第五章-常用低壓電器課件

7/22/2023第五章常用低壓電器第一節(jié)概述第二節(jié)常用低壓的基本問題第三節(jié)電磁式接觸器第四節(jié)電磁式電壓、電流繼電器第五節(jié)時間繼電器第六節(jié)熱繼電器第七節(jié)溫度繼電器與速度繼電器第八節(jié)熔斷器第九節(jié)刀開關與低壓斷路器第十節(jié)主令電器7/22/2023

是指工作在直流1500V、交流1000V（1140V）及以下的電路中，以實現(xiàn)對電路或非電對象的控制、檢測、保護、變換、調節(jié)等作用的基本器件。第一節(jié)概述采用電磁原理構成的低壓電器，稱為電磁式低壓電器；

利用集成電路或電子元件構成的低壓電器，稱為電子式低壓電器；

利用現(xiàn)代控制原理構成的低壓電器，稱為自動化電器、智能化電器或可通信電器等。低壓電器：7/22/2023一、電磁式低壓電器基本結構（一）電磁機構電磁機構的結構型式電磁機構：由吸引線圈、鐵心、銜鐵組成。圖5-2電磁機構1-銜鐵2-鐵心3-線圈第二節(jié)常用低壓電器的基本問題7/22/2023電磁機構的吸力特性圖5-4交流電磁機構的吸力特性（二）電磁機構的工作特性吸力特性：電磁機構使銜鐵吸合的力與銜鐵氣隙的關系曲線。（1）交流電磁機構的吸力特性7/22/2023（2）直流電磁機構的吸力特性圖5-5直流電磁機構的吸力特性7/22/2023反力特性吸力特性與反力特性的配合圖5-7吸力特性與反力特性的配合

1-直流吸力特性

2-交流吸力特性

3-反力特性7/22/2023圖5-8單相交流電磁機構短路環(huán)作用單相交流電磁機構中短路環(huán)的作用7/22/2023圖5-9電磁機構的輸入輸出特性（三）電磁機構的輸入輸出特性xo—電磁機構動作值xr—電磁機構返回值yo—銜鐵釋放狀態(tài)y1—銜鐵吸合狀態(tài)7/22/2023圖5-10觸頭的接觸形式a-點接觸b-線接觸c-面接觸二、觸頭系統(tǒng)（一）觸頭的接觸形式7/22/2023圖5-11觸頭的結構形式a-點接觸橋式觸頭b-面接觸橋式觸頭c-線接觸指形觸頭（二）觸頭的結構形式7/22/2023按觸頭控制電路分：主觸頭，輔助觸頭。按觸頭原始狀態(tài)分：常開觸頭，常閉觸頭。觸頭接觸電阻小。（三）觸頭分類及要求觸頭分類觸頭要求觸頭導電性能好。7/22/2023三、電弧的產(chǎn)生和常用的滅弧方法（一）電弧的產(chǎn)生（二）常用的滅弧方法滅弧的基本方法（1）拉長電弧，從而降低電場強度；（2）用電磁力使電弧在冷卻介質中運動，降低弧柱周圍的溫度；（3）將電弧擠入絕緣壁組成的窄縫中以冷卻電弧；（4）將電弧分成許多串聯(lián)的短弧，增加維持電弧所需的臨極電壓降。7/22/2023常用的滅弧裝置（1）雙斷口電動力吹弧

圖5-12雙斷口電動力吹弧1-靜觸頭2-動觸頭3-電弧7/22/2023（2）磁吹滅弧圖5-13磁吹滅弧原理1-磁吹線圈2-鐵心3-導磁夾板4-引弧角5-滅弧罩6-磁吹線圈磁場7-電弧電流磁場8-動觸頭7/22/2023（3）柵片滅弧圖5-14柵片滅弧示意圖1-滅弧柵片2-觸頭3-電弧7/22/2023（4）滅弧罩窄縫滅弧圖5-15滅弧罩窄縫滅弧1-縱縫2-介質3-磁性夾板4-電弧7/22/2023

接觸器是一種用于中遠距離頻繁地接通與斷開交直流主電路及大容量控制電路的一種自動開關電器。第三節(jié)電磁式接觸器7/22/2023按操作方式分有：●電磁接觸器、氣動接觸器和電磁氣動接觸器；按滅弧介質分有：●空氣電磁式接觸器、油浸式接觸器和真空接觸器等；按主觸頭控制的電流性質分有：●交流接觸器、直流接觸器；按電磁機構的勵磁方式分有：●直流勵磁操作與交流勵磁操作兩種。7/22/2023

