第一章2 低壓電器種類

第一章

常用低壓電器（續(xù)）（各類低壓電器）第三節(jié)熔斷器一、熔斷器的工作原理及特性熔斷器是一種最簡單有效的短路保護(hù)電器。主要由熔體和安裝熔體的熔管兩部分組成。熔體是熔斷器的核心部分，常作成絲狀或片狀。其材料有兩類：1．低熔點材料:如鉛錫合金、鋅等；2．高熔點材料:如銀、銅、鋁等。熔斷器的主要特性為安秒特性，即熔斷器的熔斷時間t與熔斷電流I的關(guān)系曲線。I∞為最小熔化電流或稱臨界電流，即通過熔體的電流小于此電流時不會熔斷，選擇的熔體額定電流IN應(yīng)小于I∞。通常I∞/IN＝1.5～2，稱為熔化系數(shù)。該系數(shù)反映熔斷器在過載時的保護(hù)特性。圖1-13熔斷器的安秒特性二、熔斷器的常用類型及適用場合主要類型：RC1A系列瓷插式熔斷器、RL1系列螺旋式熔斷器、RM10系列無填料封閉管式熔斷器、RT0系列有填料封閉管式熔斷器等。

1．RClA系列瓷插式熔斷器一般適用于交流50Hz、額定電壓380V、額定電流200A以下的低壓線路末端或分支電路中，作為電氣設(shè)備的短路保護(hù)及一定程度上的過載保護(hù)之用。2．RL1系列螺旋式熔斷器主要適用于控制箱、配電屏、機(jī)床設(shè)備及振動較大的場所，作為短路保護(hù)元件。3．RM10系列無填料封閉管式熔斷器一般適用于低壓電網(wǎng)和成套配電裝置中，作為導(dǎo)線、電纜及較大容量電氣設(shè)備的短路或連續(xù)過載時的保護(hù)。4．RT0系列有填料封閉管式熔斷器主要適用于短路電流很大的電力網(wǎng)絡(luò)或低壓配電裝置中。填料：石英砂（起滅弧作用）。圖1-21瓷插式熔斷器1-動觸頭2-熔絲3-瓷蓋4-靜觸頭5-瓷底圖1-22RL1系列螺旋式熔斷器1-上接線端2-瓷底3-下接線端；4-瓷套5-熔斷器6-瓷帽a)b)圖1-23無填料封閉式熔斷器a)外形

b)結(jié)構(gòu)1、4-夾座2-底座3-熔管5-硬質(zhì)絕緣管6-黃銅套管7-黃銅帽8-觸刀9-熔體10-夾座a)b)

圖1-24有填料封閉管式熔斷器的外形及結(jié)構(gòu)a)外形

b)結(jié)構(gòu)1—熔斷指示器2—石英砂填料3—指示器熔絲4—觸刀5—底座6—熔體7—熔管5．快速熔斷器電力半導(dǎo)體器件熱容量小，在故障狀態(tài)下必須要快速保護(hù)。而快速熔斷器具有與半導(dǎo)體器件類似的熱特性，是一種最好的保護(hù)器件。主要采用園孔狀熔體技術(shù)，其特點是采用在石英砂填料中增加了特制鉀鹽、鈉鹽等滅弧材料，使快熔總體水平有了大幅度提高，達(dá)到了每電弧柵分?jǐn)郃C250～300V，分?jǐn)嗪竽苄纬?.5～500MΩ的絕緣電阻，在分?jǐn)嗪?0min內(nèi)能形成1～30MΩ的絕緣電阻，可以配大電流硅整流管。圖1-25快速熔斷器產(chǎn)品實物另外還有薄膜型熔斷器和混合式高限流和高分?jǐn)嘌b置（亦稱智能化熔斷器）。薄膜型熔斷器的特點：熔體薄、傳熱快、限流能力強(qiáng)、焦耳積分低和電流密度高等，結(jié)構(gòu)原理如圖1-26a所示。智能化熔斷器是由接觸器與晶閘管斷路器（TCB）并聯(lián)組成，如圖1-26b所示。優(yōu)點：可大幅度降低晶閘管斷路器兩端的電壓降，可降級使用晶閘管。

