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1、電器基礎(chǔ)理論知識(shí)一、低壓電器低壓電器主要指低壓配電線路和電動(dòng)機(jī)控制線路中廣泛使用且比較典型的低壓電器元器件，即熔斷器，刀開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)，主令電器，接觸器，繼電器。由于我們主要接觸的低壓電器是圍繞空壓機(jī)為主體的，所以本章著重介紹在空壓機(jī)本體上使用的低壓電器。例如，熔斷器，接觸器等，另外結(jié)合空壓機(jī)的特點(diǎn)，介紹一些不屬低壓電器范圍的，但在空壓機(jī)電氣控制裝置中經(jīng)常使用的元器件。低壓電器的用途，分類，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1低壓電器的用途在額定電壓交流1200V 或直流 1500V 及以下， 由供電系統(tǒng)和用電設(shè)備等組成的電路中，低壓電器起保護(hù)，控制，調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)換和通斷作用。2低壓電器的分類配電電器：主要用于電力網(wǎng)系統(tǒng)。

2、屬于這一類的主要有刀開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)， 低壓斷路器（自動(dòng)開關(guān)） ， 熔斷器和負(fù)荷開關(guān)等。 對(duì)這類電器的主要技術(shù)要求是通斷電流能力強(qiáng)，限流效果好，保護(hù)性能好，抗電動(dòng)力和操作時(shí)過電壓低?？刂齐娖鳎褐饕糜陔娏ν蟿?dòng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)。屬于這一類的主要有接觸器，啟動(dòng)器和各種控制繼電器，主今電器。對(duì)這類電器的主要技術(shù)標(biāo)是有相應(yīng)的轉(zhuǎn)換能力，操作頻率高，電壽命和機(jī)械壽命長(zhǎng)。3低壓電器的結(jié)構(gòu)特低壓電器大都具有兩個(gè)基本組成部分， 即輸入端的感測(cè)部分和輸出端的執(zhí)行部分。感測(cè)部分接受外界輸入的信號(hào)或能量，通過轉(zhuǎn)換、放大和判斷鑒別，作出有規(guī)律的反應(yīng)，使執(zhí)行部分動(dòng)作，輸山相應(yīng)的指令，實(shí)現(xiàn)控制或驅(qū)動(dòng)作功的目的。在自動(dòng)切換電器中

3、，感測(cè)部分大多由電磁機(jī)構(gòu)組成；在手控電器中，感測(cè)部分通常為操作于柄等。執(zhí)行部分則是觸點(diǎn)連同滅頂之災(zāi)弧系統(tǒng)， 它根據(jù)指令， 執(zhí)行電路接通，切斷等任務(wù)。 對(duì)于自動(dòng)開頭類的低壓電器， 還具有中間 （傳遞 ） 部分， 其任務(wù)是把感測(cè)和執(zhí)行兩部分聯(lián)系起來，使它們協(xié)同致，按一定的規(guī)律動(dòng)作。對(duì)于有觸點(diǎn)的電磁式電器來說， 感測(cè)部分大都是電磁機(jī)構(gòu)， 而執(zhí)行部分則是觸頭。至于非電磁式的自動(dòng)電器，感測(cè)部分則因其工作原理不同而各有差異，但執(zhí)行部分仍然是觸頭。例如熱繼電器，共感測(cè)部分是有金屬片，發(fā)熱元件等組成的，它接受外界輸入的過電流信號(hào)后，通過測(cè)量，比較，作出判斷，再使執(zhí)行部分觸點(diǎn)動(dòng)作，完成接通或分?jǐn)嗫刂苹芈返那獎(jiǎng)?wù)，

4、達(dá)到控制和保護(hù)的目的。低壓電器的正常工作條件1氣候條件2周圍空氣溫度上限不超過+40 ，下限一般不低于-5 ， 24 小時(shí)的平均值不超過+35。3安裝地點(diǎn)的海拔不超過2000m4大氣相對(duì)溫度在周圍空氣溫度為+40 時(shí)不超過50 （在較低溫度下可再高些） 。5污染等級(jí)6 污染是指能影響到電器的介電強(qiáng)度或表面電阻率的外部物質(zhì)， 如（游離氣體）的任何條件。外殼的防護(hù)及其接地1電器外殼的防護(hù)等級(jí)電器外殼的防護(hù)等級(jí)是根據(jù)使用環(huán)境條件來劃分的，由表征字母 IP和附加在其后面的兩個(gè)表征數(shù)字組成。第一個(gè)數(shù)字表示防小固體異物進(jìn)入殼內(nèi)或觸及殼內(nèi)帶電部分或運(yùn)動(dòng)部分的程度， 分 0 至 6 共 7 級(jí)； 第：個(gè)數(shù)字表

