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1、2023/11/18,1,第4章 开关电器,4.1 开关电器的基本工作原理 4.2 高压断路器及其操动机构 4.3 高压隔离开关 4.4 高压负荷开关 4.5 自动重合器和自动分段器,2023/11/18,2,第4章 开关电器,4.6 熔断器 4.7 低压断路器 4.8 刀开关及其组合电器 4.9 低压控制电器4.10 漏电保护器,2023/11/18,3,第六节 熔断器,一、熔断器的作用,熔断器是最简单和最早使用的一种保护电器，俗称保险，用来保护电路中的电气设备，使其在短路或过负荷时免受损坏。,熔断器是人为串联在电路中的一个最薄弱的导电环节，当电路发生短路或过负荷时，熔体熔断将电路断开，使其
2、他电气设备得到保护。,2023/11/18,4,第六节 熔断器,一、熔断器的作用,熔断器广泛使用在60kV及以下电压等级的小容量装置中，主要作为小功率辐射形电网和小容量变电所等电路的保护，也常用来保护电压互感器。,在360kV系统中，除上述作用外还与负荷开关、重合器及断路器等其他开关电器配合使用，用来保护电力线路、变压器以及电容器组。,目前在1kV及以下的装置中，熔断器用得最多。它常和刀开关电器在一个壳体内组合成负荷开关或熔断器式刀开关。,2023/11/18,5,第六节 熔断器,二、熔断器的分类及型号,1、按电压等级可分为高压和低压两类；2、按有无填料可分为有填充料式和无填充料式；3、按结构
3、形式可分为螺旋式、插入式、管式以及开敞式、半封闭式和封闭式等；4、按动作性能分为固定式和自动跌开式；5、按工作特性分为有限流作用和无限流作用；6、按使用环境可分为户内式和户外式；7、按熔体的更换情况可分为易拆换式和不易拆换式等。,2023/11/18,6,1.低压熔断器的型号,第六节 熔断器,通常额定电压在1000V及以下的熔断器为低压熔断器，其种类很多，基本型号如下：,例，RM10一600,表示额定电流600A，设计序号为10的无填料密闭管式熔断器。,2023/11/18,7,2.高压熔断器的型号,第六节 熔断器,例：RW410/50型，,即指额定电流50A、额定电压10kV、户外4型高压熔
4、断器。,2023/11/18,8,三、熔断器的结构原理,熔断器主要由金属熔体、支持熔体的触头和外壳（熔管）组成。,第六节 熔断器,其工作原理是：金属熔体是一个易于熔断的导体，在正常工作情况下，由于电流较小，通过熔体时的温度虽然上升，但熔体不致熔化，电路可靠接通。一旦电路发生过负荷或短路，电流增大，熔体由于自身温度超过熔点而熔化，将电路切断。某些熔断器内还装有特殊的灭弧物质，如产气纤维管、石英砂等。,2023/11/18,9,熔体是熔断器的核心。目前熔断器所采用的熔体材料有铅、锌等，这些材料的熔点较低而电阻率较大，所制成的熔体截面也较大，这样，在熔化时将产生大量的金属蒸气，使电弧不易熄灭。所以这
5、类熔体只能应用在500V及以下的低压熔断器中。,第六节 熔断器,2023/11/18,10,在高压熔断器中，熔体往往采用铜、银等，这些材料的熔点较高，电阻率较低，所制成的熔体截面可较小，有利于电弧的熄灭。但这些材料的缺点是在小而持续时间长的过负荷时，熔体不易熔断，结果使熔断器损坏。克服此缺点的最简便方法是在铜或银熔体的表面焊上小锡球或小铅球，当熔体发热到锡或铅的熔点时，锡或铅的小球先熔化，而渗入铜或银的内部，形成合金，电阻增大，发热加剧，同时熔点降低，首先在焊有小锡球或小铅球处熔断，形成电弧，从而使熔件沿全长熔化。这种方法称为冶金效应法，亦称金属熔剂法。,第六节 熔断器,2023/11/18,
