电气控制中的低压开关
低压开关的操作方法
低压开关的操作方法
低压开关一般用于控制电气设备的开关、保护和分路功能。
其具体操作方法如下：
1. 打开开关：将开关手柄顺时针旋转至“合”位，此时电路通电。
2. 关闭开关：将开关手柄逆时针旋转至“断”位，此时电路断电。
3. 自动复位：低压开关在过载、短路等故障时会自动跳闸，此时需要将开关手柄逆时针旋转至“断”位，待故障排除后再将手柄顺时针旋转至“合”位，即可完成自动复位。
4. 手动复位：若低压开关无法自动复位，需手动将开关手柄逆时针旋转至“断”位，再将手柄顺时针旋转至“合”位进行手动复位。
5. 分路：低压开关可分路控制电器设备，当需要控制某个设备时，将该设备对应的开关手柄顺时针旋转至“合”位，此时该设备通电，其他设备未受影响。
6. 保护：低压开关可对电路进行保护，当电路出现过载、短路等故障时，会自动跳闸以保护电器设备的安全。
电气控制系统常用低压电器
电气控制系统常用低压电器：接触器，继电器，熔断器，主令电器，自动空气断路器。
电器：一种能控制电的工具；
低压电器：工作在交流电压1500V，直流电压1200V以下电路中的电气设备；
接触器：用来接通或切断电动机或其他负载主电路的一种控制器，一般分为交流接触器和直流接触器；
继电器：一种根据特定形式的输入信号而动作的自动控制电器，起分类为较多，（与接触器不同主要是因为：他用于反应控制信号，起出点通常接在控制电路中）；
熔断器：一种利用熔化作用而切断电路的保护电器，主要由熔体和熔断管两部分组成；
主令电器：在自动控制系统中，用于发送或转换控制指令的电器，常用的主令电器有控制按钮、万能转换开关、朱令控制器、行程开关、接近开关；
自动空气断路器：又称为自动空气开关或自动开关，他相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种自动切断电路故障用的保护电器，（与接触器不同的是：他允许切断短路电流，但允许造作次数较低）。
电气开关的种类
电气开关的种类电气开关是电力系统中必不可少的设备，用于控制电路的开关、分合和保护等。
随着科技的不断发展，电气开关也不断地得到改进和完善，种类也越来越多。
本文将从电气开关的分类、特点和应用等方面进行阐述。
一、电气开关的分类1. 按照电压等级分类电气开关根据其所能承受的电压等级，可分为低压开关、中压开关和高压开关三种。
低压开关一般用于低压电路中，其额定电压不超过1000V；中压开关的额定电压在3kV~36kV范围内，主要用于配电系统中；高压开关的额定电压在110kV以上，用于输电系统中。
2. 按照功能分类电气开关根据其所具有的功能，可分为普通开关、隔离开关、接触器、断路器、负荷开关、保护开关等。
普通开关主要用于控制电路的开关，一般只具有开关功能，不具备保护和隔离功能；隔离开关是一种特殊的开关，可以将电路隔离开来，保证人员和设备的安全；接触器是一种具有较高开断能力的开关，主要用于控制大功率电器的开关；断路器是一种具有保护功能的开关，可以在电路出现故障时自动断开电源，保护电器和设备；负荷开关是一种用于控制负荷电流的开关，可以根据负荷电流的大小来控制开关的动作；保护开关是一种具有保护功能的开关，可以在电路出现过载、短路等故障时自动断开电源，保护电器和设备。
3. 按照结构分类电气开关根据其结构形式，可分为旋钮式开关、按钮式开关、摇杆式开关、刀闸式开关、牵引式开关等。
旋钮式开关主要用于控制电路的开关，可以通过旋钮的转动来实现开关动作；按钮式开关主要用于控制电路的开关，可以通过按下按钮来实现开关动作；摇杆式开关主要用于控制电路的开关，可以通过摇杆的上下左右来实现开关动作；刀闸式开关主要用于隔离电路，可以通过刀闸的切断来实现电路隔离；牵引式开关主要用于控制电动机的启停和转向，可以通过拉动手柄来实现开关动作。
