第一章常用低压电器

19一月2023第一章常用低压电器第一节常用低压电器基本知识第二节熔断器第三节热继电器第四节电磁式接触器第五节电磁式电压、电流继电器第六节时间继电器与速度继电器第七节低压断路器第八节主令电器19一月2023

是指工作在交流1200V、直流1500V及以下的电路中，起通断、保护、控制、检测、变换和调节用的电器统称为低压电器。第一节常用低压电器基本知识低压电器：一、低压电器的分类1、按用途分类：（2）低压控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。如：接触器、控制继电器、主令电器、电阻器、电磁铁等。（1）低压配电电器：用于供、配电系统中进行电能输送和分配的电器。如：刀开关、低压断路器、熔断器等；19一月20232、按操作方式分类：（2）手动电器：依靠人力来完成接通、分断、起动和停止等动作的电器。主要有刀开关、转换开关和主令电器等。（1）自动电器：通过电磁或气动机构动作来完成接通、分断、起动和停止等动作的电器。主要有接触器、继电器、断路器等。3、按工作原理分类：（2）非电量控制电器：该电器的感测元件接受的是热量、温度、转速、机械力等非电量信号。（1）电磁式电器：该电器的感测元件接受的是电流或电压等电量信号。19一月20234、按使用场合分类：有一般工作用电器、特殊工矿用电器、航空用电器、船舶用电器、建筑用电器、农用电器等。二、电磁式低压电器结构与工作原理

1、基本机构1）电磁机构的结构型式：由吸引线圈、铁心、衔铁组成。

图1-1电磁机构a-直动式电磁机构b-拍合式电磁机构衔铁2-铁心3-线圈（1）电磁机构19一月20232）线圈：直流线圈与交流线圈电压线圈与电流线圈（2）触头系统1）电接触与接触电阻

触头系统是电磁式低压电器的执行部分，起接通与分断电路的作用。要求触头导电、导热性能好。2）触头的接触形式：有点接触、线接触和面接触三种图1-2触头的接触形式a-点接触b-线接触c-面接触19一月20233）触头的结构形式：有桥式触头和指形触头。图1-3触头的结构形式a-点接触桥式触头b-面接触桥式触头c-线接触指形触头

触头的分类按原始状态不同可分为常开触头（动合触头）和常闭触头（动断触头）。19一月20234）减少接触电阻的方法：触头材料选用电阻系数小的材料，使触头本身的电阻尽量减小；增加触头的接触压力，一般在动触头上安装触头弹簧；改善触头表面状况，尽量避免或减小表面氧化膜形成，在使用过程中尽量保持触头清洁。19一月20232、电磁机构工作原理（1）电磁机构反力特性和吸力特性1）反力特性：电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙的关系曲线。2）吸力特性：线圈通电后，铁心吸引衔铁吸合的力与气隙的关系曲线。①直流电磁机构的吸力特性②交流电磁机构的吸力特性19一月2023交流电磁机构电磁吸力随时间变化曲线19一月20232）吸力特性与反力特性的配合。衔铁吸合时，吸力应大于反力；衔铁释放时，反力应大于剩磁吸力；图1-6电磁机构吸力特性与反力特性的配合1-直流吸力特性2-交流吸力特性3-反力特性4-剩磁吸力特性③剩磁的吸力特性19一月2023图1-7交流电磁机构短路环图1-8电磁机构的继电特性（2）交流电磁机构短路环的作用（3）电磁机构的输入-输出特性19一月20234）高温游离1）强电场放射2）撞击电离3）热电子发射2、电弧的产生和灭弧方法（1）电弧的产生过程（2）电弧的产生原因（3）灭弧的基本方法1）快速拉长电弧。2）冷却灭弧3）窄缝灭弧4）长弧割成短弧19一月2023