一、接觸器的結構及工作原理圖5-16交流接觸器結構示意圖1-動觸頭2-靜觸頭3-銜鐵4-彈簧5-線圈6-鐵心7-墊氈8-觸頭彈簧9-滅弧罩10-觸頭壓力彈簧7/22/2023二、接觸器的主要技術參數(shù)

接觸器的主要技術參數(shù)有極數(shù)和電流種類，額定工作電壓、額定工作電流（或額定控制功率），額定通斷能力，線圈額定電壓，允許操作頻率，機械壽命和電壽命，接觸器線圈的起動功率和吸持功率，使用類別等。表1-1接觸器常見使用類別和典型用途電流種類使用類別典型用途AC（交流）AC1無感或微感負載、電阻爐AC2繞線轉子異步電動機的起動、制動AC3籠型異步電動機的起動、運轉中分斷AC4籠型異步電動機的起動、反接制動、反向和點動DC（直流）DC1無感或微感負載、電阻爐DC2并勵電動機的起動、反接制動和點動DC3串勵電動機的起動、反接制動和點動7/22/2023三、常用典型交流接觸器簡介（一）空氣電磁式交流接觸器典型產(chǎn)品有：CJ20、CJ21、CJ26、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、STF系列交流接觸器等。CJ20系列型號含義：7/22/2023B系列型號含義：7/22/2023（二）切換電容器接觸器（三）真空交流接觸器

專用于低壓無功補償設備中投入或切除并聯(lián)電容器組，以調整用電系統(tǒng)的功率因素。

常用產(chǎn)品有：CJ16、CJ19、CJ41、CJX2A、LC1-D、6C系列等。

以真空為滅弧介質，其主觸頭密封在真空開關管內(nèi)。適用于條件惡劣的危險環(huán)境中。

常用的真空交流接觸器有：CKJ和EVS系列等。7/22/2023（四）直流接觸器

應用于直流電力線路中，供遠距離接通與分斷電路及直流電動機的頻繁起動、停止、反轉或反接制動控制，以及CD系列電磁操作機構合閘線圈或頻繁接通和斷開電磁鐵、電磁閥、離合器和電磁線圈等。

常用直流接觸器有：CJ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。7/22/2023CZ18系列接觸器型號含義：7/22/2023四、接觸器的選用1．接觸器極數(shù)和電流種類的確定2．根據(jù)接觸器所控制負載的工作任務來選擇相應使用類別的接觸器。3．根據(jù)負載功率和操作情況來確定接觸器主觸頭的電流等級。6．接觸器觸頭數(shù)和種類應滿足主電路和控制電路的要求。4．根據(jù)接觸器主觸頭接通與分斷主電路電壓等級來決定接觸器的額定電壓。5．接觸器吸引線圈的額定電壓應由所接控制電路電壓確定。7/22/2023第四節(jié)電磁式電壓、電流繼電器

繼電器是一種利用各種物理量的變化，將電量或非電量信號轉化為電磁力或使輸出狀態(tài)發(fā)生階躍變化，從而通過其觸頭或突變量促使在同一電路或另一電路中的其它器件或裝置動作的一種控制元件。它用于各種控制電路中進行信號傳遞、放大、轉換、聯(lián)鎖等，控制主電路和輔助電路中的器件或設備按預定的動作程序進行工作，實現(xiàn)自動控制和保護的目的。

常用的繼電器按動作原理分有電磁式、磁電式、感應式、電動式、光電式、壓電式、熱繼電器與時間繼電器等。按激勵量不同分為交流、直流、電壓、電流、中間、時間、速度、溫度、壓力、脈沖繼電器等。7/22/2023一、電磁式繼電器的基本結構及分類（一）電磁式繼電器的結構1．電磁機構2．觸頭系統(tǒng)3．調節(jié)裝置圖5-17電磁式繼電器的典型結構1-底座2-鐵心3-釋放彈簧4-調節(jié)螺母5-調節(jié)螺母6-銜鐵7-非磁性墊片8-極靴9-觸頭系統(tǒng)10-線圈7/22/2023（二）電磁式繼電器的分類按用途不同分有：控制繼電器、保護繼電器、通訊繼電器和安全繼電器等電磁式繼電器按輸入信號不同分有：電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器、速度繼電器和中間繼電器按線圈電流種類不同分有：交流繼電器和直流繼電器7/22/2023二、電磁式繼電器的特性及主要參數(shù)（一）電磁式繼電器的特性xo—繼電器的動作值xr—繼電器的返回值yo—銜鐵釋放狀態(tài)y1—銜鐵吸合狀態(tài)圖5-9電磁式繼電器的特性7/22/2023（二）繼電器的主要參數(shù)1．額定參數(shù)2．動作參數(shù)5．動作時間3．整定值４．返回參數(shù)7/22/2023