動作原理：當(dāng)發(fā)生故障時，接觸器立即開斷，電流從接觸器觸點電路轉(zhuǎn)移到TCB電路，這時開斷能量將由非線性變阻元件吸收。

常用于低、高壓電力系統(tǒng)的過載保護(hù)。圖1-26薄膜型熔斷器和智能化熔斷器結(jié)構(gòu)原理a)薄膜型熔斷器

b)智能化熔斷器1－銅底板

2－薄膜

3－熔體

4－石英砂5－接線端６．自復(fù)熔斷器

自復(fù)熔斷器是一種采用氣體、超導(dǎo)材料或液態(tài)金屬鈉等作熔體的一種限流元件。

有限流型和復(fù)合型兩種：限流型本身不能分?jǐn)嚯娐范Ｅc斷路器串聯(lián)使用限制短路電流，從而提高分?jǐn)嗄芰Α?/p>

復(fù)合型的具有限流和分?jǐn)嚯娐穬煞N功能。

采用液態(tài)金屬鈉等作熔體的自復(fù)熔斷器的結(jié)構(gòu)原理：

在常溫下其有高導(dǎo)電率，在故障電流作用下，其中的局部液態(tài)金屬鈉受高溫迅速汽化而蒸發(fā)，形成約400MPa氣壓的等離子狀態(tài)，呈現(xiàn)高阻態(tài)，從而限制了短路電流。當(dāng)故障消失后溫度下降，金屬納蒸氣冷卻并凝結(jié)，自動恢復(fù)至原來的導(dǎo)電狀態(tài)，熔體所在電路恢復(fù)，又為重新動作好準(zhǔn)備。如圖1-27所示。

超導(dǎo)材料作限流元件的自復(fù)熔斷器的原理：通過一個電磁線圈向超導(dǎo)限流元件供給超過其臨界磁場的磁場,使整個元件由超導(dǎo)體狀態(tài)向常規(guī)導(dǎo)體狀態(tài)轉(zhuǎn)變，從而起到限流作用。另通過一個觸發(fā)線圈從外部在任意時間強(qiáng)制限流元件進(jìn)行限流，并由液體氮等冷媒維持超導(dǎo)所需溫度進(jìn)行冷卻。

電磁線圈既有限流功能，又有切換功能，在限流的同時帶動本身所附觸頭將電路切斷，一旦故障消失，超導(dǎo)限流元件又恢復(fù)原超導(dǎo)狀態(tài)，操作裝置重新使其切換觸頭復(fù)原，做好再次動作的準(zhǔn)備。

優(yōu)點：不必更換熔體，能重復(fù)使用，能實現(xiàn)自動重合閘。圖1-27自復(fù)熔斷器的結(jié)構(gòu)原理圖1、4－端子2－熔體3－絕緣管5－填充劑6－鋼套7－活塞8－氮氣圖1-28熔斷器的圖形及文字符號三、熔斷器的符號及型號含義

（一）熔斷器的選用原則

1．選擇熔斷器的類型

主要依據(jù)負(fù)載的保護(hù)特性和預(yù)期短路電流的大小。

用于保護(hù)照明和小容量電動機(jī)的熔斷器，一般是考慮它們的過電流保護(hù)，熔體的熔化系數(shù)適當(dāng)小些，采用熔體為鉛錫合金的熔絲的RC1A系列熔斷器。

大容量的照明線路和電動機(jī)，主要考慮短路保護(hù)。

若預(yù)期短路電流較小時，采用熔體為鋅的RMlO系列無填料密封管式熔斷器；當(dāng)短路電流較大時，可采用具有高分?jǐn)嗄芰Φ腞L系列螺旋式熔斷器；當(dāng)短路電流相當(dāng)大時，宜采用有限流作用的RT(NT)系列高分?jǐn)嗄芰θ蹟嗥鳌Ｋ?、熔斷器的使?/p>

2．熔斷器與其他開關(guān)電器配合使用時的選用

1)各元件的保護(hù)特性均應(yīng)在電動機(jī)反時限特性曲線的下方，而在電動機(jī)起動特性曲線的上方。如圖1-29a

所示。2)熱繼電器與熔斷器的時間—電流特性必須能滿足電動機(jī)從零速起動到全速運行的延時特性，如圖1-29b所示。 3)熔斷器還必須保護(hù)熱繼電器不受可能超過其額定電流的8倍及以上的大電流破壞。4)熔斷器還必須在短路情況下保護(hù)接觸器，使接觸器不用分?jǐn)嗟倪^大電流，使接觸器的觸頭在任何情況下不發(fā)生熔焊，或僅出現(xiàn)輕微熔焊現(xiàn)象。接觸器分?jǐn)嗄芰?，一般?0倍額定電流值。5)熔斷器與斷路器的配合時，熔斷器主要分?jǐn)啻蠖搪冯娏鳎慈蹟嗥鞯姆謹(jǐn)喾秶窃诮稽c以外的短路電流，而交點以內(nèi)的熔斷器特性曲線位于斷路器特性曲線的上方，由斷路器分?jǐn)嘣诮稽c以內(nèi)的過電流和小倍數(shù)短路電流。如圖1-29b所示。