图1-9双断口电动力吹弧1-静触头2-动触头3-电弧（3）常用的灭弧装置1）电动力吹弧19一月2023图1-10磁吹灭弧原理1-磁吹线圈2-铁心3-导磁夹板4-引弧角5-灭弧罩6-磁吹线圈磁场7-电弧电流磁场8-动触头2）磁吹灭弧19一月2023图1-11栅片灭弧示意图1-灭弧栅片2-触头3-电弧3）栅片灭弧19一月2023图1-12窄缝灭弧1-纵缝2-介质3-磁性夹板4-电弧4）窄缝灭弧19一月2023

熔断器是一种当电流超过规定值一定时间后,以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电路的电器.广泛应用于低压配电系统及用电设备中作短路和过电流保护。第二节熔断器一、熔断器结构及工作原理

19一月2023图1-13熔断器的保护特性二、熔断器的保护特性

19一月2023（1）额定电压（2）额定电流（3）极限分断能力（4）最小熔化电流三、熔断器的主要技术参数及典型产品1、熔断器的主要技术参数19一月2023按结构分有：半封闭瓷插式、螺旋式、无填料封闭管式和有填料封闭管式熔断器。瓷插式熔断器螺旋式熔断器有填料封闭管式熔断器2、熔断器的典型产品19一月2023

按用途分：工业用熔断器、半导体保护用熔断器、快速熔断器和特殊熔断器。

典型产品有：RL6、RL7、RL96、RLS2系列螺旋式熔断器，RL1B系列带断相保护螺旋式熔断器，RT18、RT18-□X系列熔断器以及RT14系列有填料密封管式熔断器。还有国外引进技术生产的NT系列有填料密闭式刀型触头熔断器与NGT系列半导体器件保护用熔断器等。RL系列型号含义：19一月2023图1-14螺旋式熔断器结构示意图1-瓷帽2-金属螺管3-指示器4-熔管5-瓷套6-下接线端7-上接线端8-瓷座RL6、RL7螺旋式熔断器结构示意图：19一月20232）先选定熔体的规格，再选择熔断器的规格。3）熔断器的保护特性应与被保护对象的过载特性有良好的配合。4）配电系统中各级熔断器应相互匹配。三、熔断器的选用1、熔断器的选择原则1）根据使用条件确定熔断器的类型。

5）保护电动机的熔断器应注意电动机起动电流的影响。6）熔断器的额定电流应大于或等于熔体的额定电流；额定分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流。2、一般熔断器的选择（1）熔断器类型的选择（2）熔断器额定电压的选择（3）熔体额定电流的选择（4）熔断器额定电流的选择19一月2023

热继电器是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构动作的电器。主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动机的断相保护。

第三节热继电器19一月2023图1-15热继电器保护特性与电动机过载特性的配合１-电动机的过载特性2-热继电器的保护特性１、应具有合理可靠的保护特性２、具有一定的温度补偿４、具有手动复位与自动复位功能３、热继电器动作电流可以方便地调节一、电气控制对热继电器性能的要求19一月2023图1-16双金属片式热继电器结构原理图1-主双金属片2-电阻丝3-导板4--补偿双金属片5-螺钉6-推杆7-静触头8-动触头9-复位按钮10-调节凸轮11-弹簧二、双金属片热继电器的结构及工作原理19一月2023图1-17电动机三角形联结时U相断线时的电流分析图1-18差动式断相保护机构及工作原理a)通电前b)三相正常电流c)三相均匀过载d)W相断路1-上导板2-下导板3-杠杆4-顶头5-补偿双金属片6-主双金属片三、带断相保护的热继电器19一月2023常用的热继电器有：JR20、JRS1、JR36、JR21、3UA5、3UA6、LR1-D、T系列等型号热元件号整定电流范围/A型号热元件号整定电流范围/AJR20-10配CJ20-101R0.1~0.13~0.15JR20-10配CJ20-109R2.6~3.2~3.82R0.15~0.19~0.2310R3.2~4~63R0.23~0.29~0.3511R4~5~64R0.35~0.44~0.5312R5~6~75R0.53~0.67~0.813R6~7.2~8.46R0.8~1~1.214R8.6~10~11.67R1.2~1.5~1.815R0.1~0.13~0.158R1.8~2.2~2.6JR20系列热继电器技术数据四、热继电器典型产品及主要技术参数19一月2023型号热元件号整定电流范围/A型号热元件号整定电流范围/AJR20-16配CJ20-161S3.6~4.5~5.4JR20-25配CJ20-253T2.6~3.2~3.82S5.4~6.7~84T3.2~4~63S8~10~12JR20-63配CJ20-631U4~5~64S10~12~142U5~6~75S12~14~163U6~7.2~8.46S14~16~184U8.6~10~11.6JR20-25配CJ20-251T7.8~9.7~11.65U0.1~0.13~0.152T11.6~14.3~176U55~62~71JR20系列热继电器技术数据(续)19一月2023JR20系列型号含义:19一月20231）热继电器有三种安装方式，应按实际安装情况选择其安装型式。2）原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。3）在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作。4）一般情况下可选用两相结构的热继电器。对于电网电压均衡性较差、无人看管的电动机或与大容量电动机共用一组熔断器的电动机，宜选用三相结构的热继电器。定子三相绕组为三角形联结的电动机，应选用带断相保护装置的三元件热继电器。5）双金属片式热继电器一般用于轻载、不频繁起动电动机的过载保护。6）当电动机工作于重复短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。五、热继电器的选用19一月2023

