三、常用低壓電氣設備

低壓電器指電壓在1000V以下的各種控制設備、繼電器及保護設備等。低壓配電電器有刀開關、熔斷器、轉換開關和自動開關等。低壓控制電器有接觸器、控制繼電器、啟動器、控制器、主令電器、電阻器、變阻器和電磁跌等，主要用于電力拖動和自動控制系統(tǒng)中?，F(xiàn)介紹如下。

(一)開關

1.刀開關

刀開關是最簡單的手動控制設備，其功能是不頻繁的通斷電路。可分為膠蓋刀開關和鐵殼刀開關兩種。如果按極數(shù)分有單極、雙極、三極等，每種又有單投和雙投之分。

(1)膠蓋刀開關。膠蓋刀開關的主要特點是容量小，常用的有15A、30A，最大為60A;沒有滅弧能力;容易損傷刀片;只用于不頻繁操作，構造簡單，價格低廉。

(2)鐵殼刀開關。鐵殼刀開關的主要特點是有滅弧能力，有鐵殼保護和機械連鎖裝置 (即帶電時不能開門)，所以操作安全;有短路保護能力;只用在不頻繁操作的場合。

2.轉換開關

雙電源(自動)轉換開關在電氣中也叫作備自投。是一種能在兩路電源之間進行可靠切換雙電源的裝置，作用就是在其中一路電源失電時自動轉換到另一路電源供電，使設備能夠不停電繼續(xù)運轉。不會出現(xiàn)誤操作而引起事故的智能化雙電源自動切換開關。雙電源自動切換開關的緊急供電系統(tǒng)，可實現(xiàn)當一路電源發(fā)生故障時，可以自動完成常用與備用電源間切換而無須人工操作，以保證重要用戶供電的可靠性。

3.自動開關

自動開關又稱自動空氣開關。當電路發(fā)生嚴重過載、短路以及失壓等故障時，能自動切_故障電路，有效地保護串接在它們后面的電氣設備。在正常情況下，自動開關也可以不土繁地接通和斷開電路及控制電動機直接起動。因此，自動開關是低壓電路常用的具有保護環(huán)節(jié)的斷合電器。常用作配電箱中的總開關或分路開關，廣泛用于建筑照明和動力配電線路中。

4.行程開關

行程開關，是位置開關(又稱限位開關)的一種，是一種常用的小電流主令電器。行程開關按其結構可分為直動式、滾輪式、微動式和組合式。它利用生產機械運動部件的碰撞使其觸頭動作來實現(xiàn)接通或分斷控制電路，達到一定的控制目的。通常，這類開關被用來限制機械運動的位置或行程，使運動機械按一定位置或行程自動停止、反向運動、變速運動或自動往返運動等。它主要是起連鎖保護的作用，將機械位移轉變成電信號，使電動機的運行狀態(tài)得以改變，從而控制機械動作或用作程序控制。

5.接近開關

接近開關是一種無須與運動部件進行機械直接接觸而可以操作的位置開關，當物體接近開關的感應面到動作距離時，不需要機械接觸及施加任何壓力即可使開關動作，從而驅動直流電器或給計算機(PLC)裝置提供控制指令。接近開關是一種開關型傳感器(即無觸點開關)，它既有行程開關、微動開關的特性，又具有傳感性能，且動作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應快，應用壽命長，抗干擾能力強等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點。接近開關在航空、航天技術以及工業(yè)生產中都有廣泛的應用。在日常生活中，如賓館、飯店、車庫的自動門，自動熱風機上都有應用。在安全防盜方面，如資料檔案、財會、金融、博物館、金庫等重地，通常都裝有由各種接近開關組成的防盜裝置。在測量技術中，如長度，位置的測量;在控制技術中，如位移、速度、加速度的測量和控制等。常見的接近開關有：

(1)無源接近開關。這種開關不需要電源，通過磁力感應控制開關的閉合狀態(tài)。當磁或者鐵質觸發(fā)器靠近開關磁場時，和開關內部磁力作用控制閉合。特點：不需要電源，非接觸式，免維護，環(huán)保。

(2)渦流接近開關。也叫電感式接近開關。它是利用導電物體在接近這個能產生電磁場接近開關時，使物體內部產生渦流。這個渦流反作用到接近開關，使開關內部電路參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無導電物體移近，進而控制開關的通或斷。

(3)電容式接近開關。這種開關的測量通常是構成電容器的一個極板，而另一個極板是開關的外殼。這個外殼在測量過程中通常是接地或與設備的機殼相連接。當有物體移向接近開關時，不論它是否為導體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使電容量發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關的接通或斷開。這種接近開關檢測的對象，不限于導體，可以絕緣的液體或粉狀物等。

