；当d 0345mm时，Id1621A，手册值16A，误差为 131(原文为5625%)。 配线原则 安全。 可靠。 方便。 美观。 经济。 电缆敷设及接线施工工艺控制标准 电缆预埋管埋设除了按图施工，还应考虑设备接线的实际 位置，使电缆预埋管埋设一次到位，避免因埋管位置偏差 影响电缆引上线的美观。 整齐美观的电缆预埋管 电缆预埋管埋设高度应基本一致，垂直度偏差2mm；除 了同一位置电缆预埋管要求成排布置外，同一行和列的电 缆预埋管埋设也要求成排布置，整齐规范。可以通

10、过连通 管或水平尺保证管口高度一致，采用拉线方法保证电缆预 埋管行和列成排埋设。 整齐美观的电缆管线 电缆敷设前进行电缆走向的总体策划，电缆敷设应按设计路线， 同一路径的电缆统一敷设，最好能绘出走向断面图，即通过 某一点有多少电缆通过。同一通道内的电缆应避免交叉。 电缆敷设工艺 电缆从电缆架引出 电缆敷设施工过程中先临时绑扎，等同一路径的电缆敷设 完毕后再作统一整理固定使其整齐美观，电缆牌不应夹在 电缆中，应扎牢并排列在电缆外侧。 电缆敷设整齐挂牌美观 电气篇电气篇 电缆头制作工艺电缆头制作工艺 电缆标识牌的制作及挂设电缆标识牌的制作及挂设 控制电缆做头后，电缆芯线拉直，排列整齐，绑扎距均匀，

11、 间距为100120 mm，应按垂直或水平有规律地配置，备用 芯长度应留有适当余量，二次接线线芯弯曲弧度一致，接 线胶头长短一致。多股线芯压线鼻子，线头露出鼻子0.61 mm。 电缆芯线拉直，排列整齐电缆芯线拉直，排列整齐 电气篇电气篇 AC/DC 变换 I/V变换 R/V变换 功能变换器 A/D 变换计数器数字显示 控制电路 转换开关直流数字电压表 模拟 输入 数字式万用表由功能变换器、转换开关和直流数字电压表3部 分组成，其原理框图如图所示。直流数字电压表是数字式万用 表的核心部分，各种电量或参数的测量，都是首先经过相应的 变换器，将其转化为直流数字电压表可以接受的直流电压，然 后送入直流

12、数字电压表，经模数转换器变换为数字量，再经 计数器计数并以十进制数字将被测量显示出来。 数字式万用表 A mA V/ 功能和量程 选择开关 液晶显示器 输入端插孔 插座 COM 直流 发电机 RA RV Rx N S 1 2 屏 G 线 L 地 E + 兆欧表俗称摇表，是测量绝缘体电阻的专用仪表， 主要由磁电式流比计与手摇直流发电机组成。 兆欧表的使用 1 正确选用兆欧表 兆欧表的额定电压应根据被测电气设备的额定电压来 选择。测量500V以下的设备，选用500V或1000V的 兆欧表；额定电压在500V以上的设备，应选用1000V 或2500V的兆欧表；对于绝缘子、母线等要选用 2500V或3

13、000V兆欧表。 使用前检查兆欧表是否完好 将兆欧表水平且平稳放置，检查指针偏转情况：将E、 L两端开路，以约120r/min的转速摇动手柄，观测指 针是否指到“”处；然后将E、L两端短接，缓慢摇 动手柄，观测指针是否指到“0”处，经检查完好才 能使用。 兆欧表的使用 （1）兆欧表放置平稳牢固，被测物表面擦干净，以保证 测量正确。 （2）正确接线 兆欧表有三个接线柱：线路（L）、接地 （E）、屏蔽（G）。跟据不同测量对象，作相应接线。测 量线路对地绝缘电阻时，E端接地，L端接于被测线路上； 测量电机或设备绝缘电阻时，E端接电机或设备外壳，L端 接被测绕组的一端；测量电机或变压器绕组间绝缘电阻时

14、 先拆除绕组间的连接线，将E、L端分别接于被测的两相绕 组上；测量电缆绝缘电阻时E端接电缆外表皮（铅套）上， L端接线芯，G端接芯线最外层绝缘层上。 E L G 电缆外皮 内层绝缘 电缆芯 M （3）由慢到快摇动手柄，直到转速达120r/min 左右，保持手柄的转速均匀、稳定，一般转动1 min ，待指针稳定后读数。 （4）测量完毕，待兆欧表停止转动和被测物接 地放电后方能拆除连接导线。 注意事项 因兆欧表本身工作时产生高压电，为避免人身及设备事故必须重视以 下几点： （1）不能在设备带电的情况下测量其绝缘电阻。测量前被测设备 必须切断电源和负载，并进行放电；已用兆欧表测量过的设备如要再 次测