二、电气开关的特点1. 安全性高电气开关在设计和制造时，考虑到了人员和设备的安全性，具有较高的安全性，可以保证人员和设备的安全。
低压电气分类
低压电气分类低压电气是指电气设备和系统中工作电压低于1000V的部分。
它广泛应用于工业、建筑、交通、通信等各个领域，为各种设备和系统提供稳定可靠的电力供应和电气控制。
本文将从低压电气的分类角度进行介绍，包括低压开关设备、低压配电设备和低压控制设备。
一、低压开关设备低压开关设备主要用于电力系统的开关控制和保护。
根据其功能和使用场景的不同，低压开关设备可以分为以下几类：1.1 断路器断路器是一种用于开关电路、切断电流的电器设备。
根据其断路方式的不同，断路器可以分为空气断路器、真空断路器和油断路器等。
空气断路器是最常见的一种断路器，它通过空气介质进行电流的切断和闭合。
真空断路器采用真空介质，具有更好的绝缘性能和开断能力。
油断路器则采用油介质，适用于大容量的电流切断。
1.2 接触器接触器是一种用于控制电路的开关装置，主要用于控制电动机的启停和正反转。
根据其额定电流的不同，接触器可以分为小型接触器、中型接触器和大型接触器等。
小型接触器适用于小功率电机的控制，而大型接触器适用于大功率电机的控制。
1.3 开关柜开关柜是将多个开关设备组合在一起，形成一个整体的开关控制装置。
根据其功能和用途的不同，开关柜可以分为配电柜、控制柜和终端柜等。
配电柜用于电能的分配和保护，控制柜用于电气控制系统的控制和监测，终端柜用于电气设备的接线和连接。
二、低压配电设备低压配电设备主要用于电能的分配和保护。
根据其功能和用途的不同，低压配电设备可以分为以下几类：2.1 低压断路器低压断路器广泛应用于低压配电系统中，用于过载保护和短路保护。
根据其断路能力的不同，低压断路器可以分为普通断路器和断路器开关等。
普通断路器适用于一般的低压配电系统，而断路器开关适用于需要更高断路能力和更可靠保护的场合。
2.2 低压开关插座低压开关插座是一种用于电能接入和断开的插座装置。
根据其额定电流和额定电压的不同，低压开关插座可以分为不同规格和型号。
低压开关插座广泛应用于工业生产线、建筑施工现场和家庭用电等场合。
低压开关的名词解释
低压开关的名词解释低压开关是一种用于控制或切断电流的电器设备，通常应用于低电压电路中。
它在工业、住宅和商业领域广泛使用，起到安全和保护电路的作用。
本文将对低压开关的基本原理、种类、工作原理以及应用领域进行解释。
1. 基本原理低压开关依靠其设计特性，在电路中扮演着开启（闭合）或关闭（断开）电流的角色。
它是电气系统的关键组件，用于控制电流的流动。
低压开关常常被设计成手动或自动操作，以便在需要时进行切换。
2. 种类低压开关的种类繁多，常见的有刀形开关、按钮开关、旋钮开关、固态开关等。
刀形开关一般用于切断电路，具有快速传输电流、快速开关时间的特点。
按钮开关常见于家用电器，例如电灯的开关。
旋钮开关允许用户通过旋转选择不同的功能，例如音量调节器。
固态开关基于电子元器件，没有移动部件，通过电信号控制电流。
3. 工作原理低压开关的工作原理与其种类有关。
以刀形开关为例，它包括一个固定刀片和一个移动刀片。
当刀片闭合时，电流可以通过它们流动，而当刀片打开时，电流被切断。
按钮开关通过按下按钮来改变开关的状态。
旋钮开关的工作原理是通过旋转操作使开关接点开启或关闭。
固态开关依靠半导体器件，如晶体管或二极管，控制电流的开闭。
4. 应用领域由于低压开关的广泛应用，它存在于各个领域。
在工业领域，低压开关被用于控制机械设备，如电动机启动、停止或切换。
在住宅领域，低压开关用于家电控制，例如电灯、插座或风扇的开关。
商业场所中，低压开关用于控制空调、照明系统、安防设备等。