6、11,当电路发生短路故障时，其短路电流增长到最大值是要有一定时限的，如熔断器的熔断时间（包括熄孤时间）小于短路电流达到最大值的时间，即可认为熔断器限制了短路电流的发展，此种熔断器称为限流熔断器，否则为不限流熔断器。用限流熔断器保护的电气设备，遭受短路时所受损害可大为减轻，且可不用校验动稳定和热稳定。,第六节 熔断器,2023/11/18,12,熔断器工作包括以下四个物理过程：,第六节 熔断器,（1）流过过载或短路电流时，熔体发热以至熔化；（2）熔断体气化，电路开断；（3）电路断开后的间隙又被击穿，产生电弧；（4）电弧熄灭，熔断器的切断能力决定于最后一个过程。,熔断器的动作时间为上述四个过程的时
7、间总和。,2023/11/18,13,1熔断器的保护特性,第六节 熔断器,熔断器的熔断时间t与熔断电流I的大小有关，其规律是与电流平方成反比。图4-38表示t与I的关系曲线，称为熔断器的安秒特性，也称熔断器的保护特性曲线。,2023/11/18,14,由图4-38曲线可见，熔断电流I的熔断时间在理论上是无限大的称为最小熔化电流或称临界电流，即通过熔体的电流小于临界值就不会熔断。,第六节 熔断器,所以选择熔体的额定电流IN应小于I，通常取I与IN的比值为1.52，称作熔化系数。该系数反映熔断器在过载时的不同保护特性，例如要使熔断器能保护小过载电流，熔化系数就应低些；为了避免电动机起动时的短时过电
8、流使熔体熔化，熔化系数就应高些。,2023/11/18,15,熔断器的保护特性曲线由制造厂试验作出。保护特性曲线对不同额定电流的熔体分别作出，图4-39所示为额定电流不同的两个熔体1和2的保护特性曲线。,第六节 熔断器,2熔断器的过电流选择比,熔体1的额定电流小于熔体2的额定电流，熔体1的截面也小于熔体2。同一电流通过不同额定电流的熔体时，额定电流小的熔体先熔断，如图中通过短路电流 Ifl时，t1t2，熔体1先熔断。,2023/11/18,16,第六节 熔断器,2023/11/18,17,若在配电干线与支线中都以熔断器作为保护电器，当支线发生过负荷或短路时，有过电流通过两级熔断器时，则下一级熔
9、断器FU1应熔断，上一级熔断器FU2不应熔断，这就是动作的选择性，如图4-40所示，如果上一级熔断器熔断，即为非选择性熔断。当发生非选择性熔断时，必将扩大停电范围，造成不应有的损失。,第六节 熔断器,2023/11/18,18,为了保证上下几级熔断器的选择性，规定上下级熔断器的额定电流比为过电流选择比。,第六节 熔断器,过电流选择比的数值越小对电路来说动作更协调，而对熔断器的制造要求更高。,不同的熔断器选择比不同，通常1.6:1和2.0:1.在图4-40中，若配置选择比为1.6：1熔断体，设支线中FU1熔断体额定电流100A，则干线中FU2的熔断体额定电流必须为160A及以上，才能保证动作的选
10、择性。当上下两级熔断体的额定电流比超过选择比时，则选择性更有保证。,2023/11/18,19,五、常用高压熔断器介绍,（1）常用的高压户内管形限流熔断器,国产高压管形熔断器有RN1和RN2两种，都是户内式充有石英砂填料的密封管熔断器，两者结构基本相同，工作熔体采用焊有小锡球的铜熔丝。利用“冶金效应”（锡是低熔点金属，过电流时，锡受热首先熔化，熔液包围铜，铜锡互相渗透，形成熔点比较低的铜锡合金，使铜丝能在较低的温度下熔化）,第六节 熔断器,2023/11/18,20,第六节 熔断器,7黄铜端盖；8顶盖；9陶瓷芯；10熔体；11小锡球；12石英砂；13细钢丝；14熔断指示器,2023/11/18
11、,21,（2）户外型高压熔断器的结构及工作原理,户外型高压熔断器又称为跌开式熔断器，俗称跌落保险。它用于10KV及以下配电线路或配电变压器。图示为正常工作状态，它通过固定安装板安装在线路中（成倾斜），上下接线端（1、10）与上下静触头（2、9）固定于绝缘瓷瓶11上，下动触头8套在下静触头9中，可转动。熔管6的动触头借助熔体张力拉紧后，推入上静触头2内锁紧，成闭合状态，熔断器处于合闸位置。,第六节 熔断器,图4-42为RW4型跌落式熔断器的基本结构,2023/11/18,22,当线路发生故障时，大电流使熔体熔断，熔管下端触头失去张力而转动下翻，使锁紧机构释放熔管，在触头弹力及熔管自重作用下，回转