(4)霍爾接近開關?；魻栐且环N磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關，叫作霍爾開關。當磁性物件移近霍爾開關時，開關檢測面上的霍爾元件因產生霍爾效應而使開關內部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進而控制開關的通或斷。這種接近開的檢測對象必須是磁性物體。

(5)光電式接近開關。利用光電效應做成的開關叫光電開關。將發(fā)光器件與光電器件按一定方向裝在同一個檢測頭內。當有反光面(被檢測物體)接近時，光電器件接收到反射光后便有信號輸出，由此便可“感知”有物體接近。

(6)接近開關的選用。在一般的工業(yè)生產場所，通常都選用渦流式接近開關和電容式接近開關。因為這兩種接近開關對環(huán)境的要求條件較低。

1)當被測對象是導電物體或可以固定在一塊金屬物上的物體時，一般都選用渦流式接近開關，因為它的響應頻率高、抗環(huán)境干擾性能好、應用范圍廣、價格較低。

2)若所測對象是非金屬(或金屬)、液位高度、粉狀物高度、塑料、煙草等。則應選用電容式接近開關。這種開關的響應頻率低，但穩(wěn)定性好。

3)若被測物為導磁材料或者為了區(qū)別和它在一同運動的物體而把磁鋼埋在被測物體內時，應選用霍爾接近開關，它的價格最低。

4)在環(huán)境條件比較好、無粉塵污染的場合，可采用光電接近開關。光電接近開關工作時對被測對象幾乎無任何影響。因此，在要求較高的傳真機上，在煙草機械上都被廣泛地使用。

5)在防盜系統(tǒng)中，自動門通常使用熱釋電接近開關、超聲波接近開關、微波接近開關。有時為了提高識別的可靠性，上述幾種接近開關往往被復合使用。

(二)熔斷器

它由金屬熔件(熔體、熔絲)、支持熔件的接觸結構組成。

(1)瓷插式熔斷器。構造簡單，國產熔體有0.5?100A以上多種規(guī)格。

(2)螺旋式熔斷器。當熔絲熔斷時，色片被彈落，需要更換熔絲管，常用于配電柜中。

(3)封閉式熔斷器。采用耐高溫的密封保護管，內裝熔絲或熔片。當熔絲熔化時，管內氣壓很高，能起到滅弧的作用，還能避免相間短路。這種熔斷器常用在容量較大的負載上作短路保護，大容量的能達到1kA。

(4)填充料式熔斷器。它的主要特點是具有限流作用及較高的極限分斷能力。所以這種熔斷器用于具有較大短路電流的電力系統(tǒng)和成套配電的裝置中。

(5)自復熔斷器。近代低壓電氣容量逐漸增大，低壓配電線路的短路電流也越來越大，要求用于系統(tǒng)保護開關元件的分斷能力也不斷提高，為此出現(xiàn)了一些新型限流元件，如自復熔斷器等。應用時和外電路的低壓斷路器配合工作，效果很好。

(三)接觸器

接觸器是一種自動化的控制電器。接觸器主要用于頻繁接通、分斷交、直流電路，控制容量大，可遠距離操作，配合繼電器可以實現(xiàn)定時操作、連鎖控制、各種定量控制和失壓及欠壓保護，廣泛應用于自動控制電路。其主要控制對象是電動機，也可用于控制其他電力負載，如電熱器、照明、電焊機、電容器組等。

交流接觸器廣泛用于電力的開斷和控制電路。它利用主接點來開閉電路，用輔助接點來執(zhí)行控制指令。主接點一般只有常開接點，而輔助接點常有兩對具有常開和常閉功能的接點，小型的接觸器也經常作為中間繼電器配合主電路使用。

交流接觸器的選擇內容包括：額定電壓、額定電流、線圈的額定電壓、操作頻率、輔助觸頭的工作電流等。

(四)磁力啟動器

磁力啟動器由接觸器、按鈕和熱繼電器組成。熱繼電器是一種具有延時動作的過載保護器件，熱敏元件通常為電阻絲或雙金屬片。另外，為避免由于環(huán)境溫度升高造成誤動作，熱繼電器還裝有溫度補償雙金屬片。

磁力啟動器具有接觸器的特點，兩只接觸器的主觸頭串聯(lián)起來接人主電路，吸引線圈并聯(lián)起來接入控制電路。用于某些按下停止按鈕后電動機不及時停轉易造成事故的生產場合。