总结低压开关是电气系统的重要组成部分，它在控制和切断电流方面发挥着关键作用。
通过不同类型的开关，人们可以手动或自动控制电路的通断。
基于种类的差异，低压开关具有不同的工作原理。
无论是在工业、住宅还是商业环境中，低压开关都是实现电路控制的基础设备，为我们的生活和工作提供了便利和安全保护。
常见低压电气开关的类型和保护特性
常见低压电气开关的类型和保护特性A、低压开关小型空气开关又称微型空气断路器，容量多在63A及以下，分单极开关、双极开关（火线和零线同时切断）、双极漏电保护型开关、三极开关、三极漏电保护型开关。
此类开关多用于机房内供电负荷的末级出线的分合及保护，具备过流和速断自动保护跳闸功能。
如梅兰日兰C系列，其保护特性属于流过电流一旦超过额定电流值立即跳闸类型。
适合于启动电流较小的用电设备。
如梅兰日兰D系列，其保护特性属于流过电流达到额定电流值，延时跳闸类型。
适合于启动冲击电流比较大的电机等用电设备。
以上两种类型，在播出机房内应采用如梅兰日兰D系列。
这类开关必须使用正品。
还有带漏电保护小型空开，如DZ—47、梅兰日兰C45N—vigi类。
根据我国规定，漏电电流达到30MA，0.1S跳闸。
适合于非播出设备的普通插座电源的保护。
它的保护功能：用电设备内部带电部分与外壳绝缘损坏漏电时的跳闸保护。
人员不慎接触到火线，且对地电流达到30MA时的跳闸保护。
但是如果在此开关出线端一手抓火线，一手抓零线，该开关不能保护。
以下图中，开关的上部采用跳接方式，是安装规程和验收规程绝对不允许的。
B、低压中型空气开关又称塑壳自动空气断路器，容量多在63---400A 范围内，多为三极开关。
如国产的CM1、TO、TG、DZ10、DZ20 等系列，其中DZ10已经被明令淘汰。
进口或合资的ABB、三菱、梅兰日兰、施奈德等系列，外形为长方型塑料盒。
此类开关多用于低压配电室内馈出配电柜的400A以下出线开关，以及末级配电箱、柜的主进开关和出线回路开关。
此类开关基本保护功能：具备过流和速断自动保护跳闸功能。
过流保护，流过电流到达额定整定值1.2倍后延时跳闸。
速断保护，一旦电流达到7---10倍额定电流值，视为短路，立即跳闸。
过流保护跳闸功能一般依靠开关内部的热脱扣装置，速断保护一般依靠开关内的电磁脱扣装置。
合称为复式脱扣。
目前ABB、施奈德的产品，增加了相当多的附件，附件内的保护装置，具备了许多以往大型开关才有的额定电流整定和延时时间整定，以及分励脱扣等功能。
常用低压控制电器
图1.5 自动空气断路器的原理图
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1.5 熔断器
熔断器中的熔体俗称保险丝或熔丝，一般为电阻率较高且熔点较低的合金制成，例如铅锡合 金等，或用截面积很小的良导体制成，例如铜、银等。它串接在被保护的电路中，当电路发 生短路时，过大的短路电流使熔丝熔断，从而切断电源，达到保护线路和电气设备的目的。 熔断器是电路中最常用最有效的短路保护电器。常用的熔断器有管式、嵌入式和螺旋式三种， 如图1.6所示。
常用低压控制电器
低压控制电器种类繁多，按动作性质可分为手动电器和自动电器两类。手动电器必须由人工 操纵，如闸刀开关、组合开关、按钮等。自动电器是随某些电信号（如电压、电流等）或某 些物理量的变化而自动动作的，如继电器、接触器、行程开关等。控制电器还有实现保护功 能的保护电器，如熔断器、热继电器等。
（a）结构图
图1.7 交流接触器
（b）符号
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1.7 继电器
继电器是用于控制电路和保护电路的电器，它主要用来传递信号、并不直接去操纵主电