5、示防止液體進(jìn)入殼內(nèi)的程度，分0 至 8 共 9 級(jí)。數(shù)字越大，要求越高。2 電器的金屬外殼應(yīng)接地。3 我國(guó)的低壓供電系統(tǒng)大都是三相四線的，而且其中性點(diǎn)還經(jīng)常接地。工作于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的電器，若具金屬外殼沒有接地，一旦其絕緣損壞，外殼就會(huì)帶電，并且對(duì)地電壓將長(zhǎng)期存在而無法自行消除。嚴(yán)重時(shí)，此對(duì)地電壓可能達(dá)到相電壓。這樣，當(dāng)操作人員觸及帶電外殼時(shí)，便有電流流過人體，引起觸電傷亡事故。低壓電器的主要技術(shù)參數(shù)1額定電壓在規(guī)定條件下，保證電器正常工作的工作電壓值。2額定電流在規(guī)定條件下，保證開關(guān)電器正常工作的電流值。3作頻率與通電持續(xù)率開關(guān)電器每小時(shí)內(nèi)可能實(shí)現(xiàn)的最高操作循環(huán)次數(shù)為頻率。通電持續(xù)率是電器工

6、作于斷續(xù)周期工作制時(shí)有載時(shí)間與工作周期之比，通常以百分?jǐn)?shù)表示，符號(hào)為 TD 。4通斷能力和短路通斷能力（ 1） 通斷能力：在規(guī)定的使用條件和性能條件下，開關(guān)電器在規(guī)定電壓下接通和分?jǐn)嗟念A(yù)期電流值。（ 2） 短路通斷能力：開關(guān)電器在規(guī)定的條什下，包括其出線端短路在內(nèi)的接通和分?jǐn)嗄芰Α?機(jī)械壽命和電壽命機(jī)械開關(guān)電器在需要修理或更換機(jī)械零件前所能隨的無載操作循環(huán)次數(shù)，稱為機(jī)械壽命。在規(guī)定的正常工作條件下，機(jī)械開關(guān)電器地需修理或更換零件的負(fù)載操作循環(huán)次數(shù)稱為電壽命。電器的電壽命一般總是小于其機(jī)械壽命， 對(duì)于有觸點(diǎn)的電器， 其電壽命實(shí)際上就是觸點(diǎn)的壽命。觸點(diǎn)在通斷過程中一般都有電弧產(chǎn)生，分?jǐn)喙收想娏鲿r(shí)的

7、電弧尤為強(qiáng)烈。因此，觸點(diǎn)在工作中除機(jī)械磨損外，尚有比機(jī)械磨損更為嚴(yán)重的電磨損。這樣，電器的電壽命就必然小于其機(jī)械壽命了。電磁機(jī)構(gòu)原理電磁機(jī)構(gòu)是各種自動(dòng)化電磁式電器的感測(cè)部件，由線圈，鐵心（靜 ）和銜鐵 （動(dòng)鐵心 ）組成。當(dāng)線圈通入電流（勵(lì)磁電流 ）之后，鐵心和銜鐵的端面上出現(xiàn)了不同極性的磁極，彼此相吸，使銜鐵向鐵心運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)某一機(jī)構(gòu)產(chǎn)生直線或定角度的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，去執(zhí)行一定的任務(wù)。按勵(lì)磁電流分有：直流電磁鐵和交流電磁鐵。電觸頭及滅弧工作原理觸頭是一切有觸點(diǎn)電器的關(guān)鍵部件，般電器就是通過觸頭的動(dòng)作來接通或斷開電路的。因此，觸頭工作的好壞會(huì)直接影響到整個(gè)電器工作性能的優(yōu)劣。觸頭的工作情況分三種：1

8、閉合狀態(tài)，動(dòng)觸頭和靜觸頭完全接觸，并有工作電流通過，這時(shí)要注意的是觸頭的接觸和觸頭的溫升之間的協(xié)調(diào)；2分?jǐn)噙^程，動(dòng)觸頭與靜觸頭在通電狀態(tài)卜脫離接觸，當(dāng)它們開始分離， 并在兩者之間出現(xiàn)間隙中會(huì)產(chǎn)生電火花或電弧， 這即有礙于電路的及時(shí)分?jǐn)啵?又會(huì)使觸頭燒損， 因此這時(shí)的主要總是是觸頭的電磨損；3接通過程，動(dòng)觸頭和表觸頭將由完全脫離的狀態(tài)變?yōu)榛ハ嘟佑|，并最終達(dá)到緊密接觸。 然而， 由于觸頭本身在接觸時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械碰撞， 鐵心與銜鐵接觸時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械碰撞經(jīng)及接通電源產(chǎn)生的電動(dòng)斥力的影響， 動(dòng)觸頭和靜觸頭可能一接觸就被彈開， 以致在彈開后間隙內(nèi)產(chǎn)生電火花或短電弧，并使觸頭發(fā)生熔焊或嚴(yán)重?zé)龘p?；鸹ɑ芈泛蜏缁⊙b