圖1-29三相異步電動機(jī)控制電路的保護(hù)特性配合a)電動機(jī)控制電器間的配合

b)熔斷器與斷路器的配合1－電動機(jī)起動特性2－熱繼電器特性3－熔斷器特性4－接觸器分?jǐn)嗄芰?－電纜承載能力特性6－斷路器脫扣特性（二）使用注意事項

鉛、錫、鋅為低熔點材料，熔體不易熄弧，用在小電流電路中；

銀、銅、鋁為高熔點材料，熔體易熄弧，一般用在大電流電路中。第四節(jié)低壓隔離器也稱刀開關(guān)。結(jié)構(gòu)比較簡單，應(yīng)用十分廣泛的手動電器。主要類型：低壓刀開關(guān)、熔斷器式刀開關(guān)和組合開關(guān)三種。隔離器作用：在電源切除后，將線路與電源明顯地隔開，以保障檢修人員的安全。熔斷器式刀開關(guān)由刀開關(guān)和熔斷器組合而成，有電源隔離和電路保護(hù)兩種功能，可分?jǐn)嘁欢ǖ呢?fù)載電流。圖1-30膠蓋開關(guān)a)型號含義b)膠蓋開關(guān)結(jié)構(gòu)1-瓷柄2-動觸頭3-出線座4-瓷底座5-靜觸頭6-進(jìn)線座7-膠蓋鎖定螺釘8-膠蓋一、刀開關(guān)

由操縱手柄、觸刀、觸頭插座和絕緣底板等組成。主要類型：帶滅弧裝置的大容量刀開關(guān)、帶熔斷器的開啟式負(fù)荷開關(guān)(膠蓋開關(guān))、帶滅弧裝置和熔斷器的封閉式負(fù)荷開關(guān)(鐵殼開關(guān))等。常用的產(chǎn)品：HD11~HD14和HS11~HS13系列刀開關(guān)，HK1、HK2系列膠蓋開關(guān)，HH3、HH4系列鐵殼開關(guān)。主要技術(shù)參數(shù)：額定電壓—長期工作所承受的最大電壓；額定電流—長期通過的最大允許電流；以及分?jǐn)嗄芰Φ?。在選用刀開關(guān)時，刀開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于或等于線路的額定電壓，額定電流亦然。新產(chǎn)品：HD18、HD17、HS17等系列刀形隔離器，HR5系列熔斷器式隔離器等。圖1-31HR5系列熔斷器式隔離器產(chǎn)品實物二、組合開關(guān)也是刀開關(guān)的一種，刀片是轉(zhuǎn)動式的，動觸頭（刀片)和靜觸頭裝在封閉的絕緣件內(nèi)，采用疊裝式結(jié)構(gòu)，其層數(shù)由動觸頭數(shù)量決定，動觸頭裝在操作手柄的轉(zhuǎn)軸上，隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而改變各對觸頭的通斷狀態(tài)。由于采用扭簧儲能，可使開關(guān)快速接通及分?jǐn)嚯娐?，而與手柄旋轉(zhuǎn)速度無關(guān)。因此，它不僅可用作不頻繁地接通、分?jǐn)嗉稗D(zhuǎn)換交、直流電阻性負(fù)載電路；而且降低容量使用時，可直接起動和分?jǐn)噙\轉(zhuǎn)中的小型異步電動機(jī)。

圖1-32HZ10型組合開關(guān)結(jié)構(gòu)1-手柄2-轉(zhuǎn)軸3-彈簧4-凸輪5-絕緣底板6-動觸頭7-靜觸頭8-絕緣方軸9-接線柱

主要參數(shù)：額定電壓、額定電流、極數(shù)等，額定電流有10A、25A、60A等。

常用產(chǎn)品：HZ5、HZl0系列和新型組合開關(guān)HZl5等系列。

第五節(jié)低壓斷路器

又稱為自動空氣開關(guān)。低壓斷路器可用來分配電能，不頻繁地起動異步電動機(jī)，對電源線路及電動機(jī)等實行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過載、短路及欠電壓等故障時能自動切斷電路。分類：框架式(又稱萬能式)和塑料外殼式(又稱裝置式)兩大類?？蚣苁綌嗦菲鳛槌ㄩ_式結(jié)構(gòu)，適用于大容量配電裝置；