電壓繼電器是反映電壓變化的控制電器。線圈與負載并聯(lián)，以反映負載電壓，其線圈匝數(shù)多而導線細。

分：過電壓、欠電壓、零電壓繼電器。三、電磁式電壓繼電器與電流繼電器（一）電磁式電壓繼電器1．過電壓繼電器

在電路中用于過電壓保護2．欠電壓繼電器

在電路中用于欠電壓保護7/22/2023（二）電磁式電流繼電器1．過電流繼電器通常，交流過電流繼電器的吸合電流I0=（1.1～3.5）IN，直流過電流繼電器的吸合電流I0=（0.75～3）IN。由于過電流繼電器在出現(xiàn)過電流時銜鐵吸合動作，其觸頭來切斷電路，故過電流繼電器無釋放電流值。7/22/2023

直流欠電流繼電器的吸合電流與釋放電流調節(jié)范圍I0=（0.3～0.65）IN

和Ir=（0.1～0.2）IN。2．欠電流繼電器

正常工作時，繼電器線圈流過負載額定電流，銜鐵吸合動作；當負載電流降低至繼電器釋放電流時，銜鐵釋放，帶動觸頭動作。欠電流繼電器在電路中起欠電流保護作用。7/22/2023（三）電磁式中間繼電器

中間繼電器實質上是一種電壓繼電器，但它的觸點數(shù)量較多，容量較大，起到中間放大（觸點數(shù)量和容量）作用。7/22/2023（四）常用典型電磁式繼電器簡介１．直流電磁式通用繼電器常用的有JT3、JT9、JT10、

JT18等系列２．電磁式中間繼電器常用的有JZ7、JZ11、

JZ14、JZ15、JDZ2等系列3．電磁式交、直流電流繼電器常用的有JL3、JL14、

JL15等系列7/22/20234．繼電器返回系數(shù)的調節(jié)

（五）電磁式繼電器的選用1．使用類別的選用

2．額定工作電流與額定工作電壓的選用3．工作制的選用7/22/2023繼電器輸入信號輸入后，經(jīng)一定的延時，才有輸出信號的繼電器稱為時間繼電器。對于電磁式時間繼電器，當電磁線圈通電或斷電后，經(jīng)一段時間，延時觸都頭狀態(tài)才發(fā)生變化，即延時觸頭才動作。分類：直流電磁式、空氣式、電動機式、電子式等幾大類。延時方式：通電延時型和斷電延時型兩種。第五節(jié)時間繼電器7/22/2023圖5-18直流電磁式時間繼電器一、直流電磁式斷電延時型時間繼電器7/22/2023（一）空氣阻尼式時間繼電器結構與工作原理

空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣阻尼的原理制成的有：通電延時型、斷電延時型組成：電磁系統(tǒng)、延時機構、工作觸點二、空氣阻尼式時間繼電器7/22/2023圖5-19JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器結構原理圖a-通電延時型b-斷電延時型1-線圈2-鐵心3-銜鐵4-反力彈簧5-推板6-活塞桿7-塔形彈簧8-弱彈簧9-橡皮膜10-空氣室壁11-調節(jié)螺釘12-進氣孔13-活塞14、16-微動開關15-杠桿7/22/2023（二）空氣阻尼式時間繼電器典型產(chǎn)品

空氣阻尼式時間繼電器典型產(chǎn)品有：

JS7-A、

JS23、

JSK□等。JS23系列型號含義：JS

23—□□/□

安裝方式：1—螺釘安裝式；2—卡軌安裝式延時時間：1—0.2～30S；2—10～180S

輸出觸頭形式及組合，見表5—9

設計序號時間繼電器7/22/2023（一）電動機式時間繼電器結構與工作原理電動機式時間繼電器是利用微型同步電動機拖動減速齒輪，經(jīng)傳動機構獲得延時動作的時間繼電器。組成：同步電動機、離合電磁鐵、減速機構、差動輪系、觸頭系統(tǒng)、延時整定裝置等。三、電動機式時間繼電器7/22/2023（二）電動機式時間繼電器典型產(chǎn)品電動機式時間繼電器典型產(chǎn)品有：