9、置1滅火花回路一般用于繼電器。繼電器的控制對(duì)象主要是接觸器和各種控制電器的電磁線圈， 以及某些信號(hào)回路， 因此其觸頭的長(zhǎng)期工作電流一般都很小，不會(huì)超過5A 。但為了使用權(quán)繼電器的靈敏度高和結(jié)構(gòu)小巧， 其觸頭壓力不得不取得盡可能的小， 加之操作比較頻繁，而負(fù)載人多為電感性的，斷開條件仍很繁重。因此，有時(shí)也要設(shè)置滅火花回路，以保證繼電器的正常工作。2滅火花回路就是給控制對(duì)象的電磁線圈或者繼電器的觸頭并聯(lián)一放電的回路。由于交流電路斷開時(shí)的電弧多在電流自然過零時(shí)熄 滅， 電磁線圈中貯存的電磁能量媾幾乎為零， 因此交流繼電器不彩滅火花回路。3對(duì)于繼電器以外的各種低壓電器，由于其觸頭的額定電流較人，因此除

10、一些小容量的低壓電器以外， 一般都要設(shè)置火弧裝置。 根據(jù)對(duì)電弧特性所作的分析可知， 將電弧拉長(zhǎng)， 使弧柱冷卻， 把電弧分為若干段， 都有助于熄滅電弧。 各類滅弧裝置多根據(jù)這些原理設(shè)計(jì)出來的。低壓熔斷器1低壓熔斷器的用途：低壓熔斷器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中，主要用作短路保護(hù)，同時(shí)也是單臺(tái)電氣設(shè)備的重要保護(hù)元件之一。熔斷器串于被子保護(hù)電路中，當(dāng)通過它的電流超過規(guī)定值（在電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載）一定時(shí)以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體自動(dòng)熔斷，從而切斷電路，起到保護(hù)作用。2熔斷器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，價(jià)格低，并具有高分?jǐn)嗄芰土己孟蘖餍阅埽?與其它低壓電器配合使用， 有很好的技人經(jīng)濟(jì)效果。低壓斷

11、路器用途 ： 低壓斷路器（ 曾稱自動(dòng)開關(guān)）相當(dāng)于刀開關(guān)， 熔斷器， 熱繼電器和欠電壓繼電器的組合，是種既有手動(dòng)開關(guān)作用又能自動(dòng)進(jìn)行欠壓，失壓，過載和短路保護(hù)的電路。低壓斷路器是一種不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)載電流，電動(dòng)機(jī)工作電流和過載電流，而且可能接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯拈_關(guān)電器。它在電路中主要起短路和過載保護(hù)作用，還具有欠壓保護(hù)和遠(yuǎn)距離分?jǐn)嚯娫吹裙δ埽部芍苯硬僮鞑活l繁啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)和電路轉(zhuǎn)換等。結(jié)構(gòu) ：低壓斷路器的形式種類雖然很多，但具基本結(jié)構(gòu)和丁作原理基本相同，主要由三個(gè)基本部分組成，即觸頭和滅弧系統(tǒng)；各種脫扣器， 包括過電流脫扣器， 失壓（欠壓）脫扣器， 熱脫扣器和分勵(lì)脫扣器：操作機(jī)構(gòu)和自由脫扣

12、機(jī)構(gòu)。1 觸頭系統(tǒng)是低壓斷路器的執(zhí)行元什，用以接通或分?jǐn)嚯娐?，由于需要接通和分?jǐn)喾浅４蟮碾娏?，所以運(yùn)行時(shí)它必須滿足以下三個(gè)基本要求。1.1 能安全可靠的接通和分?jǐn)鄻O限短路電流及其以下數(shù)值的電路電流；1.2 按標(biāo)準(zhǔn)電壽命，在規(guī)定次數(shù)中接通和分?jǐn)嚯娐泛蟛恢聡?yán)重磨損。1.3 長(zhǎng)期工作制的載流能力；2 滅弧系統(tǒng)的主要作用是以熄滅觸頭在切斷電路時(shí)所產(chǎn)生的電弧。由于開關(guān)的結(jié)構(gòu)，型號(hào)，電壓等級(jí)，額定電流等技術(shù)參數(shù)不一樣，所以采用的滅弧方式也不一樣。一般的低壓電器的滅弧系統(tǒng)經(jīng)常采用鐵板制成的柵片和窄片相結(jié)合的復(fù)式結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了滅弧能力，有效的限制了滅弧的距離，從而提高廠它的斷流容量。3 脫扣器是斷路器的感測(cè)元件