塑料外殼式斷路器的特點：外殼用絕緣材料制作，具有良好的安全性，廣泛用于電氣控制設(shè)備及建筑物內(nèi)作電源線路保護(hù)，及對電動機(jī)進(jìn)行過載和短路保護(hù)。結(jié)構(gòu)：主要由觸頭和滅弧裝置、各種可供選擇的脫扣器與操作機(jī)構(gòu)、自由脫扣機(jī)構(gòu)三部分組成。各種脫扣器包括過流、欠壓(失壓)脫扣器和熱脫扣器、分勵脫扣器等。工作原理：選用了過載和欠壓兩種脫扣器。開關(guān)的主觸頭靠操作機(jī)構(gòu)手動或電動合閘，在正常工作狀態(tài)下能接通和分?jǐn)喙ぷ麟娏?。?dāng)電路發(fā)生短路或過流故障時，過流脫扣器的銜鐵被吸合，使自由脫扣機(jī)構(gòu)的鉤子脫開，自動開關(guān)觸頭分離。若電網(wǎng)電壓過低或為零時，銜鐵被釋放，自由脫扣機(jī)構(gòu)動作。圖1-33低壓斷路器工作原理圖1-釋放彈簧2-主觸頭3-鉤子4-過流脫扣器5-失壓脫扣器塑殼式斷路器的主要參數(shù)：額定工作電壓、殼架額定電流等級、極數(shù)、脫扣器類型及額定電流、短路分?jǐn)嗄芰Φ?。塑殼式斷路器的主要產(chǎn)品：DZl5、DZ20系列，DZ5、DZl0、DZXl0、DZXl9等系列。其中PZ5的殼架電流為10~50A，DZl0為100~600A。圖1-34塑殼式斷路器結(jié)構(gòu)圖

第六節(jié)主令電器

主令電器是在自動控制系統(tǒng)中用來發(fā)送控制指令或信號的操縱電器。

一、常用主令電器的類型及適用場合類型：按鈕、行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、凸輪控制器等。

1．按鈕

主要作用：在控制電路中，發(fā)出手動指令去控制其他電器(接觸器、繼電器等)，再由其他電器去控制主電路，或者轉(zhuǎn)移各種信號。LA18、LA19系列。***注意：在動作過程中，常閉觸頭先分?jǐn)?，常開觸頭后閉合。（a）（b)

（c）

圖1-35按鈕開關(guān)外形結(jié)構(gòu)圖a)外形

b)結(jié)構(gòu)示意圖c)產(chǎn)品實物1-按鈕帽2-復(fù)位彈簧3-動觸頭4-常開觸頭的靜觸頭5-常閉觸頭的靜觸頭6、7-觸頭接線柱2．行程開關(guān)（限位開關(guān)、位置開關(guān)）行程開關(guān)是用于反映工作機(jī)械的行程，發(fā)布命令以控制其運動方向或行程大小的主令電器（自動停止、反向運動、變速運動或自動往返等）；當(dāng)它安裝在工作機(jī)械行程終點，以限制其行程時，就稱為限位開關(guān)。以JLXKl系列為例，其結(jié)構(gòu)及動作原理如圖1-36所示。動作原理：當(dāng)運動機(jī)械的擋鐵撞到行程開關(guān)的滾輪上時，傳動杠桿連同轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，使凸輪推動撞塊，當(dāng)撞塊被壓到一定位置時，推動微動開關(guān)快速動作，使其常閉觸頭分?jǐn)?，常開觸頭閉合；當(dāng)滾輪上的擋鐵移開后，復(fù)位彈簧使行程開關(guān)各部分恢復(fù)原始位置。類型：直動式、滾輪式（單滾輪式、雙滾輪式）（a）結(jié)構(gòu)（b）動作原理圖1-36JLXK1系列行程開關(guān)結(jié)構(gòu)和動作原理1-滾輪2－杠杠3－轉(zhuǎn)軸4－復(fù)位彈簧5－撞塊6－微動開關(guān)7－凸輪8－調(diào)節(jié)螺釘3．萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多擋式，控制多回路的主令電器，一般可作為各種配電裝置的遠(yuǎn)距離控制；也可作為電壓表、電流表的換向開關(guān)；還可以控制小容量電動機(jī)(2.2kW以下)的起動、調(diào)速、換向。常用的有LW5、LW6等系列。LW6系列開關(guān)由操作機(jī)構(gòu)、面板、手柄及數(shù)個觸頭座等主要部件組成，操作位置有2～12個，觸頭底座1～10層，其中每層底座均可裝三對觸頭，并由底座中間的凸輪進(jìn)行控制。由于每套凸輪可作成不同的形狀，因此，當(dāng)手柄轉(zhuǎn)到不同位置時，通過凸輪的作用，可使各對觸頭按所需要的規(guī)律接通和分?jǐn)唷?*倒順開關(guān)：用來直接控制電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)的電器。

