低压元器件及低压电气基础知识教学

低压元器件的使用教学重点：1．熟悉常用低压熔断器的种类、结构特点及应用场合；2．熟悉常用低压熔断器的选用及电气符号；教学难点：如何使用仪表测量低压熔断器的主要部件及判断元器件的好坏。教法：视频教学、任务教学、一体化教学。教学过程低压电器定义：

用于交流1200V、直流1500V级以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。按操作方式分类：

手动电器：刀开关、按钮……

自动电器：接触器、继电器……电气元件本节内容简介本节课我们主要讲解电气控制回路中常用的一些电气元件，通过了解它们在回路中的作用，元件结构，工作原理来掌握它们平时运行的情况；低压元件课程大纲断路器1交流接触器2中间继电器3热继电器4按钮指示灯6转换开关7行程开关85电流互感器910电气常识低压元件常用电气元件低压元件—断路器1、断路器1.1断路器图片：

低压元件—断路器1.2断路器的作用：

低压断路器又叫自动空气开关，既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载和短路保护的电器。可用来分配电能，不频繁地启动异步电机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或短路及欠电压等故障时能自动切断电路。低压元件—断路器1.3断路器的原理:

5－过电流脱扣器6－过载脱扣器7－失压脱扣器8－分励脱扣器低压元件—断路器1.4

断路器符号和型号：1)文字符号：QF2)图形符号：QFQF低压元件—断路器3）型号：主要有DZ15、DZ20、DZ47系列DZ47-60低压元件—交流接触器2、交流接触器2.1交流接触器的图片：低压元件—交流接触器交流接触器图片低压元件—交流接触器交流接触器图片低压元件—交流接触器交流接触器图片

低压元件—交流接触器2.2

交流接触器的结构和工作原理:1）基本结构：

电磁机构：由线圈、动铁心（衔铁）和静铁心组成。触头系统：由主触头和辅助触头组成。主触头用于通断主电路，辅助触头用于控制电路中。低压元件—交流接触器2）文字符号：KM3）图形符号：线圈辅助常闭触头辅助常开触头主触头低压元件—交流接触器4）交流接触器主要型号是CJ**，具体型号意义如下：型号频率辅助触头额定电流线圈电压主触头额定电流额定电压可控制电动机功率CJ20-1050Hz5A～36～127～220～38010380/2204/2.2KWCJ20-1616380/2207.5/4.5KWCJ20-100100380/22050/58KW低压元件—热继电器3、热继电器3.1热继电器图片：功能：过载保护工作原理：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，常闭触头断开。符号：发热元件FR（串联在主电路中）常闭触头FR（串联在控制电路中）JR36JR28热继电器低压元件—热继电器低压元件—热继电器低压元件—热继电器2）文字符号：FR3）图形符号：热元件常闭触头常开触头低压元件—热继电器4）主要型号及技术参数常用的热继电器有：JR0、JR2、JR9、JR10、JR15、JR16、JR20、JR36等几个系列。型号额定电流热元件规格额定电流电流调节范围JR36-20/3200.350.25~0.350.50.32~0.51.61.0~1.65.03.2~5.011.06.8~112214~22低压元件—中间继电器4、中间继电器4.1中间继电器图片低压元件—中间继电器4.2

中间继电器的结构和工作原理

中间继电器的原理是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大（即增大触头容量）的继电器。其实质是电压继电器，但它的触头数量较多（可达8对），触头容量较大（5～10A），动作灵敏。1）文字符号：KA2）图形符号：吸引线圈常闭触头常开触头低压元件—中间继电器3）用途

当其它电器的触头对数不够用时，可借助中间电器来扩展它们的触头数量。也可以实现触点通电容量的扩展。低压元件—电流互感器5、电流互感器

电流互感器是将一次侧的大电流，按比例变为适合通过仪表或继电器使用的，额定电流为5A的变换设备。5.1电流互感器的工作原理电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器（以下简称电流互感器）。它的工作原理和变压器相似。电流互感器一、二次电流之比称为电流互感器的额定互感比。