15、量，也必须先接地放电。 （2）兆欧表测量时要远离大电流导体和外磁场。 （3）与被测设备的连接导线应用兆欧表专用测量线或选用绝缘强 度高的两根单芯多股软线，两根导线切忌绞在一起，以免影响测量准 确度。 （4）测量过程中，如果指针指向“0”位，表示被测设备短路， 应立即停止转动手柄。 （5）被测设备中如有半导体器件，应先将其插件板拆去。 （6）测量电容性设备的绝缘电阻时，测量完毕，应对设备充分放 电 常用低压继电保护电器 低压电器分类及产品型号 1. 常用低压继电保护电器的分类 低压断路器 1) 低压断路器的结构与原理 低压断路器主要由三部分组成: 触头和灭弧系 统, 各种脱扣器（包括电磁脱扣器、

16、 欠压脱扣器、 热脱扣器）， 操作机构和自由脱扣机构（包括锁 链和搭钩）。 低压断路器的按钮和触头接线柱分 别引出壳外， 其余各组成部分均在壳内。 低压断 路器的工作原理如图所示。 低压断路器原理及符号 (a) 原理图； (b) 符号 1 2 345 6 7 8 9 10 11 12 13 (a)(b) QF 1主弹簧；2主触头；3锁链； 4搭钩；5轴；6电磁脱扣器； 7杠杆；8电磁脱扣器衔铁； 9弹簧；10欠压脱扣器衔铁； 11欠压脱扣器；12双金属片； 13热元件 接触器 接触器的作用与分类 接触器是一种可对交、 直流主电路及大容量控制 电路作频繁通、 断控制的自动电磁式开关， 它通 过电

17、磁力作用下的吸合和反力弹簧作用下的释放使 触头闭合和分断， 从而控制电路的通断。 接触器的结构与原理 接触器的结构如图所示。 其中， 电磁机构包括 线圈、 铁心和衔铁。 触头系统中的主触头为常开触点， 用于控制主 电路的通断; 辅助触头包括常开、 常闭两种， 用于 控制电路， 起电气联锁作用。 其他部件还包括反 作用弹簧、 缓冲弹簧、 触头压力弹簧、 传动机构 和外壳等。 图 CJ20系列交流接触器结构示意 1动触桥； 2静触点； 3衔铁； 4缓冲弹簧； 5电磁线圈； 6铁心； 7垫毡； 8触头弹簧； 9灭弧罩； 10触头压力弹簧 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 常用的交流接触器 新

18、产品结构紧凑， 技术性能显著提高， 多采用积木 式结构， 通过螺钉和快速卡装在标准导轨上的方式加 以安装。 交、 直流接触器的主要技术参数有额定电压、 额定电流、 吸引线圈的额定电压等。 接触器的图形 及文字符号如图。 KMKM (a)(b)(c) 接触器的图形符号 (a) 线圈； (b) 常开触点； (c) 常闭触点 继电器 1. 继电器的结构、 作用 1) 继电器的结构 继电器的结构和工作原理与接触器相似， 也 是由电磁机构和触点系统组成的， 但继电器没有主触 点， 其触点不能用来接通和分断负载电路， 而均接于 控制电路， 且电流一般小于 ， 故不必设灭弧装置。 2) 继电器的作用 继电器

19、主要用于进行电路的逻辑控制， 它根据输 入量（如电压或电流）， 利用电磁原理，通过电 磁机构使衔铁产生吸合动作， 从而带动触点动作， 实现触点状态的改变， 使电路完成接通或分断控 制。 2. 常用继电器 继电器应用广泛， 种类繁多， 下面仅介绍常用的几 种。 1) 热继电器 (1) 热继电器的作用。 在电力拖动控制系统中， 热继电器是对电动机在长时 间连续运行过程中过载及断相起保护作用的电器。 发热元件 功能：过载保护 热继电器 结构： I I 常闭触头 双金 属片 工作原理： 发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属 片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上 弯曲，扣板被弹簧拉回，

20、常闭触头断开。 扣板 热继电器的符号 发热元件 串联在主电路中 串联在控制电路中 常闭触头 FR FR (4) 热继电器的主要参数及选用。 热继电器的整定电流： 指热元件在正常持续工 作中不引起热继电器动作的最大电流值。 热继电器额定电流： 指热继电器中可以安装的 热元件的最大整定电流值。 热元件的额定电流： 指热元件的最大整定电流 值。 2) 时间继电器 时间继电器是一种按时间原则进行控制的继电器。 它利用电磁原理， 配合机械动作机构能实现在得 到信号输入（线圈通电或断电）后的预定时间内的 信号的延时输出（触点的闭合或断开）。 时间继 电器种类很多， 常用的有电磁式、 空气阻尼式、 电动式和

21、晶体管式等。 (1) 通电延时型： 线圈通电， 延时一定时间后延 时触点才闭合或断开； 线圈断电， 触点瞬时复位。 (2) 断电延时型： 线圈通电， 延时触点瞬时闭合 或断开； 线圈断电， 延时一定时间后延时触点才 复位。 时间继电器的图形符号 (a) 线圈一般符号； (b) 通电延时线圈； (c) 断电延时线圈； (d) 延时闭合常开触点； (e) 延时断开常闭触点； (f) 延时断开常开触点； (g) 延时闭合常闭触点； (h) 瞬时常开触点； (i) 瞬时常闭触点 KT KT (d)(c) KT (e) KTKT KT (f) KT (g) KT KT (h) KT (i) (b)(a)