圖1-37LW6系列萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖二、主令電器的符號及型號含義圖1-38按鈕的圖形及文字符號a)常開觸頭b)常閉觸頭c)復(fù)式觸頭圖1-39行程開關(guān)的圖形及文字符號a)常開觸頭（動合觸頭）b)常閉觸頭（動斷觸頭）c)復(fù)式觸頭（動合和動斷觸頭）圖1-40萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的圖形及文字符號

三、主令電器的使用使用按鈕開關(guān)時，應(yīng)注意觸頭間的清潔，防止油污、雜質(zhì)進(jìn)入，造成短路或接觸不良等事故。在高溫場合下使用的按鈕，安裝時應(yīng)加緊固墊圈，或在接線柱螺釘處加絕緣套管。帶指示燈的按鈕不宜長時間通電，在使用中，設(shè)法降低燈泡電壓，以延長其使用壽命。使用行程開關(guān)時，其安裝位置要準(zhǔn)確、牢固。若在運動部件上安裝，接線應(yīng)有套管加以保護(hù)。使用時要定期檢查，防止塵垢造成接觸不良或接線松脫產(chǎn)生誤動作。第七節(jié)接觸器一、接觸器的常用類型及適用場合接觸器是一種能遠(yuǎn)距離地頻繁地自動接通或分?jǐn)嗾９ぷ鞯闹麟娐坊虼笕萘康目刂齐娐返囊环N自動控制電器。還具備低電壓釋放功能。具有感應(yīng)機(jī)構(gòu)（勵磁線圈）、中間機(jī)構(gòu)（電磁機(jī)構(gòu)）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)（接觸系統(tǒng)）三部分。接觸器是利用電磁吸力及彈簧反力的配合作用，使觸頭閉合與分?jǐn)嗟囊环N電磁式自動切換電器。

常用類型：CJ0、CJ10、CJ20系列交流接觸器；及CZ0、CZ18、CZ21、CZ22系列直流接觸器等。圖1-41交流接觸器原理結(jié)構(gòu)a）零部件b）原理結(jié)構(gòu)1－底座2－靜鐵心3－線圈4－反力彈簧5－動觸頭6－靜觸頭7－面罩8－滅弧罩9－分磁環(huán)10－動鐵心11－外殼以CJ20系列為例，結(jié)構(gòu)組成：1、電磁系統(tǒng)：用來操作觸頭閉合與分?jǐn)?，包括線圈、鐵心和銜鐵。2、觸頭系統(tǒng)：起著分?jǐn)嗪烷]合電路的作用，包括主觸頭和輔助觸頭，*主觸頭用于通斷主電路，通常為三付常開觸頭；船鎢型觸頭（接通、分?jǐn)啻箅娏髫?fù)載），銀基合金材料。*輔助觸頭用于控制電路，起電氣聯(lián)鎖作用，一般兩對常開、常閉。

3、滅弧裝置：小容量的常采用雙斷口觸頭滅弧、電動力滅弧、相間弧板隔弧及縱縫陶土滅弧罩滅弧等；

大容量的采用縱縫滅弧罩及柵片滅弧。4、其他部件：反作用彈簧、緩沖彈簧、觸頭壓力彈簧、傳動機(jī)構(gòu)及外殼等。二、接觸器的符號及型號含義圖形及文字符號：圖1-42接觸器的圖形及文字符號型號含義：

三、節(jié)能型交流接觸器CJ20LJ系列節(jié)能型交流接觸器是在CJ20系列交流接觸器基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。該系列接觸器適用于交流50Hz、額定電壓660V及以下、電流630A及以下的電力線路中，供遠(yuǎn)距離接通、分?jǐn)嚯娐泛皖l繁起動和控制三相交流電動機(jī)。