式中一次线圈的额定电流二次线圈的额定电流，5A。低压元件—电流互感器5.2电流互感器的特点：

1）一次绕组串联在电路中，并且匝数很少。一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关。

2）电流互感器二次绕组所接仪表的电流线圈的阻抗很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路的状态下运行。低压元件—电流互感器5.3电流互感器注意事项：

1）电流互感器的二次侧在使用时绝对不可开路。使用过程中拆卸仪表或继电器时，应事先将二次侧短路。安装时接线应可靠，不允许二次侧安装熔丝。2）二次侧必须有一端接地。防止一、二次侧绝缘损坏后高压窜入二次侧，危及人身和设备安全。3）接线时要注意极性。电流互感器一、二次侧的极性端子，都用字母标明极性。4）一次侧串接在线路中，二次侧与继电器或测量仪表串接。

低压元件—按钮6、按钮6.1按钮的图片低压元件—按钮按钮的图片低压元件—按钮按钮的图片

按钮产品外形图作用：按钮是一种简单的手动电器，用来接通和断开控制电路。按

钮

注意：红色是急停按钮，绿色是起动按钮。“点动”按钮必须是黑色。低压元件—按钮常开按钮电路符号SB常闭按钮电路符号SB复合按钮电路符号SB低压元件—按钮低压元件—按钮6.2

按钮的结构及工作原理：1）基本结构及工作原理：2）文字符号：SB3）图形符号：常开按钮常闭按钮复合按钮SBSBSB低压元件—按钮4）按钮的使用：（1）选择时应根据所需的触头数、使用的场所及颜色来确定。常用的LA18,LA19,LA20系列按钮开关，适用AC500V,DC440V,额定电流5A，控制功率为AC300W,DC70W的控制回路中。

（2）按钮颜色要求：

①“停止”和“急停”按钮必须是红色。当按下红色按钮时，必须使设备停止工作或断电。

②“起动”按钮的颜色是绿色。

③“起动”与“停止”交替动作的按钮必须是黑色、白色或灰色，不得用红色和绿色。低压元件—指示灯7、指示灯7.1指示灯的图片：低压元件—指示灯7.2

指示灯的作用：

红绿指示灯的作用有三：一是指示电气设备的运行与停止状态；二是监视控制电路的电源是否正常；三是利用红灯监视跳闸回路是否正常，用绿灯监视合闸回路是否正常。低压元件—转换开关8、转换开关8.1转换开关图片低压元件—转换开关转换开关图片低压元件—转换开关8.2

转换开关的结构和工作原理1）基本结构及工作原理

万能转换开关由操作机构、面板、手柄及数个触头座等主要部件组成。低压元件—转换开关2）文字符号：SA3）图形符号：

各触头在手柄转到不同档位时的通断状态用黑点“·”表示，有黑点者表示触头闭合，无黑点者表示触头断开。低压元件—行程开关9、行程开关9.1行程开关图片低压元件—行程开关行程开关图片低压元件—行程开关2）文字符号：SQ3）图形符号：常开触头常闭触头低压元件—行程开关4）基本结构及工作原理电器符号标注电器名称文字标号图形符号闸刀开关QS熔断器FU按钮SB常开：常闭：组合开关：接触器KM主触头：辅助常开触头：辅助常闭触头：线圈：热继电器FR发热元件：常闭触头：行程开关SQ常开：常闭：电力拖动系统组成主电路：由电动机、接触器主触点等电器元件组成。（电流大）控制电路：由接触器线圈、按钮、继电器等电器元件组成。（电流小）

