常用低压控制电器与应用_低压电器的分类及用途_熔断器的结构和原理_刀开关的结构和原理_断路器的结构和原理

第三部分

常用低压控制电器与应用

第1章

低压电器的分类的用途

电器是根据外界特定的信号和要求,自动或手动接通和断开电路,断续或连续地改变电路参数,实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节用的电器设备。按我国现行标准规定，低压电器通常是指工作在交流1200V或直流1500V以下的电器。

低压电器是品种繁多，用途也极其广泛，无论是工矿企业、农林牧副渔和交通运输业，还是国防军事设施方面都需要应用各种低压电器。举例来说，一个年产30万吨合成氨的工厂，所使用的低压电器就有数百个品种规格，数千件产品，而一套1700mm连轧机的电气设备中则需要上千个品种规格、几万件到十几万件低压电器元件。由此可见，低压电器确是量大面广的产品。

习惯上，按照电器与使用系统之间的关系，可以把低压电器分成：

（1）电力网系统用的配电电器。属于这一类的主要有低压断路器（自动开关）、熔断器和负荷开关等。对边类电器的主要技术要求是通断电流能力强，保护性能好，抗电动力和热的耐受性（即动稳定和热稳定）好以及操作时过电压低。

（2）电力拖动及自动控制系统用的控制电器。属于这一类的主要有接触器、起动器和各种控制继电器。对这类电器的主要技术要求是有相应的转换能力，操作频率高，电寿命和相械寿命长。

低压电器的分类及用途见表3.1.1。

表3.1.1低压电器的分类及用途

第2章

熔断器

熔断器是当电流超过限定时借熔体熔化来分断电路的一种用于过载和短路保护的电器。熔体富于“自我牺牲精神”，当电网或用电设备发生过载或短路时，它能自身熔化分断电路；避免由于过电流的热效应及电动力引起对电网和用电设备的损坏，并防止事故蔓延。

熔断器的最大特点是结构简单、体积小、重量轻、使用维护方便、价格低廉，具有很大的经济意义，又由于它的可靠性高，故无论在强电系统或弱电系统中都获得了广泛应用。

2．1 熔断器的结构和原理

熔断器主要由熔断体（简称熔体，有的溶体装在具有灭弧作用的绝缘管中）、触头插座和绝缘底板组成。溶体是核心部分，常做成丝状或片状，制造溶体的金属材料有两类：（1）低溶点材料：如铅锡合金、锌等；

（2）高溶点材料：如银、铜、铝等。

溶断器接入电路时，溶体串联在电路中，负载电流

流过溶体，由于电流热效应而使温度上升。当电路发生过

栽或短路时，电流大于溶体允许的正常发热电流，使溶体

温度急剧上升，超过其熔点而熔断，从而分断电路，保护

了电路和设备。

熔断器工作的物理过程大致可以分为四个阶段：

（1）熔断器的溶体因有过栽电流或短路电流通过，

其温度升高到熔化温度（熔点）θr，但溶体仍处于

固体状态，并没有开始熔化。在图3.2.1中，这一阶

段以t1表示。

（2）溶体中的部分金属开始从固体状态转变为液体

状态。由于溶体熔化需要吸收一部分热量（溶解热），在t2阶段内（见图3.2.1），

溶体温度始终保持θr。

（3）熔化了的金属继续被加热，一直加热到达到它的汽化温度θq为止，形成第二次加热阶段t3。

（4）溶体断裂，出现间隙，在间隙中产生电弧，直至该电弧被熄灭为止。这段时间在图3.2.1中以t4表示。

2.2 熔断2熔断器的种类、特点及电气图形符号

1．熔断器的种类及其基本特点。

见表3.2.1

2．熔断器的电气图形符号和文字符号

见图3.2.2。

2．3 常用熔断器

一、插入式熔断器

插入式熔断器习惯上又称为“铅丝盒子”或“插铅丝”。RC1A系列为瓷插式熔断器，它是在RC1系列的基础上改进设计的。这种熔断器一般用于交流50H Z、额定电压低于380V、额定电流低于200A的低压线路末端或分支电路中，作为电缆及电气设备的短路保护及一定程度上的过载保护之用。

RC1A系列熔断器由瓷盖、瓷座、触头和溶丝四部分组成（见图3.2.3）。瓷座由电工瓷制成，两端固装着静触头，中间有一空腔，它与瓷盖的突起部分共同形成灭弧室。额定电流为60A及以上的产品，灭弧室中还垫有编织石棉带以保护瓷件。瓷盖也是由电工瓷制成的，动触头就固装在它的两端。瓷盖中段有一突起部分，溶丝铅此突起部分跨接在两个动触头上。

二、螺旋式熔断器

现在常用的是RL1系列螺旋式熔断器，其结构如图3.2.4所示。熔断器主要由瓷帽、溶管、瓷套以及瓷座等组成。溶管是一个瓷管，内装石英砂和溶体。溶体的两端焊在溶管两端的导电金属端盖上，其上端盖中央有一个熔断指示器，当电路分断时，指示器便弹出，透过瓷帽上的玻璃可以看见。熔断器熔断后，只要更换熔管即可。

螺旋式熔断器一般用于配电线路中作为过载及短路保护，同时，还因其具有较大的热惯性，安装面积又比较小，也常用于机床控制线路以保护电动机。

三、无填料密闭式熔断器

无填料闭管式熔断器是一种可拆卸的低压熔断器。当熔断器已起到保护作用，熔体熔断之后，用户可以自行拆开，重装新的熔体，所以检修方便，恢复供电也较快。因此，凡属故障经常发生的场合，采用这种熔断器作为低压电力网络和成套配电装置的短路保护及连续过载保护是很适合的。

RM10系列熔断器由熔管、熔体和插座等部分组策划能够，其外形如图3.2.5所示。熔管结构形式有两种：15~60A熔断器（习称反白管）、黄铜接头和圆柱形铜帽等构成，其中220V、15A产品的接头为内镶式，其余产品都采用外套式接头；100A及以上熔断器的熔管由钢纸管、黄铜接头、铜帽和触刀等组成，其熔体与触刀之间以螺楦紧固。熔体熔断时，在

其管内产生30~80个大气压，电弧因受强烈压缩而熄灭。

四、有填料闭管式熔断器

有填料闭管式熔断器在结构方面的最大特征，就是在其熔断管内充满了填料，借此增强熔断器熄灭电弧的能力。

填料之所以有助于灭弧，是因为作为填料的介质材料具有较高的导热性能、绝缘性能，并且由于它的颗粒外形而具有很大的同电弧接触的表面积。当熔断器分断故障电流而产生电弧。

时，大量的填料颗粒就同电弧接触，吸收电弧的能量，使电弧很快冷却。这样，电弧间隙的介质强度便迅速增强，从而加速了电弧的熄灭过程。所以有填料封闭管式熔断器的特点是额定电流大，熔断能力大，其系列熔断器外形结构见图3.2.6和图3.2.7，其中RT16（即NT）型熔断器是从德国AEG公司引进的产品。