接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。第四节电磁式接触器19一月2023一、接触器的结构及工作原理1、接触器的结构接触器由电磁机构、触头系统、灭弧装置及辅助部件等构成。2、接触器的工作原理图1-19交流接触器的结构与工作原理19一月2023二、接触器的主要技术参数

接触器的主要技术参数有极数和电流种类，额定工作电压、额定工作电流（或额定控制功率），额定通断能力，线圈额定电压，允许操作频率，机械寿命和电寿命，接触器线圈的起动功率和吸持功率，使用类别等。（1）极数和电流种类（2）额定工作电压（3）额定工作电流（4）约定发热电流（5）额定通断能力（6）线圈额定工作电压（7）允许操作频率（8）机械寿命和电气寿命（9）接触器线圈的起动功率和吸持功率（10）使用类别19一月2023典型产品有：CJ20、CJ21、CJ26、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、STF系列交流接触器等。CJ20系列型号含义：三、常用典型交流接触器简介1、空气电磁式交流接触器19一月2023B系列型号含义：19一月2023

专用于低压无功补偿设备中投入或切除并联电容器组，以调整用电系统的功率因素。

常用产品有：CJ16、CJ19、CJ41、CJX2A、LC1-D、6C系列等。

以真空为灭弧介质，其主触头密封在真空开关管内。适用于条件恶劣的危险环境中。

常用的真空交流接触器有：CKJ和EVS系列等。2、切换电容器接触器3、真空交流接触器19一月2023

应用于直流电力线路中，供远距离接通与分断电路及直流电动机的频繁起动、停止、反转或反接制动控制，以及CD系列电磁操作机构合闸线圈或频繁接通和断开电磁铁、电磁阀、离合器和电磁线圈等。

常用直流接触器有：CJ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。四、直流接触器19一月2023CZ18系列接触器型号含义：19一月2023（1）接触器极数和电流种类的确定。（2）接触器使用类别的确定。（3）主触头的电流等级的确定。（4）接触器的额定电压的确定。（5）接触器线圈的额定电压的确定。（6）接触器触头数和种类。五、接触器的选用19一月2023

继电器是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触头或突变量促使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一种控制元件。它用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁等，控制主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序进行工作，实现自动控制和保护的目的。第五节电磁式电压、电流继电器19一月2023一、概述1、继电器的结构及与接触器的区别1）感测机构2）中间机构3）执行机构继电器与接触器的区别继电器一般用于控制小电流电路，所以不加灭弧装置。能对相应的电量或非电量作出反应。接触器一般用于控制大电流电路，所以要加灭弧装置。只能对电压的变化作出反应。继电器的结构19一月2023（二）电磁式继电器的分类按用途不同分有：控制继电器、保护继电器、通讯继电器和安全继电器等电磁式继电器按输入信号不同分有：电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器和中间继电器按线圈电流种类不同分有：交流继电器和直流继电器19一月2023（1）额定参数（2）动作参数（5）动作时间（3）整定参数