说明：

同一电器各工作部件画在各处，但它们的动作相互关联。

同一电器上的各部件，必须标以相同文字符号。电动机起、停控制方式的演示电动机接触器起、停控制方式的演示电气常识10、电气常识用电负荷分类

按受到突然中断供电所引起的影响，用电负荷可以分为一类负荷、二类负荷和三类负荷。一类负荷：也称一级负荷，指突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起对周围环境严重污染，造成经济上的巨大损失，如重要的大型设备损坏，重要产品或用重要原料生产的产品大量报废，连续生产过程被打乱，且需很长时间才能恢复生产；以及突然中断供电将会造成社会秩序严重混乱或产生政治上的严重影响的，如重要的交通与通讯枢纽、国际社交场所等用电负荷。电气常识二类负荷：也称二级负荷，是指突然中断供电会造成经济较大的损失，如生产的主要设备损坏，产品大量报废或减产，连续生产过程需较长时间才能恢复；突然中断供电将会造成社会秩序混乱或在政治上产生较大影响，如交通与通讯枢纽、城市主要水源、广播电视、商贸中心等用电负荷。三类负荷：也称三级负荷，是指不属于上述一类和二类负荷的其他负荷，对这类负荷，突然中断供电所造成的损失不大或不会造成直接损失。电气常识相电压：三相电源中星型负载两端的电压称相电压。用UA、UB、UC表示。相电流：三相电源中流过每相负载的电流为相电流，用IAB、IBC、ICA表示。线电压：三相电源中，任意两根导线之间的电压为线电压，用UAB、UBC、UCA表示。线电流：从电源引出的三根导线中的电流为线电流，用IA、IB、IC表示。电气常识三相对称负载接成星型时：（1）线电压等于相电压的√3倍，线电压超前相电压30°。（2）相电流等于线电流。

三相负载接成三角形时：

（1）线电压等于相电压。（2）线电流等于相电流的√3倍，相位滞后对应相电流30°。电气常识相序：是指相位的顺序。即三相交流量在某一确定的时间t内达到最大值（或零值）的先后顺序。例如，对称的三相电压，频率相同，而且在相位上彼此相差120°，即A相超前B相120°，B相超前C相120°，C相超前A相120°，这种三相电压由A到B再到C的顺序称为三相电压的相序。相位：一般根据系统电站或发电厂的相位来命名的，单对于两个供电系统的电站，单纯按照变电站或发电厂的相位来确定还不够，还必须通过核相的方法来确定，以避免发生错误并列的事故。电气常识变压器并列运行的目的：

1.提高供电可靠性；2.提高变压器运行经济性；3.可以减少总备用容量并随着用电量的增加分批增加新的变压器。理想并列运行的条件

1.变压器的联结组标号相同；2.变压器的电压比相等；3.变压器的阻抗电压相等。电气常识击穿：在电介质中，若电场强度过大，使介质中的束缚电荷变为自由电荷而发生导电、放电现象。如电容器两极板间的电压过高，极板间的介质就会击穿。绝缘电阻：是衡量介质绝缘性能好坏的物理量，它在数值上等于介质所具有的电阻值，单位是兆欧。一次设备：直接生产和输配电能的设备，如变压器、断路器、隔离开关、电抗器、避雷器、母线、电力电缆、电流及电压互感器等。二次设备：对一次设备的工作进行监察、测量和操纵控制及保护的设备，如仪表、继电器、控制电缆、自动控制及信号设备等。电气常识电能的质量标准：1）电压正常，其偏移不超过额定值的±5％；2）频率正常，偏移不超过±0.2～0.5HZ；3）波形正常。电压偏差的允许值：

1）35kV及以上电压供电的，电压允许偏差为额定电压的±10%；2）10kV及以下三相供电的，电压允许偏差为额定电压的±7%；3）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。电气常识短路：指电力系统正常运行情况以外的一切相与相之间的短接。三相系统中短路的基本类型有两相短路，单相接地短路，两相接地短路。发生短路的主要原因：

由于各种因数（如过电压、雷击、绝缘老化、机械损伤等）所至的电气设备和载流导体的绝缘损伤。此外，电力系统的其他一些故障也可能直接导致短路，如由风、雪、冰等所引起的输电线断线倒杆事故，运行人员的误操作以及飞禽或其它小动物跨接裸导体等，都可能造成短路。电气常识过电压：电气设备出现的暂时的，超过其工作电压的不正常电压，这种电压升高的现象，叫做过电压。过电压的类型：过电压分为外部过电压和内部过电压。