結(jié)構(gòu)：與CJ20系列交流接觸器基本相同。

區(qū)別：吸引線圈作了改進(jìn)，增加了既能吸合又能維持節(jié)能的兩組線圈。它的吸合線圈采用全波整流起動，而保持線圈采用半波整流和續(xù)流原理繼續(xù)向保持線圈供電，達(dá)到節(jié)約電能的目的，而且消除了鐵芯的交流噪聲。圖1-44節(jié)能型交流接觸器勵磁線路

工作原理：由起動線路和保持線路兩部分組成。

圖中VT為晶閘管，通過控制模塊來定相觸發(fā)導(dǎo)通，現(xiàn)以A為正，B為負(fù)。按下SB，VT被觸發(fā)導(dǎo)通，M點電位高于N點，VD截止，KM勵磁繞組得電吸動，這是銜鐵觸動階段。在電壓負(fù)半波即A為負(fù)時，KM勵磁繞組可通過VD續(xù)流而得電吸動，這是續(xù)流階段。當(dāng)銜鐵運動到一定位置時，常開觸點KM閉合，保持線路投入運行，VT的觸發(fā)線路不工作，VT不再被觸發(fā)導(dǎo)通。起動線路切換到保持線路時，電容C投入降壓運行。為了保證快速釋放，VD采用三極管，當(dāng)釋放時，控制三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，切斷續(xù)流回路。如何使兩部分線路間良好配合和可靠地由起動線路切換到保持線路，這是節(jié)能線路的關(guān)鍵技術(shù)。該通用型節(jié)能線路的設(shè)計思路是：在分析電源電壓的不同合閘相角下的動態(tài)過程時，發(fā)現(xiàn)在某些相角下，會出現(xiàn)一次合不上閘；也有的合閘性能不佳，影響工作壽命。因此必須尋求最佳的合閘相角區(qū)，設(shè)計定相導(dǎo)通的節(jié)能線路，如圖1-44所示。

本通用型節(jié)能新線路可與CJ20、CJ12系列交流接觸器配套使用，節(jié)能效果分別大于94%、93%。其它：切換電容器接觸器、智能化接觸器。四、接觸器的使用注意點：（1）核對接觸器的銘牌數(shù)據(jù)是否符合要求。（2）一般應(yīng)安裝在垂直面上。而且傾斜角不得超過規(guī)定值，否則會影響接觸器的動作特性。（3）安裝時應(yīng)按規(guī)定留有適當(dāng)?shù)娘w弧空間，以免飛弧燒壞相鄰器件。（4）檢查接線正確無誤后，應(yīng)在主觸頭不帶電的情況下，先使電磁線圈通電分合數(shù)次，檢查其動作是否可靠。（5）使用時，應(yīng)定期檢查各部件，要求可動部分無卡住、緊固件無松脫、觸頭間無熔焊、觸頭表面無積垢，滅弧罩不得破損，溫升不得過高等。第九節(jié)繼電器

繼電器是一種根據(jù)電量或非電信號的轉(zhuǎn)化來接通或分?jǐn)嘈‰娏麟娐返淖詣涌刂齐娖鳌Ｆ漭斎肓靠梢允请娏?、電壓等電量，也可以是溫度、時間、速度、壓力等非電量。接觸器用來接通或分?jǐn)啻箅娏麟娐?，其輸入量只能是電壓?/p>

一、常用繼電器的類型及應(yīng)用

常用類型：電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、時間繼電器、熱繼電器和速度繼電器等。以JZ7系列中間繼電器、JS7系列時間繼電器、JRl6系列熱繼電器、JYl系列速度繼電器等為例。

（一）電壓、電流繼電器根據(jù)輸入（線圈）電流大小而動作的繼電器稱為電流繼電器。按用途可分為過電流繼電器和欠電流繼電器。

過電流繼電器：當(dāng)電路發(fā)生短路及過流時立即將電路切斷，過電流繼電器線圈通過的電流小于整定電流時，繼電器不動作。

欠電流繼電器：當(dāng)電路電流過低時立即將電路切斷。

電壓繼電器是根據(jù)輸入電壓大小而動作的繼電器。

過電壓繼電器動作電壓整定范圍為105％～120％UN；

欠電壓繼電器吸合電壓整定范圍為30％～50％UN，釋放電壓調(diào)整范圍為7％～20％UN。

（二）中間繼電器主要起擴(kuò)大觸頭的數(shù)量及容量用，屬于電磁式電壓繼電器，但其動作參數(shù)無需調(diào)整，輸入量也是電壓。中間繼電器的電磁系統(tǒng)采用螺管式電磁機(jī)構(gòu)。