12、跌落，造成明显的可见断口。,2023/11/18,23,2023/11/18,24,部分RW型熔断器规格表,第六节 熔断器,2023/11/18,25,六、常用低压熔断器介绍,（1）RM型常用有RM1、RM3、RM10型,它们均为无填料封闭管式熔断器，熔管为绝缘耐温纸等材料压制而成，熔体多数采用铅锡、铅、锌和铝金属体材料，熔断器规格有15600A六个等级，各级都可以配入多种容量规范的熔体（但不能大于熔管的额定值）。RM10型无填料封闭管式熔断器的结构如图4-44所示。,第六节 熔断器,2023/11/18,26,2023/11/18,27,六、常用低压熔断器介绍,（2）RT型一常用为RTO型，
13、,有填料封闭管式熔断器，熔管由绝缘瓷制成，内填石英砂，以加速灭弧。熔体采用紫铜片，冲压成网状多根并联型式，上面熔焊锡桥，并有熔断信号装置，便于检查。熔断器规格有1001000A五个等级，各级熔断管均可配以多种容量的熔体（不能超过它的额定值），属于快速型熔断器。RT0型有填料封闭管式熔断器的结构如图4-45所示。,第六节 熔断器,2023/11/18,28,2023/11/18,29,六、常用低压熔断器介绍,（3）RL型常用RL1、RL2、RLS型,它们是一种螺旋管式熔断器。熔断管由瓷质做成，内填石英砂，并有熔断信号装置，便于检查。RL1型有15200A四种规格，RL2有25100A三种规格，各
14、级均可配用多种容量级的熔体管心，它属于快速型熔断器，体积小，装拆方便，操作安全。RL1型螺旋管式熔断器的结构如图4-46所示。,第六节 熔断器,2023/11/18,30,2023/11/18,31,六、常用低压熔断器介绍,（4）RS型常用有RSO、RS3型，也是快速型熔断器，结构和RTO型类似。熔断器规格有10350A十种，等级较多，便于选择。,（5）RC型常用RC1型，是插入式熔断器，用瓷质制成，插座与熔管合为一体，结构简单，拆装方便，熔体配用材料同RM型。规格由10200A六种可供选用。RC1A（1A表示设计序号）型插入式熔断器的结构如图4-47所示。,第六节 熔断器,2023/11/1
15、8,32,2023/11/18,33,七、熔断器技术参数,熔断器的技术参数应区分为熔断器底座（支持件）即熔断器的技术参数和熔断体的技术参数。原因是同一规格的熔断器底座可以装设不同规格的熔断体，相应的保护特性不同，所以两者不能混淆。,第六节 熔断器,熔断器的技术参数有：额定电压、额定电流、电流种类、额定频率和外壳防护等级等。熔断体的技术参数有：额定电压、额定电流、分断范围、使用类别、额定开断能力、电流种类和额定频率等。,一种规格的熔断器底座可以装设几种规格的熔断体，但要求熔断体的额定电流不得大于熔断器的额定电流，因此其额定电流的表示形式为：熔断器底座的额定电流/熔断体的额定电流。,2023/11
16、/18,34,第七节 低压断路器,一、低压断路器的用途,低压断路器，是低压配电网中性能最完善的开关电器，又是重要的控制和保护电器。它不仅可以切断负荷电流，而且可以切断短路电流，并对电路起保护作用，即当电路有过负荷、短路或电压严重降低等情况时能自动分断电路。低压断路器曾称为自动空气开关或自动开关。,低压断路器结构上着重提高灭弧能力，故不适用于频繁操作。常用在低压大功率电路中作为主控电器，如低压配电变电所的总开关、大负荷电路和大功率电动机的控制等。,2023/11/18,35,第七节 低压断路器,一、低压断路器的用途,低压断路器的灭弧介质一般是空气，近年来利用真空作灭弧介质的真空断路器也得到很大发
17、展。,传统的交流低压断路器的灭弧过程，是使电流过零、电弧自然熄灭后不再重燃。新型的限流断路器能在电路中的短路电流还未达到最大非对称短路电流以前，将电弧电流减小，并强制熄灭，从而大大减轻了电路中各种电器及导体在短路电流流过时受到的危害。,2023/11/18,36,一、低压断路器的用途,低压断路器具有如下基本特点：1关合和开断的能力大。低压断路器能关合和开断的电流最大可达50kA，基本上能开断各种接线方式（包括某些环形并联运行方式）的低压配电网络中可能出现的短路电流，并能确保网络安全、可靠的运行。,第七节 低压断路器,2保护特性好。低压断路器有多种脱扣器，如特大短路瞬时动作脱扣器、过载延时脱扣器