雷击电气设备而产生外部过电压也叫大气过电压。它又分为直击雷过电压和感应雷过电压。前者由于流经被击物的雷电流造成的，后者由于电磁场的剧烈变化而产生的。当电网在运行中如进行切断和投入空载变压器，空载线路的操作和如发生系统内的单相电弧接地时，以及某些网络发生谐振时都会出现过电压。这种过电压是由于电网内部的原因造成，所以叫做内部过电压。电气常识防止变电所遭受雷击破坏的方法：利用避雷针使被保护的设备和建筑物处在它的保护范围之内。避雷器的投入与退出：

每年3月15日投入运行，11月15日退出运行。电气常识兆欧表的使用范围的规定：

500V以下一般使用1000V摇表或500V摇表。500V以上一般使用2500V摇表。测量绝缘电阻，应符合下列规定：

1.小母线在断开所有其它并联支路时，不应小于10MΩ；2.二次回路的每一支路和断路器、隔离开关的操动机构的电源回路等，均不应小于1MΩ；在比较潮湿的地方，可不小于0.5MΩ。本次课程结束，谢谢大家

一个或多个低压开关设备和与之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设备，由制造厂家负责完成所有内部的电气和机械连接，用结构部件完整地组装在一起的一种组合体。侧视图柜体：开关柜的外壳骨架及内部的安装、支撑件母线：一种可与几条电路分别连接的低阻抗导体功能单元：完成同一功能的所有电气设备和机械部件的组成体（包括进线单元和出线单元）柜体母线功能单元

低压开关柜的主要组成部分受电、联络柜PC柜MCC柜抽屉单元GCK低压抽出式开关柜典型电气元件故障故障现象原因分析排除方法断路器不能合闸欠压线圈不工作（电压正常）更换欠压线圈按下合闸按钮，合闸线圈得电不工作更换欠压线圈合闸按钮接触不良更换合闸按钮控制回路熔芯烧坏确认控制回路正常无短路后更换熔芯断路器未储能检查电动机控制电源电压必须≥85%诚信创新责任学习激情故障现象原因分析排除方法断路器不能合闸合闸电磁铁控制电源电压小于85%合闸电磁铁电源电压必须≥85%合闸电磁铁已损坏更换合闸电磁铁抽屉式断路器二次回路接触不良

把抽屉式断路器拉出后，重新按到“接通”位置。检查二次回路是否连接可靠典型电气元件故障诚信创新责任学习激情故障现象原因分析排除方法

交流接触器通电后不能合闸线圈供电线路断路检查线路，找出断点处理好线圈本身断路更换符合要求的线圈启动器按钮接触不良清理打磨触头或更换按钮线圈额定电压比线路电压高换上额定电压相等的线圈触头与灭弧室壁之间卡住或其它可动零部件与运动导轨或导槽卡住调整互相卡住的零部件的相对位置，消除它们之间的摩擦典型电气元件故障诚信创新责任学习激情故障现象原因分析排除方法交流接触器运行中铁芯噪声过大或发生振动

线圈电压不足调整线圈电压铁芯极面积有污垢或磨损过度而造成不平清理极面，必要时可刮削修整铁芯极面短路环断裂更换新的短路环动或静铁芯夹紧螺丝松动将螺丝紧固可动部分配合不当查明故障后进行调整反作用力过大更换合适的弹簧典型电气元件故障诚信创新责任学习激情故障现象原因分析排除方法