路。继电器类型很多，工作原理也不相同，但都是在某种物理星如电压、电流、温度、压力、
速度及行程等的作用下而动作的，当这些物理量达到某一预定数值时，继电器就开始工作，
（a）原理图
图1.9 热继电器
发热元件 FR
F R
动断 触点
（b）符号
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3．时间继电器
时间继电器是一种从得到输入信号（线圈通电或断电）起，经过一段时间延时后才动作
的继电器。时间继电器具有延时作用，适用于定时控制，可用于按照所需时间间隔来接通、
断开或换接被控制电路。时间继电器按触点延时动作的不同，可分为通电延时型和断电延时
用手按，而行程开关则是用运动部件上的撞块（或挡板）来撞压的。当撞块压着行程开关时，
电气控制系统中常用低压电器符号
自动空气开关（ＱＦ）：主要用于低压动力电路分配电能和不频繁通、断电路，并具有故障自动跳闸功能。
中间继电器（ＫＡ）：扩展触点的数量和信号的放大。
电流继电器（ＫＡ）：根据输入电流大小变化控制输出触点动作。
电压继电器（ＫＶ）：根据输入电压大小变化控制输出触点动作。
行程开关（ＳＱ）：利用机械运动部件的碰撞而动作，用来分断或接通控制电路。主要用于检测运动机械的位置，控制运动部件的运动方向、行程长短以及限位保护。
接近开关（ＳＰ）：靠移动物体与接近开关的感应头接近时，使其输出一个电信号来控制电路的通断。
容断器（ＦＵ）：在低压电路配电电路中主要起短路保护作用。
控制按纽（ＳＢ）：在控制电路中用于短时间接通和断开小电流控制电路。
指示灯（ＨＬ）：用于电路状态的工作指示，也可用作工作状态、预警、故障及其他信号的指示。
接触器（ＫＭ）：可以频繁地接通和分断交、直流主电路，并可以实现远距离控制，主要用来控制电动机，也可以控制电容器、电阻炉和照明器具等电力负载。
刀开关（ＱＳ）：主要用作电源切除后，将线路与电源明显地隔离开，以保障检修人员的安全。
组合开关（ＱＳ）：用于手动不频繁地接通、分断电路，换接电源或负载，也可以控制小容量异步电动机。
时间继电器（ＫＴ）：按照预定时间接通或分断电路。
热继电器（ＦＲ）：对连续运行的电动机进行过载保护，以防度补偿、自动与手动复位等功能。
速度继电器（ＫＳ）：多用于三相交流异步电动机反接制动控制，当电动机反接制动过程结束，转速过零时，自动切除反相序电源，以保证电动机可靠停车。
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二、低压电器的应用
在电力拖电动系统中，低压电器主要用于对电动机 （一）额定工作制 进行控制、调节和保护。 三、低压电器额定工作制与正常工作条件
1）8小时工作制：电器的工作时间不超过8小时。 2）长期工作制连续工作8小时以上。 3）短时工作制：有载时间和空载时间相互交替，且有 载时间小于空载时间。 4）断续周期工作制：有载时间和空载时间循环交替， 且有一定比值。
图5-6 直流线圈断电放电回路
2．单相交流电磁机构中短路环的作用
在交流电磁机构中，一般在铁心端面上安装一个铜制短路环以 便保证电磁机构正常工作。
二、触头系统 触头的作用：触头是电磁式电器的执行元件，起接通和分断电 路的作用。 （一）触头的接触形式 点接触：用于小电流接触器中。 线接触：用于通电次数多，电流大的场合。 面接触：允许通过较大电流。 （二）触头的种类 按触头控制的电路分： 主触头：用于接通和断开主电路，允许通过较大电流。 辅助触头：用于接通和断开控制电路，允许通过较小电流。 按触头原始状态分： 常开触头：电磁线圈未通电时，断开的触头。 常闭触头：电磁线圈未通电时，闭合的触头。