18、、短路延时脱扣器、欠压脱扣器和分励脱扣器等。每台断路器可装设其中的几种或全部。合理地选择和正确调整就能有选择地、可靠地保护低压配电线路和用电设备，以防止事故扩大和提高供电的可靠性，以满足不同保护和控制方案的需要。,2023/11/18,37,一、低压断路器的用途,3供电恢复好。在排除事故以后，能迅速恢复供电。,第七节 低压断路器,4操作方便。除用手动操作外，还可供远距离操作用的电动（电动机或电磁铁）操作机构。,5维护方便，使用安全。在规定的使用寿命期间，除进行一般维护工作外，无需调换任何零件，性能比较稳定。装置式低压断路器的整个导电部分完全密封在塑料外壳内，结构紧凑，体积小，使用安全。,202
19、3/11/18,38,二、低压断路器分类及型号,（1）按电源种类分：有交流和直流两种。,第七节 低压断路器,（2）按结构形式分：万能式（框架式）和装置式（封闭式或塑料外壳式）两种。,（3）按极数分：单极、双极、三极和四极式。,（4）按使用类别分：非选择型（A类）和选择型（B类）两类。对于非选择型，只要通过的电流达到或超过动作值，低压断路器就断开电路，即对它没有明确的选择性动作要求。对于选择型，即使是通过的电流已超过它的动作值，也要延时动作，要等到串联在其负荷侧的另一短路保护电器不动作后，它再动作，即有明确的选择性动作要求。,2023/11/18,39,二、低压断路器分类及型号,常用型号：,第七
20、节 低压断路器,例：DW15-200型低压断路器,表示额定电流200A、万能式的低压断路器。,2023/11/18,40,三、低压断路器的原理,第七节 低压断路器,低压断路器是由触头系统、灭弧系统、保护装置及传动机构等几部分组成。,触头系统由传动机构的搭钩闭合而接通电源与负载，使电气设备正常运行。,过流线圈和负载电路串联，正常运行时，过流线圈的磁力不足以使铁心吸合，当因短路或其他故障使负载电流增大到某一数值时，过电流线圈使铁心吸合，并带动杠杆把搭钩顶开，从而打开触头分断电路。,欠电压线圈和负载电路并联，正常运行时，欠电压线圈的磁力使铁心吸合，保持开关在合闸状态。如由于某种原因使电压降低，欠电压
21、线圈吸力减小，衔铁被弹簧拉开，同样带动杠杆把搭钩打开，使电路分断。另外，还装有热继电器作为过载保护。,2023/11/18,41,三、低压断路器的原理,第七节 低压断路器,图4-48 三极式低压断路器原理图,1触头；2锁键；3搭钩（代表自由脱扣机构）；4转轴；5杠杆；6弹簧；7过流脱扣器；8欠压脱扣器；9，10衔铁；11弹簧；12热脱扣器双金属片；13加热电阻丝；14分励脱扣器（远距离切除）；15按钮；16合闸电磁铁（DW型可装，DZ型无）,2023/11/18,42,四、低压断路器结构简介,第七节 低压断路器,1万能式断路器,万能式低压断路器一般都有一个框架结构的底座，因此曾被称为框架式断路
22、器，所有的组件，如触头系统和脱扣器等部件均经绝缘后安装在底座中，便于制造拆卸和安装。这种断路器具有可维修的特点。它可装设较多的附件，也有较多的结构变化。,常用的万能式断路器有DW10、DW5等系列。DW10系列开关额定电流等级分为200、400、600、1000、1500、2500、4000A。而DW5系列开关额定电流为4O0、600、l000、1500A多种。图4-49为DW10万能式断路器的结构图。,2023/11/18,43,2023/11/18,44,2塑料外壳式断路器,第七节 低压断路器,塑料外壳式低压断路器的所有元件组装在绝缘的塑料外壳内，减小了外界对断路器的影响。断路器的接线端子