22、 3) 中间继电器 中间继电器的作用是将一个输入信号变成多个输出信 号， 当其他继电器的触头对数或触点容量不够时， 可 借助中间继电器来扩充它们， 起到中间转换的作用。 4) 固态继电器 固态继电器是一种具有类似电磁式继电器功能， 输入 回路与输出回路隔离， 无机械运动机构的继电器， 由 于是无触点结构， 因此称为固态继电器。 由半导体器 件或电子电路功能块与电磁式继电器组成的继电器称为 混合式固态继电器。 固态继电器与电磁式继电器相比 有明显的优点。 固态继电器的优点： 无运动零件， 因此动作速度快， 接触可靠， 抗震动、 冲击性能好， 无动作噪声。 无燃弧触点， 对其他电路干扰小， 没有因

23、火花 而引起爆炸的危险。 输入功率小， 灵敏度高。 容易做成多功能继电器。 使用寿命长。 5) 温度继电器 温度继电器主要用于对电动机、 变压器和一 般电气设备的过载、 堵转、 非正常运行引起的过热进 行保护。 使用时， 将温度继电器埋入电机绕组或介质 中， 当绕组或介质温度超过允许温度时， 继电器就快 速动作切断电路， 使电器不会损坏； 当温度下降到复 位温度时， 继电器又能自动复位。 主令电器 1. 控制按钮 控制按钮简称按钮， 是最常用的主令电器。 按钮 为手动控制， 可作远距离电气控制使用。 按钮的 结构示意如图 所示， 按钮结构示意 1按钮帽；2复位弹簧；3动触头； 4常闭静触头；5

24、常开静触头 1 2 3 4 5 按钮的图形和文字符号 (a) 常开触点； (b) 常闭触点； (c) 复式触点 (a) SBSB (b) SB (c) 按钮可根据实际工作需要组成多种结构形式， 如 LA18 系列按钮采用积木式结构， 触头数量按需要拼 装， 最多可至六对常开触点和六对常闭触点。 工作中 为便于识别不同作用的按钮， 避免误操作， 国标GB 5226-85 对其颜色规定如下： (1) 停止和急停按钮： 红色。 按红色按钮时， 必须 使设备断电、 停车。 (2) 启动按钮： 绿色。 (3) 点动按钮： 黑色。 (4) 启动与停止交替按钮： 必须是黑色、 白色或灰 色， 不得使用红色和

25、绿色。 (5) 复位按钮： 必须是蓝色； 当其兼有停止作用时， 必须是红色。 2. 行程开关 行程开关又称限位开关， 用于机械设备运 动部件的位置检测， 是利用生产机械某些运动 部件的碰撞来发出控制指令， 以控制其运动方 向或行程的主令电器。 行程开关及结构示意 (a) 外形； (b) 结构 行程开关的图形和文字符号 (a) 常开触点； (b) 常闭触点 (b) SQ (a) SQ 电机起动、停车（点动、连续运行、多地点 控制、顺序控制等） 电机正反转控制 行程控制 时间控制 基本控制环节 简单的接触器控制 ABC M 3 刀闸起隔离作用 自保持 停止 按钮 起动 按钮 电动机连续运行 自保持

26、 KM SB2 C M 3 ABC KM FU QS B SB1 起动 按钮 停车 按钮 KM 注意：接触器线圈电压380V时， 采用此种接线方式。 KM SB1 KM SB2 FR M 3 ABC KM FU QS FR 电流成回路， 只要接两相就可以了。 异步机的直接起动 + 过载保护 发热 元件 热继电 器触头 例如：甲、乙两地同时控制一台电机。 方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。 多地点控制 KM SB1甲甲 SB2甲甲 KM SB3乙乙 SB4乙乙 乙地 甲地 QS FR M 3 A B C KM FU 方法一：用复合按钮。 点动+连续运行 SB3：点动 SB2：连续运行 控制

27、关系 该电路缺点：动作不够可靠。 KM SB1 KM SB2 FR SB3 主电路 控制电路 SB KA SB1 KA SB2 FR KM KA M 3 A B C KM FU 方法二：加中间继电器（方法二：加中间继电器（KA）。）。 控制控制 关系关系 SB：点动：点动 SB2：连续运行：连续运行 FR 以下控制电路能否实现即能点动、 又能连续运行 思考 不能点动！ KM SB1 KM SB2 FR SB 11.2.2 电机的正反转控制 KMF KMFSB1 SBF FR KMR KMR KMR SBR M 3 ABC KMF FU QS FR 该电路必须先停车才能由正转到反转或由 反转到正转。SBF和SBR不能同时按下， 否则会造成短路！ 操作过程： SBF正转 SBR反转停车 SB1 正转正转 电机的正反转控制 加互锁 互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转 时，SBF不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成