JS11、JS17、7PR等系列JS11系列型號含義：JS11—□□1—通電延時型；2—斷點延時型延時范圍：見表5—11

電動機式時間繼電器7/22/2023四、電子式時間繼電器7/22/2023（一）電子式時間繼電器工作原理電子式時間繼電器是利用RC電路電容充電原理實現(xiàn)延時的。7/22/2023（二）電子式時間繼電器典型產(chǎn)品電子式時間繼電器典型產(chǎn)品有：

JSJ、JSB、JS14、JS15、JS14A、JS20、JS14P等。五、時間繼電器的選用時間繼電器選用時可從以下幾方面考慮：延時長短、延時精度、延時方式、觸頭形式和數(shù)量、控制電路電壓等級和電流種類。7/22/2023第六節(jié)熱繼電器

熱繼電器是電流通過發(fā)熱元件加熱使雙金屬片彎曲，推動執(zhí)行機構動作的電器。主要用來保護電動機或其它負載免于過載以及作為三相電動機的斷相保護

7/22/2023一、電氣控制對熱繼電器性能的要求圖5-22熱繼電器保護特性與電動機過載特性的配合1-電動機的過載特性2-熱繼電器的保護特性１．應具有合理可靠的保護特性２．具有一定的溫度補償

４．具有手動復位與自動復位功能３．熱繼電器動作電流可以方便地調節(jié)7/22/2023二、雙金屬片熱繼電器的結構及工作原理圖5-23雙金屬片式熱繼電器結構原理圖1-主雙金屬片2-電阻絲3-導板4--補償雙金屬片5-螺釘6-推桿7-靜觸頭8-動觸頭9-復位按鈕10-調節(jié)凸輪11-彈簧7/22/2023三、具有斷相保護的熱繼電器圖5-24電動機三角形聯(lián)結時U相斷線時的電流分析圖5-25差動式斷相保護機構及工作原理a)通電前b)三相正常電流c)三相均勻過載d)W相斷路1-上導板2-下導板3-杠桿4-頂頭5-補償雙金屬片6-主雙金屬片7/22/2023四、熱繼電器典型產(chǎn)品及主要技術參數(shù)常用的熱繼電器有：JR20、JRS1、JR36、JR21、3UA5、3UA6、LR1-D、T系列等型號熱元件號整定電流范圍/A型號熱元件號整定電流范圍/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系列熱繼電器技術數(shù)據(jù)7/22/2023型號熱元件號整定電流范圍/A型號熱元件號整定電流范圍/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系列熱繼電器技術數(shù)據(jù)(續(xù))7/22/2023JR20系列型號含義:7/22/2023五、熱繼電器的選用1）熱繼電器有三種安裝方式，應按實際安裝情況選擇其安裝型式。2）原則上熱繼電器的額定電流應按電動機的額定電流選擇。3）在不頻繁起動的場合，要保證熱繼電器在電動機起動過程中不產(chǎn)生誤動作。4）對于三角形接法電動機，應選用帶斷相保護裝置的熱繼電器5）當電動機工作于重復短時工作制時，要注意確定熱繼電器的允許操作頻率。7/22/2023第七節(jié)溫度繼電器與速度繼電器一、溫度繼電器

溫度繼電器是根據(jù)電流的熱效應制成的，它有雙金屬片式溫度繼電器和熱敏電阻式溫度繼電器。圖5-26熱敏電阻的R-T特性7/22/2023熱敏電阻式溫度繼電器電路圖7/22/2023二、速度繼電器

速度繼電器是根據(jù)電磁感應原理制成的，它的套有永久磁鐵的軸與被控電動機的軸相聯(lián)，用以接受轉速信號。圖5-28速度繼電器結構原理圖1-調節(jié)螺釘2-反力彈簧3-常閉觸頭4-動觸頭5-常開觸頭6-返回杠桿7-杠桿8-定子導條9-定子10-轉軸11-轉子7/22/2023第八節(jié)熔斷器

熔斷器是一種當電流超過規(guī)定值一定時間后,以它本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化而分斷電路的電器.廣泛應用于低壓配電系統(tǒng)及用電設備中作短路和過電流保護.一、熔斷器結構及工作原理7/22/2023二、熔斷器的保護特性與主要技術參數(shù)圖5-33熔斷器的保護特性（一）熔斷器的保護特性7/22/2023（二）熔斷器的主要技術參數(shù)1．額定電壓2．額定電流3．極限分斷能力4．熔斷電流7/22/2023按結構分有：半封閉瓷插式、螺旋式、無填料封閉管式和有填料封閉管式熔斷器。瓷插式熔斷器螺旋式熔斷器有填料封閉管式熔斷器三、熔斷器典型產(chǎn)品7/22/2023

