低压电器通常是指工作在交流电压小于1200V、直流电压小于1500V的电路中的电气设备。它们在电路中主要起接通、断开、保护、控制或调节作用。常用的低压电器有刀开关、转换开关、断路器、熔断器、接触器、控制继电器等。
1.刀开关
刀开关是一种结构最简单且应用最广泛的低压电器,常用型号有HD、HS。而常用的刀开关与熔断器组合的电器有:HK系列开启式开关熔断器组和HH系列封闭式开关熔断器组。
HK系列开启式开关熔断器组,它由刀开关和熔断器组成,并装在瓷底板上。刀开关装在上部,熔断器装在下部,由瓷柄进线座触刀和触刀座、出线座、熔丝等组成。动触刀上端装有瓷质手柄便于操作,上下两部分用两个胶盖以紧固螺钉固定,将开关零件罩住防止电弧或触及带电体伤人。这种开关不易分断有负载的电路,但由于结构简单、价格便宜,在一般的照明电路和功率小于5.5kW电动机的控制电路中仍有使用。常用的有HK4系列。
HH系列封闭式开关熔断器组,在开关的手柄转轴与底座之间装有一个速断弹簧,用钩子扣在转轴上,当扳动手柄分闸或合闸时,开始阶段U形双触刀片并不移动,只拉伸了弹簧,贮存了能量,当转轴转到一定角度时,弹簧力就使U形双触刀片快速从夹座中拉开或将触刀片迅速嵌入夹座,电弧被很快熄灭。开关上装有机械联锁装置,当箱盖打开时,不能合闸;合闸后箱盖不能打开。常用的有HH10、HH11系列。
2.组合开关
图1-12为HZ系列组合开关的结构。它的特点是用动触片的左右旋转来代替刀开关的推合和拉开,结构较为紧凑。三极组合开关共有6个静触片和3个动触片。静触片一端固定在胶木边框内,另一端伸出盒外,以便和电源及用电器相连接。3个动触片装在绝缘垫板上,并套在方轴上,通过手柄可使方轴作90о反向转动,从而使动触片与静触头保持闭合或分断。在开关的顶部还装有扭簧贮能机构,使开关能快速闭合或分断。常用的组合开关为HZ10系列。
3.低压断路器
低压断路器是具有一种或多种保护功能的保护电器,同时又具有开关的功能。低压断路器有万能式和塑料外壳式两种。常用的塑料外壳式断路器有DZ15系列和DZ20系列。DZ15系列为小电流系列,其额定电流为10~50A;DZ20系列为大电流系列,其额定电流等级有100A、160A、250A和630A。低压断路器主要由触头系统、灭弧系统、保护系统、自由脱扣器、电磁脱扣器和操作机构等组成。操作机构在中间,其两边有热脱扣器和电磁脱扣器,触头系统在下面,除三对主触头外,还有常开及常闭辅助触头各一对,上述全部结构均装在塑料外壳内,按钮和触头的接线柱分别伸出壳外。在合闸的情况下,自由脱扣器的脱扣钩子扣在一起,当电路中的电流超过规定值或当电路电压过低或失去电压时,都会使自由脱扣器脱扣,主触头断开,从而达到过载、低电压(失电压)保护的目的。
4.熔断器
熔断器在低压配电线路中主要起短路保护作用。熔断器主要由熔体和放置熔体的绝缘管或绝缘底座组成。使用时,熔断器串接在被保护的电路中,当通过熔体的电流达到或超过了某一额定值,熔体自行熔断,切除故障电流,达到保护目的。常用的熔断器有以下几种。
(1)瓷插式熔断器 主要由瓷座、瓷盖、触头和熔丝等组成。它具有结构简单、价格低廉、更换熔丝方便等优点,主要用于380V三相电路和220V单相电路作保护电器。常见的为RC1A系列。
(2)螺旋式熔断器 是由熔管及支持件(瓷制底座、带螺纹的瓷帽、瓷套)组成。熔管内装有熔丝并装满硅砂。同时还有熔体熔断的指示信号装置,熔体熔断后,带色标的指示头弹出,便于发现后更换。它主要用于交流380V及以下、电流在200A以内的线路和用电设备的过载和短路保护。螺旋式熔断器有RL5、RL6、RL7等系列。
(3)无填料密闭管式熔断器 主要由熔管、熔体、触刀及底座等部分组成。它具有分断能力强、保护特性好、更换熔体方便等优点,但造价高、结构复杂且材料消耗大。它主要用于380V、额定电流在1000A以下的低压线路及成套配电设备的过载与短路保护。常用无填料密闭管式熔断器为RM10系列。
(4)快速熔断器 快速熔断器是有填料封闭管式熔断器。它具有发热时间常数小、熔断时间短、动作迅速等特点。常用的有RLS、RS0、RS3等系列。RLS系列主要用于小容量硅器件及其成套装置的短路保护。RS0系列主要用于整流管、晶闸管的短路和某些不允许过电流电路的保护。
5.主令电器
主令电器是在自动控制系统中发出指令或信号的操纵电器。
(1)按钮 按钮是一种结构简单应用非常广泛的主令电器。一般情况下,它不直接控制主电路的通断,而在控制电路中发出手动“指令”去控制接触器、继电器等电路,再由它们去控制主电路。按钮的触头允许通过的电流很小,一般不超过5A。