松开启动按钮后接触器立即释放

接触器辅助触头接触不良清理辅助触头或更换新触头控制回路触头接触不良查明接触不良的触头加以清理或更换自销触头接线不符合要求查对接线，重新接线接触器动作过于缓慢

动静铁芯间隙过大调整机械部分，减小间隙线圈电压不足按产品使用说明书或技术条件的规定重新安装反作用力过大换上合适的弹簧典型电气元件故障诚信创新责任学习激情故障现象原因分析排除方法断电后接触器不释放反作用力小换上合适的弹簧剩磁过大将油脂擦抹干净接触器铁芯极面油脂未擦干净将油脂擦抹干净可动部分被卡住检查并清除障碍物或调整相互被卡零部件位置动静触头已熔在一起撬开已熔焊触头或更换触头控制回路接线有错用万用表查找错误接线，重新接线典型电气元件故障诚信创新责任学习激情故障现象原因分析排除方法接触器触头严重发热负荷电流过大查明原因采取措施触头锈蚀严重清理接触器触头严重损坏以致接触面减小造成接触不良用细锉刀整修，必要时更换触头超行程过小调整行程使其合适接触压力不足调整或更换弹簧典型电气元件故障诚信创新责任学习激情故障现象原因分析排除方法线圈烧坏或烧毁或引出线断裂

因空气潮湿或腐蚀以致绝缘损坏更换线圈，必要时还要涂刷特殊绝缘漆线圈额定电压比控制回路电压低重新洗刷或更换线圈线圈的通电持续率与实际情况不符更换符合要求的线圈欠电压运行，衔铁不能被吸合检查并调整线路电压线圈匝间短路更换线圈线圈电流过大检查控制回路电压发现电压过于低时，应设法调整接头焊接不良，以致因接触器过大而烧断线圈接头重新焊接线圈接头典型电气元件故障诚信创新责任学习激情故障现象原因分析排除方法主触头在工作位置上冒火花铁芯吸合不可靠，有振动调整控制电压铁芯短路环不起作用检查，及时更换铁芯铁芯损坏更换铁芯典型电气元件故障抽屉柜开关手柄操作说明工作位置-主开关合闸，控制回路接通，组件锁定分闸位置-主开关断开，控制回路接通，组件锁定实验位置-主开关分闸，控制回路接通，组件锁定抽出位置-主回路和控制回路均断开隔离位置-抽出30mm距离，主回路及控制回路均断开，完成隔离抽屉柜的正确操作要点二、低压电器概述1、低压电器产品分类

低压配电电器：刀开关、转换开关、熔断器、低压断路器和保护继电器

低压控制电器：控制继电器、接触器、起动器、控制器、主令电器、电阻器、变阻器和电磁铁。2．

低压电器产品介绍（1）熔断器

通过自身熔化分断电路，防止由于过电流的热效应及电动力引起电网和用电设备的损坏，并阻止事故蔓延。

分为开启式熔断器、半封闭式、封闭式熔断器。封闭式又可分填料管式、无填料管式及有填料螺旋式等。诚信创新责任学习激情熔断器的选用：

根据负载的情况和电路中短路电流的大小来选择类型，对于容量较小的照明线路或电动机的保护，可采用半封闭式或无填料式熔断器，对于短路电流相当大的电路或有易燃气体的地方，应采用有填料封闭式熔断器；用于硅元件及晶闸管保护，则应采用快速熔断器。

负载电流比较平稳时，熔体的额定电流应等于或稍大于负载电流；用于保护电机的熔断器，如果电机不经常起动而且起动时间不长，则熔体额定电流等于该电机额定电流的1.5倍；对于经常起动或起动时间较长的电机，熔体的额定电流等于该电机额定电流的2.5倍。对于多台交流电动机线路上总熔体的额定电流，等于线路上功率最大一台电机额定电流的1.5～2.5倍，再加上其它电动机额定电流的总和。