（4）返回系数2、继电器主要参数3、继电器的分类（1）按对被控电路的控制方式不同（2）按应用领域、环境不同（3）按输入信号的性质不同

（4）按工作原理不同19一月2023二、电磁式继电器1、电磁式继电器的基本结构和工作原理图1-21电磁式继电器的典型结构1-底座2-铁心3-释放弹簧4-调节螺母5-调节螺母6-衔铁7-非磁性垫片8-极靴9-触头系统10-线圈（1）电磁式继电器的基本结构1）电磁机构2）触头系统3）调节装置（2）电磁式继电器的工作原理19一月20232、电磁式继电器用途与分类名称动作特点主要用途电压继电器当电路中端电压达到规定值时动作用于电动机失电压或欠电压保护以及制动和反转控制等电流继电器当电路中通过的电流达到规定值时动作用于电动机的过载及短路保护，直流电动机磁场控制及失磁保护中间继电器当电路中端电压达到规定值时动作触头数量较多，通过它增加控制回路数或起信号放大作用时间继电器自得到动作信号起至触头动作有一定延时用于交流电动机，作为以变量起动时切换电阻的加速继电器，笼型电动机的自动星-三角起动、能耗制动及控制各种生产工艺程序等电磁式控制继电器的分类及用途19一月2023

电压继电器是反映电压变化的控制电器。线圈与负载并联，以反映负载电压，其线圈匝数多而导线细。

分：过电压、欠电压、零电压继电器。在电路中用于过电压保护在电路中用于欠电压保护三、电磁式电压继电器1、过电压继电器2、欠电压继电器19一月20231．过电流继电器四、电磁式电流继电器

电流继电器是反映电路电流的大小。线圈与负载串联。以反映负载电流，其线圈匝数小而导线粗。分为过电流继电器与欠电流继电器。

用于过电流保护2．欠电流继电器用于欠电流保护19一月2023五、电磁式中间继电器

中间继电器实质上是一种电压继电器，但它的触点数量较多，容量较大，起到中间放大（触点数量和容量）作用。图1-24JZ7系列中间继电器的结构及符号19一月2023１．直流电磁式通用继电器常用的有JT3、JT9、JT10、JT18等系列２．电磁式中间继电器常用的有JZ7、JDZ2、JZ14等系列3．电磁式交、直流电流继电器常用的有JL3、JL14、JL15等系列六、常用典型电磁式继电器简介4．JT4系列交流电磁继电器

19一月20236、继电器返回系数的调节

2、使用类别的选用

3、额定工作电流与额定工作电压的选用5、工作制的选用六、电磁式继电器的选用1、类型和系列的选用

4、使用环境的选用19一月2023

从得到输入信号开始，经一定延时才有信号输出的继电器，对于电磁式时间继电器，当电磁线圈通电或断电后，经一段时间，延时触头状态才发生变化，即延时触头才动作。分类：电磁式、空气阻尼式、同步电动机式、晶体管式等几大类。延时方式：通电延时和断电延时两种。第六节时间继电器与速度继电器一、时间继电器19一月20231、直流电磁式时间继电器图1-25直流电磁式时间继电器1-阻尼铜套2-释放弹簧3-调节螺母