(五)繼電器

繼電器可用于自動控制和保護系統(tǒng)?，F(xiàn)介紹常用的控制繼電器和保護繼電器。

1.熱繼電器

熱繼電器主要用于電動機和電氣設備的過負荷保護。它主要組成部分有熱元件、雙金屬片構成的動觸頭、靜觸頭及調節(jié)元件。

它對瞬時性過負荷，如電動機電源電壓瞬時降低，只要電動機繞組溫升不超過允許值，就不能立即切斷電路使電動機停運;在工作電路中發(fā)生瞬時過載，只要不影響到安全供電、不影響設備安全，也不能立即切斷。但如果過負荷很嚴重，而且過負荷時間已很長，則不允許電動機和電路中的設備再繼續(xù)運行，以免加速電動機繞組絕緣和電氣設備絕緣老化，甚至燒壞電動機繞組和電氣設備;熱繼電器就是用來實現(xiàn)上述要求的保護電器。.

2.時間繼電器

時間繼電器是用在電路中控制動作時間的繼電器，它利用電磁原理或機械動作原理來延時觸點的閉合或斷開。

時間繼電器有電磁式、電動式、空氣阻尼式、晶體管式等。其中電動式時間繼電器的延時精確度較高，且延時時間調整范圍較大，但價格較高;電磁式時間繼電器的結構簡單、價格較低，但延時較短、體積和重量較大。

3.中間繼電器

中間繼電器是將一個輸入信號變成一個或多個輸出信號的繼電器，它的輸入信號是通電和斷電，它的輸出信號是接點的接通或斷開，用以控制各個電路。

中間繼電器較電流繼電器增加了接點的數(shù)量，同時接點的容量也增大。根據(jù)控制要求，可選擇不同接點數(shù)量和形式的中間繼電器，滿足控制需求。

4.電流繼電器

電流繼電器是反映電路中電流狀況的繼電器。當電路中電流達到或超過整定的動作電流時，電流繼電器便動作。電流繼電器接點數(shù)量少、容量小，一般電流繼電器動作后，其接點再去啟動中間繼電器，由中間繼電器接點去完成設計要求。在電力系統(tǒng)中電流繼電器的啟動電流整定值一般由電網調度提供。

用電流繼電器作為電動機保護和控制時，電流繼電器線圈的額定電流應大于或等于電動機的額定電流;電流繼電器的觸頭種類、數(shù)量、額定電流應滿足控制電路的要求;電流繼電器的動作電流，一般為電動機額定電流的2.5倍。安裝電流繼電器時，需將線圈串聯(lián)在主電路中，常閉觸頭串接于控制電路中與解除器連接，起到保護作用。

5.速度繼電器

速度繼電器是用來反映轉速和轉向變化的繼電器。它常用于電動機反接制動的控制電路中，當反接制動的電動機轉速下降到接近零時，它能自動地及時切斷電源。

6.電磁繼電器

電磁繼電器是在輸入電路內電流的作用下，由機械部件的相對運動產生預定響應的一種繼電器。

它包括直流電磁繼電器、交流電磁繼電器、磁保持繼電器、極化繼電器、舌簧繼電器、節(jié)能功率繼電器等。

7.固態(tài)繼電器

輸入、輸出功能由電子元件完成而無機械運動部件的一種繼電器。

8.溫度繼電器

當外界溫度達到規(guī)定值時動作的繼電器。

9.加速度繼電器

當運動物體的加速度達到規(guī)定值時，被控電路將接通或斷開。

10.電壓繼電器

其結構與電流繼電器基本相同，只是電磁鐵線圈的匝數(shù)很多，而且使用時要與電源并聯(lián)。它廣泛應用于失壓(電壓為零)和欠壓(電壓小)保護中。所謂失壓和欠壓保護，就是當由于某種原因電源電壓降低過多或暫時停電時，電動機即自動與電源斷開;當電源電壓恢復時，如不重按啟動按鈕，則電動機不能自行啟動。如果不是采用繼電器控制，而是直接用閘刀開關進行手動控制，由于在停電時未及時拉開開關，當電源電壓恢復時，電動機即自行啟動，可能造成事故。另外，還有過電壓繼電器，它是當電路電壓趨過一定值時，因電磁鐵吸力而切斷電源的繼電器，它用于過電壓保護(如保護硅管和可控硅元件)。

11.其他類型的繼電器

如光繼電器、聲繼電器、熱繼電器等。

(六)漏電保護器

漏電保護器又叫漏電保護開關，是為防止人身誤觸帶電體漏電而造成人身觸電事故的一種保護裝置，它還可以防止由漏電而引起的電氣火災和電器設備損壞等故。

按工作類型劃分有開關型、繼電器型、單一型漏電保護器、組合型漏電保護器。組合型漏電保護器是漏電開關與低壓斷路器組合而成。

按結構原理劃分有電壓動作型、電流型、鑒相型和脈沖型。

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