熔断器额定电压必须适应被保护电路的电压等级。（2）刀开关

刀开关按极数分为单极、双极和三极；按操作方法分直接手柄操作、杠杆操作和电动操作；按合闸方向划分为单投和双投二种。诚信创新责任学习激情（3）低压断路器（自动开关）完成接通和分断电路，对电路或电气设备以生的短路、过载及失压等进行保护，同时也可用于不频繁地起动电动机。用于对于半导体元件作过载、短路保护的直流快速自动开关；用于人身安全和漏电保护开关以及利用电动斥力原理，将交流短路电流限制在第一个半波的峰值以内的限流式自动开关。低压断路器的选用：断路器的额定工作电压≥线路额定电压断路器的额定工作电流≥线路实际工作电流热脱扣器的整定电流＝所控制负载的额定电流电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流＞负载电路正常工作时的峰值电流低压断路器的极限通断能力应大于或等于电路最大短路电流。（4）交、直流接触器用于频繁地遥控或断开交直流电路的自动控制电器。分为交流接触器和直流接触器两种，主要由触头系统、电磁系统和灭弧系统组成。电压过高或过低会造成线圈过热而烧毁；诚信创新责任学习激情直流接触器与交流接触器的区别：

直流接触器铁心不会产生涡流和磁滞损耗，不会发热，因而铁心用整块铸钢或软铁制成，铁心端面不需装短路环。

交流接触器线圈的匝数较多，电阻值大，铜耗大，易发热，为增大线圈的散热面积，常把线圈做成薄而长的圆筒状，且不设骨架，以借助铁心来散发部分热量。采用磁吹式灭弧装置。选择接触器主要包括：接触器的类型，主触头的额定电压、电流，吸引线圈的电压，触头的数量等。（5）主令电器在自动控制系统中发出指令或信号的操纵电器。主要用来切换控制电路，使电路接通和分断，实现对电力拖动系统的各种控制。按功能分类主要有：按钮开关、位置开关、万能转换开关和主令控制器。（6）控制继电器用于根据电量或非电量（压力、转速、温度等）的变化，接通或断开控制电路，实现自动控制或保护电力拖动装置的电器。诚信创新责任学习激情分类及选用：电压继电器，用于电动机失压或欠压保护以及制动和反转控制等。电流继电器，用于电动机的过载及短路保护，直流电机磁场控制或失磁保护。中间继电器，当接触器或其他继电器触头数量不够或触头容量不够时，通过它增加控制回路数或起信号放大作用。热继电器，用于一般交流电动机的过载、断相运转及电流不平衡保护。温度继电器，用于电动机的过热保护。时间继电器，作为时间控制元件用于笼型电动机的自动星－三角起动，能耗制动和控制各种生产工艺程序等。速度继电器，用于电动机的反接制动。压力继电器，用于机床的气压、水压和油压等系统，根据压力源的变化，发出相应的工作指令或信号。（7）电磁铁及电磁离合器电磁铁是利用电磁吸力来操纵牵引机械装置，以完成预期的动作或用于钢铁零件的吸持固定、铁磁物体的搬运等。诚信创新责任学习激情电磁离合器是利用表面摩擦和电磁感应在两个作旋转运动的物体之间传递转矩的执行电器。⑻电阻器与变阻器电阻器是一种限制电流的电器元件，变阻器是由电阻元件、换接设备以及其他零件组合在一起的独立电器，主要用于调整直流或交流发电机的电压以及供直流和交流电动机的起动、调速用。诚信创新责任学习激情电气知识培训目（五）

——常用工具篇1.验电笔（我们公司现在使用的是数显电笔）

氖泡式验电笔的检测电压范围为60~500V，钢笔式结构，前金属探头，内部依次装接氖泡、安全电阻和弹簧。弹簧与后部的金属部分相接触，使用时手应触及该金属部分。注意事项：使用前，一定要在有电的电源上检查验电笔是否正常发光。使用时一般应穿绝缘鞋。在明亮的光线下应注意避光仔细测试。测试时防止相间或对地短路。设备外壳往往有感应电，用电笔测试有电，但不一定会造成触电的危险。必须用其它方法（万用表）测试是否真正带电还是感应电。36V以下往往测试无效。诚信创新责任学习激情2．螺钉旋具

称为螺丝刀、起子等，规格长度以柄部以外的体部长度表示，有100mm、150mm、200mm、300mm、400mm等。要掌握正确的操作姿势，如果紧固或拆卸带电时，注意手不得触及金属杆，采取措施，以免发生触电事故。3．活扳手规格以长度×最大开口宽度（mm）来表示，电工常用150×19（6〞）、200×24