23、从断路器的背面引出。在断路器的正面不可能触及带电部分，使用起来很安全。体积小，外观整洁。,常用的塑料外壳式断路器有DZ10、DZ5系列，DZ10系列的额定电流为l00、200、500A，DZ5系列的额定电流为10、20、25、50A。其中10、25A为单极，20、50A为三极。图4-50、4-51为DZ10塑料外壳式断路器的外形和结构图。,2023/11/18,45,2023/11/18,46,五、低压断路器主要技术参数,第七节 低压断路器,1.额定电流 对于低压断路器，额定电流有两个值，一个是断路器的额定电流IN，这就是它的额定持续工作电流，也就是过电流脱扣器的额定电流；另一个是断路器壳架等
24、级的额定电流INm，这是该断路器中所能装设的最大过电流脱扣器的额定电流。INm在型号中表示出来，如DZ20400中的400，就是该外壳中能装设的最大过电流脱扣器的额定电流，而实际装设的脱扣器的额定电流可能要比400A小。2分断能力 低压断路器的分断能力是指在规定的条件下能够接通和分断的短路电流值。,2023/11/18,47,第七节 低压断路器,3限流能力 对限流式低压断路器和快速低压断路器要求有较高的限流能力，一般要求限流系数（K=实际分断电流峰值预期短路电流峰值）在0.30.6之间。为了达到较高的限流能力，要求限流电器的固有动作时间小于3ms。4动作时间 框架式和塑料外壳式低压断路器的动作
25、时间一般为3060ms；限流式和快速自动开关一般小于20ms。5使用寿命 一般自动开关的寿命根据容量不同为200020000次。,2023/11/18,48,第七节 低压断路器,6保护特性 保护特性即指低压断路器的过电流保护特性，它可以用各种过电流情况与开关动作时间的关系曲线来描述。为了要起到更好的保护作用，自动开关的保护特性必须与被保护对象如电动机、电缆的允许发热特性相匹配。,2023/11/18,49,本节介绍刀开关、组合开关和低压负荷开关，这些开关设备通常用来切断和接通500V以下的交直流电路，主要靠在空气中拉长电弧或利用灭弧栅将电弧截为短弧的原理灭弧。,第八节 刀开关及其组合电器,20
26、23/11/18,50,一、刀开关和刀熔开关刀开关又称闸刀开关或闸刀，是一种具有刀形触点的最简单的低压开关，它只能用于手动操作接通或开断低压电路的正常工作电流。在低压配电网中，刀开关常和熔断器配合使用，开断过负荷和短路电流。,第八节 刀开关及其组合电器,2023/11/18,51,闸刀开关的分类方法很多（1）按结构分：单极、双极和三极三种。（2）按操作方法分：中间手柄、旁边手柄和杠杆操作三种。（3）按用途分：单投和双投两种。（4）按灭弧机构分：有带灭孤罩和不带灭弧罩两种。没有灭弧罩的闸刀开关，不能断开大的负荷电流，一般只用于隔离电源。带有灭弧罩的闸刀开关，可用来切断额定电流。在开断电路时，刀片
27、与触头间产生的电弧因磁力作用而被拉入钢栅片的灭弧罩内，切断成若干短弧而迅速熄灭。,第八节 刀开关及其组合电器,2023/11/18,52,刀开关和刀形转换开关型号含义如下：,第八节 刀开关及其组合电器,例如：HD1340031,表示单投隔离开关，（13）中央杠杆操作机构，400A三相，（31）带有灭弧罩。,2023/11/18,53,第八节 刀开关及其组合电器,2023/11/18,54,第八节 刀开关及其组合电器,2023/11/18,55,第八节 刀开关及其组合电器,2023/11/18,56,二、低压负荷开关 低压负荷开关简称负荷开关，有HH和HK两大系列。主要用于低压配电网的电气装置和
28、配电设备中的不频繁地接通、分断负荷电路及短路保护。HK低压开启式负荷开关由隔离开关和熔断器组成，由上下胶盖扣罩，熔体扣于下盖罩，可开盖更换，又称胶盖闸。有HK1、HK2和HK1-P等型号。,第八节 刀开关及其组合电器,2023/11/18,57,第八节 刀开关及其组合电器,2023/11/18,58,第八节 刀开关及其组合电器,2023/11/18,59,HH型是一种隔离开关和熔断器组合在铁壳中的封闭式负荷开关，带有灭弧装置，又称铁壳开关。它具有机械联锁装置，合闸后打不开铁壳，打开铁壳后合不上阐，安全可靠，能快速分断和接通，操作灵活方便。熔断器为瓷插式。有HH2、HH3、HH4、HH5和HH1