工作原理：與接觸器相同，其觸頭系統(tǒng)中無主、輔觸頭之分，觸頭容量相同，觸頭容量較小。

勵磁線圈通電時，動鐵芯被吸向錐形擋鐵，并帶動橫梁，使兩側(cè)的動觸頭支架向上運動，令觸點進(jìn)行轉(zhuǎn)換。勵磁線圈斷電后，在反力彈簧作用下，動鐵芯和動觸頭支架均恢復(fù)原位。**作用：（1）當(dāng)電壓或電流繼電器觸頭容量不夠時，可借助中間繼電器來控制，作為執(zhí)行元件，被當(dāng)作一級放大器用。（2）當(dāng)其他繼電器或接觸器觸頭數(shù)量不夠時，可利用中間繼電器來切換多條電路。（三）微小型化繼電器如：塑封汽車?yán)^電器

（四）舌簧繼電器

圖1-49中間繼電器基本結(jié)構(gòu)1－外殼 2－反力彈簧3－擋鐵4－線圈5－動鐵心6－動觸頭支架7－橫梁圖1-50塑封汽車?yán)^電器a)零部件圖b)結(jié)構(gòu)外形圖（五）時間繼電器

繼電器的感測元件在感受外界信號后，經(jīng)過一段時間才使執(zhí)行部分動作，稱為時間繼電器。

分類：按動作原理分為電磁阻尼式、空氣阻尼式、電動機(jī)式和晶體管式等；按延時方式分為通電延時型和斷電延時型兩種。

（1）電磁阻尼式時間繼電器在JT18系列直流電壓繼電器的鐵心柱上套裝一個銅或鋁的套筒，便成為電磁阻尼式時間繼電器。工作原理：由電磁感應(yīng)定律可知，線圈通電后，將在銅或鋁套筒內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢，感應(yīng)電流，產(chǎn)生感應(yīng)磁通。使磁通增加減緩，從而使銜鐵延時吸合，觸頭也延時動作；當(dāng)線圈斷開直流電源時，由于套筒的阻尼作用，使釋放磁通值的時間延長，銜鐵延時打開。無論線圈在通電或斷電時，都能產(chǎn)生延時，通常采用線圈斷電型延時。原因：當(dāng)銜鐵處于打開位置時，由于氣隙大，磁阻大，磁通小，套筒阻尼作用小。通電延時不明顯，只有0.1～0.5s。當(dāng)銜鐵處于吸合位置時，磁通大，套筒阻尼作用大。因此，線圈斷電時延時比較明顯，可達(dá)0.3～5s。圖1-52直流電磁式時間繼電器的結(jié)構(gòu)1－阻尼套筒2－釋放彈簧3－調(diào)節(jié)螺母4－調(diào)節(jié)螺釘5－銜鐵6－非磁性墊片7－電磁線圈調(diào)節(jié)延時時間的方法：1）改變銜鐵吸合后的氣隙大小即改變非磁性墊片厚度來調(diào)節(jié)延時墊片用厚度為0.1、0.2、0.3mm的磷銅片，釋放延時的粗調(diào)。2）改變釋放彈簧的松緊程度

釋放彈簧愈松，釋放磁通也越小，釋放延時就越長。

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、壽命長、允許通電次數(shù)多。

缺點：僅適用于直流電路；若用于交流電路需加整流裝置。僅能在斷電時獲得延時，且延時時間較短，延時精度不高。（2）空氣阻尼式時間繼電器利用空氣阻尼的原理來獲得延時的。以JS23系列時間繼電器為例。

結(jié)構(gòu)：一個有4個瞬時動作觸頭的控制繼電器、延時機(jī)構(gòu)、延時動作觸頭及傳動構(gòu)件三部分構(gòu)成。

延時機(jī)構(gòu)包括波紋狀氣囊、排氣閥門、具有細(xì)長環(huán)形槽的延時片、調(diào)時旋鈕及動作彈簧等。**轉(zhuǎn)動調(diào)時旋鈕便改變空氣流經(jīng)延時片上環(huán)形槽的長度即調(diào)節(jié)空氣通道的長短來控制延時時間?？勺龀赏娧訒r型與斷電延時型。圖1-37JS23系列通電延時型時間繼電器構(gòu)造圖a）排氣階段b）進(jìn)氣延時動作階段1－鈕牌2－濾氣片3－調(diào)節(jié)旋鈕4－延時片5－動作彈簧6－波紋狀氣囊7－閥門彈簧8－閥桿