按钮主要由按钮帽、复位弹簧、常闭触头、常开触头、接线桩和外壳等组成。按钮按触头的结构、数量和用途不同可分为停止按钮、起动按钮及复合按钮。目前使用较多的为LA18、LA19、LA25三个系列按钮。(www.xing528.com)
(2)行程开关 行程开关又称为位置开关或限位开关,是另一种类型的主令电器。它的作用与按钮相同,但其触头的动作不是靠手按操作,而是利用生产机械中的运动部件的碰撞而动作,来接通或分断某些控制电路。行程开关的型号有LX19系列、JLXK1系列等。
6.交流接触器
交流接触器是一种自动的电磁式开关,它通过电磁力作用下的吸合和反作用弹簧作用下的释放,使触头闭合和分断,导致电路的接通和断开。图1-13a所示为交流接触器的结构,它主要由电磁系统、触头系统、灭弧室及其他部分组成。常用的交流接触器有CJ20、CJ28等系列。交流电磁铁的铁心端面上嵌有短路环,用以消除电磁系统的振动和噪声。交流接触器的灭弧采用栅片灭弧装置。
交流接触器起动时,由于铁心气隙大、磁阻大,所以通过线圈的起动电流往往为工作电流的十几倍,所以衔铁如有卡阻现象将烧坏线圈。交流接触器的线圈电压在85%~105%额定电压时,能可靠地工作,当线圈电压低,电磁吸力不够、衔铁吸不上、线圈可能烧毁,同时也不能把交流接触器线圈接到直流电源上。
7.继电器
继电器是一种小信号控制电器,它利用电流、电压、时间、速度、温度等输入信号的变化,来接通和分断控制电路的电器,广泛用于电动机电路的保护及各种生产机械的自动控制。常用的有热继电器、中间继电器、电流继电器、电压继电器、时间继电器、速度继电器等。
(1)热继电器 热继电器是利用电流的热效应而动作的保护电器。一般作为电动机的过载保护。它由热元件、双金属片、动作机构、触头系统、调整装置和温度补偿元件等组成。其动作原理是:热元件串联在主电路中,常闭触头串联在控制电路中,当电动机过载电流达到或超过设定值(通常为电动机额定电流的120%)时,双金属片受热弯曲带动其动作机构动作,将触头断开,从而断开控制电路,继而断开主电路,达到对电动机过载保护。常用的热继电器有JR16、JR20系列。
(2)中间继电器 中间继电器是将一个输入信号变成一个或多个输出信号的继电器。它的结构和原理与接触器基本相同,所不同的是中间继电器的触头多、容量小(其额定电流一般为5A)并且无主、辅触头之分。它主要用于控制电路中把信号同时传递给几个有关的控制元件。常用的中间继电器有JZ7、JZ15系列。
(3)电流继电器 电流继电器是根据电流值大小动作的继电器。它串联在被测电路中,反映的是被测电路电流的变化。电流继电器的匝数少,导线粗。根据用途,它可分为过电流、欠电流继电器。常用的电流继电器有JL15系列。
(4)电压继电器 电压继电器是根据电压大小动作的继电器。其线圈并联在被测电路中,反映电路中电压的变化。电压继电器根据用途的不同可分为过电压和欠电压继电器。
图1-13 交流接触器
a)结构 b)工作原理
1—反作用弹簧 2—主触头 3—触头压力弹簧 4—灭弧罩 5—辅助常闭触头 6—辅助常开触头 7—动铁心 8—缓冲弹簧 9—静铁心 10—短路环 11—线圈
(5)时间继电器 时间继电器是利用电磁原理或机械动作原理实现触头延时闭合或延时断开的自动控制电器。它的种类很多,有电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式等。常用的空气阻尼式时间继电器由电磁系统、工作触头、气室及传动机构等部分组成。通电延时型时间继电器的性能是:当线圈得电时,各通电延时触头不立即动作而要延长一段时间才动作,断电时其触头瞬时复位。根据触头延时的特点,又可分为通电延时与断电延时两种。常用的时间继电器是JS7、JS23系列。
(6)速度继电器 速度继电器是依靠速度的大小为信号与接触器配合,实现对电动机的反接制动。故又叫做反接制动继电器。速度继电器由转子、定子及触头三部分组成。常用的速度继电器有JY1和JPZ0系列。
8.电磁起动器
电磁起动器主要由交流接触器、热继电器和按钮组成,并封装在壳体内。装在壳体上的按钮控制着交流接触器线圈回路的通断,并通过交流接触控制电动机的起动和停止,并作电动机的失电压和过载保护。常用的QC25型电磁起动器是由CJ20型交流接触器和JR20型热继电器组合而成的。
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