29、1等型号。图4-57给出HH3型负荷开关的外形图。,第八节 刀开关及其组合电器,2023/11/18,60,三、组合开关组合开关用HK表示，也称转换开关。从本质上说组合开关是刀开关的一种，区别在于刀开关的操作是上下的平面动作，而组合开关的操作是左右旋转平面动作。组合开关能按线路的一定要求组合成多种不同接法的开关，控制电动机的启动、变速、停止、换向及控制线路换接，故其在各种配电设备和控制设备中应用甚广。,第八节 刀开关及其组合电器,2023/11/18,61,组合开关的种类很多，如 HZ2、HZ3、HZ4、HZ5、HZ10系列，其共同结构特点是均由多节触头座，用转轴串接组装而成，故称组合开关。静
30、触头座安装在塑料压制的盒内，每层一极呈立体布置，这样不仅减少了安装面积且结构简单、紧凑，操作安全可靠。它转换电路较多，且触头多为双断点，分断能力较高。图4-58给出HZ10系列组合开关结构。,第八节 刀开关及其组合电器,2023/11/18,62,第八节 刀开关及其组合电器,l静融片；2动触片；3绝缘垫板；4凸轮；5弹簧；6转轴；7手柄；8绝缘杆；9接线柱,2023/11/18,63,应注意的是，组合开关的通断能力较低，不能用来分断故障电流。用作电动机正反转控制时，必须在电动机完全停止转动后，才允许反向接通。组合开关的接线方式很多，需根据实际需要正确选用相应规格的产品。其本身不带过载和短路保护
31、，若电路要求有上述保护时，则应同时另外装设。,第八节 刀开关及其组合电器,2023/11/18,64,第九节 低压控制电器,接触器1.接触器用途、分类及型号接触器是一种用来频繁地接通或切断负载主电路和大容量控制电路、便于实现远距离控制的自动切换电器。接触器的应用非常广泛，统计资料表明，电力系统总售电量的一半以上是通过它分配到各种用电设备上去的。由于接触器功能较多，且每小时可带电操作1200次，甚至还能短时接通与分断超过数倍额定电流的过负载；又具有使用安全、维修方便、价格低廉等优点，故随着生产过程自动化的进一步发展，它的应用将更加广泛。,2023/11/18,65,一般情况下接触器是用按钮操作的
32、，在自动控制系统中也可用继电器、限位开关或其他控制元件组成自动控制电路以实现控制。接触器除前述功能外，还具有失压或欠压保护作用。,2023/11/18,66,例如：CJ10-20表示设计序号10、额定电流20A的交流接触器。交流接触器常用型号有，老产品CJ0系列、CJ1系列、CJ3系列、CJ8系列，新产品CJ10系列、CJ12系列等几种。CJ10系列、CJ12系列可以代替CJ0、CJ1、CJ3、CJ8系列，它的电气寿命和机械寿命要高出老产品系列2倍以上，在用作可逆运行控制时，有较好的可靠性。还有从德国西门子公司引进技术制造的新型接触器，型号为3TH和3TB系列。,2023/11/18,67,接
33、触器的分类如下：（1）按所控制的电流种类划分：有交流和直流两种。（2）按操作方式可分：电磁式、气动式及电磁 气动式。（3）按灭弧介质分：空气式（具灭弧室或隔弧板）、油浸式、真空式等。通常使用的是空气电磁式接触器。,2023/11/18,68,2接触器动作原理与结构无论是交流还是直流接触器，它们主要由电磁机构、触头系统和灭弧装置等组成。（图4-59）。其中电磁机构是感知元件，当它感测到一定值的电信号时就会带动触头闭合或分断，而它主要包括线圈、铁芯和街铁（见图4-60）。接触器的电磁铁线圈串接于控制电路中，当线圈通电后会产生电磁吸力，使动铁芯（或称衔铁）吸合，进而带动动触头与静触头闭合、接通主电路