按用途分：工業(yè)用熔斷器、半導體保護用熔斷器、快速熔斷器和特殊熔斷器。

典型產(chǎn)品有：RL6、RL7、RL96、RLS2系列螺旋式熔斷器，RL1B系列帶斷相保護螺旋式熔斷器，RT18、RT18-□X系列熔斷器以及RT14系列有填料密封管式熔斷器。還有國外引進技術生產(chǎn)的NT系列有填料密閉式刀型觸頭熔斷器與NGT系列半導體器件保護用熔斷器等。RL系列型號含義：7/22/2023圖5-30螺旋式熔斷器結構示意圖1-瓷帽2-金屬螺管3-指示器4-熔管5-瓷套6-下接線端7-上接線端8-瓷座RL6、RL7螺旋式熔斷器結構示意圖：7/22/2023四、熔斷器的選用1）熔斷器類型的選擇2）熔斷器額定電壓的選擇3）熔體、熔斷器額定電流的選擇4）熔斷器額定電流的校驗7/22/2023第九節(jié)刀開關與低壓斷路器一、刀開關與組合開關

低壓開關又稱低壓隔離器，是低壓電器中結構比較簡單、應用廣泛的一類手動電器。主要有刀開關、組合開關、以及用刀與熔斷器組合成的膠蓋瓷底刀開關和熔斷器式刀開關，還有轉換開關等。7/22/2023（一）開啟式刀開關圖5-34HD、HS刀開關結構示意圖7/22/2023（二）HH系列封閉式負荷開關7/22/2023（三）HK系列開啟式負荷開關7/22/2023（四）HZ系列組合開關7/22/2023（五）刀開關選用原則1）刀開關類型、極數(shù)及操作方式的選擇2）刀開關額定電壓的選擇3）刀開關額定電流的選擇7/22/2023二、低壓斷路器

低壓斷路器又稱自動開關或空氣開關。它相當于刀開關、熔斷器、熱繼電器和欠電壓繼電器的組合，是一種既有手動開關作用又能自動進行欠壓、失壓、過載和短路保護的電器。7/22/2023（一）低壓斷路器的結構和工作原理圖5-38低壓斷路器工作原理1-分閘彈簧2-主觸頭3-傳動桿4-鎖扣5-軸6-過電流脫扣器7-熱脫扣器8-欠壓失壓脫扣器9-分勵脫扣器1．主觸頭及滅弧裝置2．脫扣器3．自由脫扣機構和操作機構7/22/2023（二）、低壓斷路器的主要技術數(shù)據(jù)和保護特性1．低壓斷路器的主要技術數(shù)據(jù)1）額定電壓

2）斷路器額定電流

3）斷路器殼架等級額定電流

4）斷路器的通斷能力

5）保護特性2．保護特性圖5-39低壓斷路器的保護特性

1-被保護對象的發(fā)熱特性

2-低壓斷路器保護特性7/22/2023（三）塑殼式低壓斷路器典型產(chǎn)品

塑殼式低壓斷路器根據(jù)用途分為配電用熔斷器、電動機保護用和其它負載用斷路器，用作配電線路、電動機、照明電路及電熱器等設備的電源開展開關及保護。常用的有：DZ15、DZ20、3VE、S060等系列。后二種是引進國外技術生產(chǎn)的產(chǎn)品。7/22/2023（四）塑殼式低壓斷路器的選用塑殼式低壓斷路器常用來作電動機的過載與短路保護。選擇原則是：1）斷路器額定電壓等于或大于線路額定電壓。2）斷路器額定電流等于或大于線路或設備額定電流。3）斷路器通斷能力等于或大于線路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。4）欠壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。7/22/20238）6倍長延時電流整定值的可返回時間等于或大于電動機實際起動時間。5）分勵脫扣器額定電壓等于控制電源電壓。6）長延時電流整定值等于電動機額定電流。7）瞬時整定電流：對保護籠型感應電動機的斷路器，瞬時整定電流為8~15倍電動機額定電流；對于保護繞線型感應電動機的斷路器，瞬時整定電流為3~6倍電動機額定電流。7/22/2023三、模數(shù)化小型斷路器