三、常用低壓電氣設(shè)備

低壓電器指電壓在1000V以下的各種控制設(shè)備、繼電器及保護設(shè)備等。低壓配電電器有刀開關(guān)、熔斷器、轉(zhuǎn)換開關(guān)和自動開關(guān)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(guān)

1.刀開關(guān)

刀開關(guān)是最簡單的手動控制設(shè)備，其功能是不頻繁的通斷電路?？煞譃槟z蓋刀開關(guān)和鐵殼刀開關(guān)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(guān)。膠蓋刀開關(guān)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(gòu)造簡單，價格低廉。

(2)鐵殼刀開關(guān)。鐵殼刀開關(guān)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(zhuǎn)換開關(guān)

雙電源(自動)轉(zhuǎn)換開關(guān)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(zhuǎn)換到另一路電源供電，使設(shè)備能夠不停電繼續(xù)運轉(zhuǎn)。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(guān)。雙電源自動切換開關(guān)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(guān)

自動開關(guān)又稱自動空氣開關(guān)。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(shè)備。在正常情況下，自動開關(guān)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(guān)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(guān)或分路開關(guān)，廣泛用于建筑照明和動力配電線路中。

4.行程開關(guān)

行程開關(guān)，是位置開關(guān)(又稱限位開關(guān))的一種，是一種常用的小電流主令電器。行程開關(guān)按其結(jié)構(gòu)可分為直動式、滾輪式、微動式和組合式。它利用生產(chǎn)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(guān)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(zhuǎn)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(guān)

接近開關(guān)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(guān)，當物體接近開關(guān)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(guān)動作，從而驅(qū)動直流電器或給計算機(PLC)裝置提供控制指令。接近開關(guān)是一種開關(guān)型傳感器(即無觸點開關(guān))，它既有行程開關(guān)、微動開關(guān)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(guān)在航空、航天技術(shù)以及工業(yè)生產(chǎn)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(guān)組成的防盜裝置。在測量技術(shù)中，如長度，位置的測量;在控制技術(shù)中，如位移、速度、加速度的測量和控制等。常見的接近開關(guān)有：

(1)無源接近開關(guān)。這種開關(guān)不需要電源，通過磁力感應控制開關(guān)的閉合狀態(tài)。當磁或者鐵質(zhì)觸發(fā)器靠近開關(guān)磁場時，和開關(guān)內(nèi)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(guān)。也叫電感式接近開關(guān)。它是利用導電物體在接近這個能產(chǎn)生電磁場接近開關(guān)時，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個渦流反作用到接近開關(guān)，使開關(guān)內(nèi)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(guān)的通或斷。

(3)電容式接近開關(guān)。這種開關(guān)的測量通常是構(gòu)成電容器的一個極板，而另一個極板是開關(guān)的外殼。這個外殼在測量過程中通常是接地或與設(shè)備的機殼相連接。當有物體移向接近開關(guān)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(guān)的接通或斷開。這種接近開關(guān)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(guān)?；魻栐且环N磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關(guān)，叫作霍爾開關(guān)。當磁性物件移近霍爾開關(guān)時，開關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應而使開關(guān)內(nèi)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(guān)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(guān)。利用光電效應做成的開關(guān)叫光電開關(guān)。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(nèi)。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(guān)的選用。在一般的工業(yè)生產(chǎn)場所，通常都選用渦流式接近開關(guān)和電容式接近開關(guān)。因為這兩種接近開關(guān)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(guān)，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(guān)。這種開關(guān)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(nèi)時，應選用霍爾接近開關(guān)，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(guān)。光電接近開關(guān)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(guān)、超聲波接近開關(guān)、微波接近開關(guān)。有時為了提高識別的可靠性，上述幾種接近開關(guān)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(jié)構(gòu)組成。

(1)瓷插式熔斷器。構(gòu)造簡單，國產(chǎn)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(nèi)裝熔絲或熔片。當熔絲熔化時，管內(nèi)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(guān)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(jīng)常作為中間繼電器配合主電路使用。

交流接觸器的選擇內(nèi)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(zhuǎn)易造成事故的生產(chǎn)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(shè)備的過負荷保護。它主要組成部分有熱元件、雙金屬片構(gòu)成的動觸頭、靜觸頭及調(diào)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(shè)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(shè)備再繼續(xù)運行，以免加速電動機繞組絕緣和電氣設(shè)備絕緣老化，甚至燒壞電動機繞組和電氣設(shè)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(diào)整范圍較大，但價格較高;電磁式時間繼電器的結(jié)構(gòu)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(shè)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(wǎng)調(diào)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(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)電流的作用下，由機械部件的相對運動產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(guān)進行手動控制，由于在停電時未及時拉開開關(guān)，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(guān)，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(shè)備損壞等故。

按工作類型劃分有開關(guān)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(guān)與低壓斷路器組合而成。

按結(jié)構(gòu)原理劃分有電壓動作型、電流型、鑒相型和脈沖型。

（責任編輯：zyc）

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