特點：具有結(jié)構(gòu)簡單，延時范圍大，不受電源電壓及頻率波動的影響，價格較低等，但延時精度較低，一般用于延時精度要求不高的場合。（4）電子式時間繼電器

阻容式時間繼電器是利用電容對電壓變化的阻尼作用來實現(xiàn)延時的。

優(yōu)點：具有延時范圍廣、精度高、體積小、耐沖擊、耐振動、調(diào)節(jié)方便以及壽命長等。

類型：JS13、JS14、JS15及JS20系列。其中JS20系列具有通用性、系列性強(qiáng)，工作穩(wěn)定可靠，精度高，延時范圍廣，輸出觸頭容量大等特點。適用于交流50Hz、電壓380V及以下或直流1l0V及以下的控制電路，作為時間控制元件。圖1-53阻容式時間繼電器原理框圖（3）電動機(jī)式時間繼電器（5）時間繼電器的選用對于延時要求不高的場合，一般選用電磁阻尼式或空氣阻尼式時間繼電器；對延時要較高的，可選用電動機(jī)式或電子式時間繼電器。

（六）熱繼電器主要適用于電動機(jī)的過載保護(hù)、斷相保護(hù)、電流不平衡的保護(hù)。JR20系列帶溫度補(bǔ)償熱繼電器的結(jié)構(gòu)如圖1-55所示。熱繼電器采用復(fù)合加熱主雙金屬片與加熱元件串聯(lián)后接于三相電動機(jī)定子電路。當(dāng)電流過載時，主雙金屬片受熱向左彎曲，推動導(dǎo)板，向左推動補(bǔ)償雙金屬片，補(bǔ)償雙金屬片與推桿固定為一體，它可繞軸順時針方向轉(zhuǎn)動，推桿推動片簧1向右，推動到一定位置時，弓簧3的作用力方向改變，使片簧2向左運動，常閉觸頭斷開。由片簧1、2與弓簧3構(gòu)成一組跳躍機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)快速動作。

凸輪是用來調(diào)節(jié)整定電流的。旋轉(zhuǎn)凸輪改變杠桿的位置，也就改變了補(bǔ)償雙金屬片與導(dǎo)板之間的距離，也就是改變了熱繼電器動作時雙金屬片彎曲的距離，即改變了熱繼電器的整定電流值。補(bǔ)償雙金屬片可在規(guī)定范圍內(nèi)補(bǔ)償環(huán)境溫度對熱繼電器的影響。熱繼電器動作后，應(yīng)在2min內(nèi)能可靠地手動復(fù)位。圖1-55熱繼電器結(jié)構(gòu)原理圖1、2-片簧3-弓簧4-觸頭5-推桿6、16-軸7-杠桿8-壓簧9-調(diào)節(jié)凸輪10-手動恢復(fù)按鈕11-雙金屬片12-熱元件13-導(dǎo)板14-調(diào)節(jié)螺釘15-補(bǔ)償雙金屬片

（七）速度繼電器

速度繼電器主要由轉(zhuǎn)子、定子和觸頭三部分組成。JY1系列如圖1-56所示

：轉(zhuǎn)子是一個圓柱形永久磁鐵，定子是一個籠型空心圓環(huán)，由硅鋼片疊成，并裝有籠型繞組。當(dāng)速度繼電器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速達(dá)到120r/min以上時，觸頭即動作；當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速低于100r/min時，觸頭即復(fù)位。轉(zhuǎn)速在3000～3600r/min以下能可靠地工作。***注意：為什么速度繼電器要擁有兩對常開、常閉觸頭？

圖1-56速度繼電器a)外形b)結(jié)構(gòu)原理1-連接頭2-端蓋3-定子4-轉(zhuǎn)子5-可動支架6-觸頭7-膠木擺桿8-簧片9-靜觸頭10-繞組11-軸

二、繼電器的符號及型號含義圖1-57中間繼電器圖形及文字符號圖1-58時間繼電器圖形及文字符號

（a）(b)(c)（a）(b)(c)（a）線圈（b）常開觸頭（c）常閉觸頭（a）線圈（b）通電延時時間繼電器的常開觸頭通電延時時間繼電器的常閉觸頭（c）斷電延時時間繼電器的常開觸頭