2）衔铁绕轴转动拍合式：铁心用硅钢片叠成，适用于中小容 量交流接触器和继电器，如图5-2e. 3）衔铁直线运动式：衔铁在线圈内作直线运动，多用于中小 容量交流接触器和继电器，如图5-2a、b、c。 2．按磁路形式分：有U型（如图5-2a、c、d所示)和 E型（如图5-2b、e所示)。
3．按线圈的连接方式分 1）串联电磁机构：电磁线圈串联于电路中，如图5-3a所示。 按电流种类又分为直流串联电磁机构和交流串联电磁机构。 该结构的特点是匝数少，线径粗，衔铁动作与否取决于线圈中 电流的大小，故又称为电流线圈。 2）并联电磁机构：电磁线圈并联于电路中，如图5-3b所示。 按电流种类又分为直流并联电磁机构和交流并联电磁机构。 该结构的特点是匝数多，线径细，衔铁动作与否取决于线圈中 电压的大小，故又称为电压线圈。 4．按电磁线圈的种类分：直流线圈和交流线圈。 （二）电磁机构的工作特性 1．吸力特性 1）交流电磁机构的吸力特性 交流电磁机构的电流I与电磁气隙δ成正比，故当线圈未吸合时， 电流可达吸合后电流的5～6倍，如果衔铁卡住，或频繁动作，线圈 可能烧毁，所以在可靠性要求高或操作频繁时，一般不采用交流电 磁结构。
接触器结构
第四节 电磁式电压、电流继电器
直流电磁式时间继电器
第三节 电磁式接触器
接触器是一种适用于在低压配电系统中远距离控制、频繁操作、 直流主电路及大容量控制电路的自动控制开关电器。
接触器的分类： •按操作方式分：电磁接触器、气动接触器、电磁气动接触器。 •按灭弧介质分：空气电磁式、油浸式和真空式接触器。 •按主触头控制的电流种类分：交流、直流、切换电容接触器。 一、接触器的结构及工作原理 电磁机构 触头系统 灭弧装置 释放弹簧 触头弹簧 底座
2）直流电磁机构的吸力特性 直流电磁机构的电流与气隙大小无关，而电磁吸力与气隙 的平方成反比，所以直流电磁机构适用于动作频繁的场合，且 吸合后电磁吸力较大，工作可靠。但是当直流电磁机构的电磁 线圈断电时，由于磁通急剧变化，在线圈中会感应出很大的反 电动势，其值可达线圈额定电压的10倍以上，很容易使线圈损 坏，因此，一般在电磁线圈两端并联一个放电回路。如图5-6 所示。
第二节 常用低压电器的基本问题
电磁机构
低压电器的基本结构
一、电磁机构 （一）电磁机构的结构形式
触头系统
电磁机构
电磁线圈 铁心 衔铁
根据由铁心和衔铁构成的磁路形状及衔铁运动方式的不同，以 及线圈接入电路的方式不分
1）衔铁绕棱角转动拍合式：
在该方式中，衔铁绕磁轭的棱角转动，铁心用电工软铁制成， 适用于直流接触器和继电器，如图5-2d.
（三）按操作方式分类： 手动和自动电器 （四）按使用系统分类 1）自动控制电力系统用电器 2）电力系统用电器 3）自动化通信系统用电器 （五）按电器执行功能分类 1）有触头电器 2）无触头电器 3）混合电器 （六）按电力拖动自动控制系统用电器分类 1）接触器 2）主令电器 3）继电器 4）执行电器 5）熔断器 6）低压断路器 7）隔离开关 8）成套电器
三、电弧的产生和常用的灭弧方法 （一）电弧的产生 当触头分断电路时，若触头间的电压达12V～20V、 电流达0.25～1A，触头间隙就会产生电弧。电弧会使触 头烧蚀，并使电路切断时间延长，甚至不能断开，造成事 故，为此，必须采取灭弧措施，加速并可靠的熄灭电弧。 （二）常用的灭弧方法 1．双断口灭弧 2．磁吹灭弧 3．柵片灭弧 4．灭弧罩灭弧
（二）正常工作条件
（1）周围空气温度规定为-5～+40℃，24小时平均值不超过+35℃。 （2）安装地点不超过海拔2000m。 （3）安装地点的最高温度为+40℃，相对湿度不超过50%。 （4）污染等级分为4级： 1）等级1：无污染。 2）等级2：有非导电性污染。 3）等级3：有导电性污染。 4）等级4：造成持久性的导电污染。 工业电器一般适用于污染等级为3级的环境，家用电器适用于 等级为2级的环境