13、，接收操作人員或繼叫保護(hù)裝置發(fā)出的信號(hào)后，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使斷路器跳閘切斷電路。3.1 動(dòng)作機(jī)構(gòu)：斷路器的接通與分?jǐn)鄤?dòng)作，必須依靠自由脫扣機(jī)構(gòu)和操作機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。3.2 操作機(jī)構(gòu)：斷路器有兩種操作方式，手動(dòng)操作和電動(dòng)操作。手動(dòng)操作有正面直接手柄操作和正面杠桿傳動(dòng)操作等方式；電動(dòng)操作有電磁換操作和電動(dòng)機(jī)操作等方式。3.3 自由脫扣機(jī)構(gòu)：其作用是實(shí)現(xiàn)操作機(jī)構(gòu)與觸頭系統(tǒng)之間的聯(lián)系。 自由脫扣機(jī)構(gòu)扣上時(shí)， 操作機(jī)構(gòu)才能帶動(dòng)動(dòng)觸頭一起運(yùn)動(dòng)。當(dāng)任何一種脫扣器（如過流，失壓等）動(dòng)作到應(yīng)脫扣狀態(tài)時(shí)，均能使操作機(jī)構(gòu)與觸頭之間推動(dòng)聯(lián)系，此時(shí)再搬動(dòng)操作手柄，合閘力傳小到觸頭，開關(guān)不能合閘，從而避免電路故障合閘時(shí)的危險(xiǎn)。接觸

14、器接觸器是利用電磁吸力及彈簧反作用的配合動(dòng)作，從而使觸點(diǎn)閉合與斷開的一種電磁開關(guān)。是一種適用于頻繁地接通和斷開交直流卞電路及大容量控制電路的電器。具有低電壓釋放保護(hù)功能，控制容量大，能遠(yuǎn)距離控制等優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛，們也存在噪聲人，壽命短等缺點(diǎn)。其主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)。接觸器能接通和斷開負(fù)荷電流，但不能切斷短路電流，因此市與熔斷器，熱繼電器等配合使用。電磁式交流接觸器主要由觸頭系統(tǒng)，電磁系統(tǒng)和滅弧裝置等部分組成。1觸頭系統(tǒng)：接觸器的觸頭用來接通和斷開電路，按其接觸情況可以分為點(diǎn)接觸式， 線接觸式和面接觸式三種。 交流接觸器一般采用雙斷點(diǎn)橋式觸點(diǎn)， 它們中兩個(gè)觸點(diǎn)串于同一電路中，

15、 同時(shí)接通(或稱閉合 )或斷開 (或稱分?jǐn)?)。2電磁系統(tǒng)：用來操縱觸頭的閉合利分?jǐn)?。它由靜鐵心，線圈和銜鐵運(yùn)動(dòng)方式的不同， 交流接觸器的電磁系統(tǒng)有兩種基本類型， 即銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式電磁系統(tǒng)和銜鐵作直線運(yùn)動(dòng)的直線式電磁系統(tǒng)。3.滅弧裝置：交流接觸器在分?jǐn)噍^大電流電路時(shí)，在動(dòng)、靜觸頭之間將產(chǎn)生較強(qiáng)的電弧，它不僅會(huì)燒傷觸頭，延長(zhǎng)電路分?jǐn)鄷r(shí)間，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成相間短路。閃此在容量較人的接觸器中，均加裝了一定的滅弧裝置用以熄滅電弧。交流接觸器中常用的滅弧方法有以下幾種：(1) 電動(dòng)滅弧，利用觸頭斷開白條時(shí)，本身的電動(dòng)力把電弧拉長(zhǎng)，以擴(kuò)大電弧散熱面積，使電弧在拉長(zhǎng)過程中，大量而迅速熄滅。(2) 雙斷口滅弧，這種滅弧方式適用于橋式觸頭。它將電弧自然分成兩段，在各段上利用電動(dòng)力加快散熱速度而滅弧。