4-调节螺钉5-衔铁6-非磁性垫片7-电磁线圈

直流电磁式时间继电器只有直流断电延时时间继电器。19一月2023

原理：空气式时间继电器是利用空气阻尼的原理制成的组成：电磁系统、延时机构、工作触点分类：通电延时型、断电延时型2、空气阻尼式时间继电器19一月2023图1-27JS7-A系列空气阻尼式时间继电器结构原理图a-通电延时型b-断电延时型1-线圈2-铁心3-衔铁4-反力弹簧5-推板6-活塞杆7-塔形弹簧8-弱弹簧9-橡皮膜10-空气室壁11-调节螺钉12-进气孔13-活塞14、16-微动开关15-杠杆19一月2023图1-28时间继电器的符号典型产品：JS7、JS23、JSK□系列的时间继电器。19一月20233、晶体管时间继电器晶体管时间继电器除了执行继电器外，均由电子元器件组成，没有机械零件。具有寿命长、精度较高、体积小、延时范围宽、控制功率小等优点。分为阻容式和数字式晶体管时间继电器两类。可分为通电延时型、断电延时型、带瞬动触头的通电延时型等。19一月2023图1-29JS20系列通电延时型晶体管时间继电器电路图19一月20234、时间继电器的选用1）时间继电器延时方式的选用。2）时间继电器类型的确定。3）延时闭合触头还是延时断开触头的确定。4）考虑电气控制对延时触头数量和瞬动触头数量的要求。5）注意电源参数变化对时间继电器的影响。6）注意环境温度变化对时间继电器的影响。7）考虑操作频率对时间继电器电气寿命的影响，避免出现误动作。19一月2023二、速度继电器

速度继电器是将电动机的转速信号经电磁感应原理来实现触头动作的电器。组成：定子、转子和触头系统，见下图。根据电动机的额定转速、控制要求来选择。19一月2023

低压断路器又称自动开关或空气开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。第七节低压断路器19一月2023图1-32低压断路器工作原理1-分闸弹簧2-主触头3-传动杆4-锁扣5-轴6-过电流脱扣器7-热脱扣器8-欠压失压脱扣器9-分励脱扣器1．主触头及灭弧装置2．脱扣器3．自由脱扣机构和操作机构一、低压断路器的结构和工作原理（1）分励脱扣器（2）欠电压、失电压脱扣器（3）过电流脱扣器

（4）热脱扣器19一月20231．低压断路器的主要技术数据（1）额定电压（2）断路器额定电流（3）断路器壳架等级额定电流（4）断路器的通断能力2．保护特性图1-33低压断路器的保护特性

1-被保护对象的发热特性

2-低压断路器保护特性二、低压断路器的主要技术数据和保护特性19一月2023

塑壳式低压断路器根据用途分为配电用熔断器、电动机保护用和其它负载用断路器，用作配电线路、电动机、照明电路及电热器等设备的电源开展开关及保护。

常用的有：DZ15、DZ20、H、T、3VE、S等系列。后四种是引进国外技术生产的产品。三、塑壳式低压断路器典型产品四、塑壳式低压断路器的选用塑壳式低压断路器常用来作电动机的过载与短路保护。塑壳式低压断路器选择原则是：1）断路器额定电压等于或大于线路额定电压。2）断路器额定电流等于或大于线路或设备额定电流。19一月20233）断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的最大短路电流。4）欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。5）分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。6）长延时电流整定值等于电动机额定电流。7）瞬时整定电流：笼型异步电动机的断路器是8-15倍电动机额定电流；绕线转子异步电动机的断路器是3-6售字处理定电流。8）6倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大于电动机实际起动时间。19一月2023

主令电器是一种在电气自动控制系统中用于发送或转换控制指令的电器。常用的主令电器有控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。其开关特性见下图。第八节主令电器图1-34主令电器的开关特性19一月2023一、控制按钮

控制按钮是一种结构简单、应用广泛的主令电器。主要用于远距离操作具有电磁线圈的电器，如接触器、继电器等，也可用在控制电器中发布指令和执行电气联锁。19一月2023图1-35控制按钮结构与符号1-按钮2-复位弹簧3-常闭静触头4-动触头5-常开静触头

控制按钮选用原则：1）按钮防护形式的选择2）按钮结构形式的选择3）按钮数量的选择4）按钮及指示灯颜色的选择19一月2023

行程开关