34、；若线圈断电后，电磁吸力便消失，在复位弹簧作用下动铁芯将释放，从而带动动触头与静触头分离，切断主电路。,2023/11/18,69,二、热继电器,1热继电器的用途、分类及型号热继电器是一种应用广泛的保护性低压控制电器。它是利用电流通过热元件所产生的热效应反时限动作的一种继电器。当负载电流超过允许值时，反映被保护设备工作状态的热继电器便会动作、切断电路，从而对电气设备起过负荷保护作用。此外，它也可以对其它电器设备的发热状态进行控制。电动机如长期过载、频繁起动、欠压运行或缺相运行，都可能会使其电流超过额定值。若超过的量不大，熔断器不会熔断。长时间过电流将会引起电动机过热，加速绕组的绝缘老化，缩短电
35、动机使用寿命，严重时甚至烧坏电动机。因此，交流电动机通常都设置由热继电器构成的过负荷保护。,2023/11/18,70,热继电器按动作原理可分为：（l）双金属片式。利用两种热膨胀系数不同的金属（常为锰镍与铜板）轧制成双金属片，受热后发生弯曲，从而推动机构使触头闭合进而切断电路。（2）热敏电阻式。它是利用某种材料的电阻值随温度变化的物理性能而制成的。热继电器按额定电流等级可分为10、40、100A和160A四种。按极数或相数可分为二相、三相结构及三相带断相保护等三种。,2023/11/18,71,热继电器型号含义：JR15-10/2表示额定电流10A、二相结构、设计序号15的热继电器。,2023
36、/11/18,72,目前应用较广泛的是双金属片热继电器，因为这种热继电器结构简单、体积小和成本较低。常用的热继电器有JR15、JR16及JR20等系列。新型热继电器一般都带有断相保护，温度补偿，动作脱扣指示等功能，有些还具有手动断开分断触点的断开检验按钮，动作脱扣灵活性检查等装置。它们都可直接安装在配套的接触器上，也可单独用螺钉安装或卡装在卡轨上。,2023/11/18,73,2热继电器基本原理和结构双金属片式热继电器是利用双金属片受热后发生弯曲的特性来断开触点的。如图4-63（a）所示，将两种线膨胀系数不同的金属片牢固地轧焊在一起，如果左侧金属片膨胀得多，右侧金属片膨胀得少，那么双金属片就向
37、右弯曲，即向膨胀系数小的金属片侧弯曲，如图4-63（b）所示。继电器就是利用双金属片这个特性制成的。,2023/11/18,74,三、起动器起动器是供控制电动机起动、停止或反转用的，是具有过负荷保护性能的开关电器。起动器有全电压起动器和减压起动器两类，全电压起动也称为直接起动。电磁起动器是常用的直接起动器，它由接触器和过负荷保护元件等组成，除了能在正常情况下控制电动机的起、停和反转外，还能起到电动机的过负荷保护作用。当电动机过负荷荷时能自动切断电路，但是它与接触器一样不能断开短路电流，必须和熔断器等短路保护电器配合使用。,2023/11/18,75,起动器的过负荷保护能力是通过过负荷继电器实现
38、的。过负荷继电器分为电磁式过负荷继电器、热过负荷继电器和半导体过负荷继电器。目前绝大部分异步电动机都采用热继电器作为过负荷继电器。热继电器式过负荷继电器在电路过负荷时必定有发热过程，因此都是延时动作，根据它的反时限工作特性，其延时与过负荷电流的大小有关。有的热继电器还能反应于断相。过负荷时，继电器触点将控制回路断开，再由接触器主触头断开过负荷电路。,2023/11/18,76,2023/11/18,77,图4-67为电磁起动器控制电动机的原理图。在起动器SM三相触头的负荷侧有热继电器K的发热元件双金属片，发热元件与主电路串联。起动器的负荷端接电动机，电源端经短路保护电器一熔断器FU1、闸刀开关
39、Q1接入交流电源。热继电器的辅助触点K串接在控制电路中，起动按钮S2与辅助的动合触点SM并联。起动电动机时，按下起动按钮S2，使起动器的控制回路接通，于是电磁线圈中有电流流过，产生的电磁力克服弹簧的阻力，使衔铁吸合，主触头SM接通主电路，电动机起动，辅助的动合触点SM同时闭合，使起动器自保持，电动机正常运转。电动机起动时，很大的起动电流通过热继电器，使双金属片发热。但是起动时间很短，产生的热量不会使双金属片产生足够的位移，动断触点K不会打开。要使电动机停止时，按下停止按钮S1，控制回路断开，衔铁返回，主触头和辅助触头也断开，电动机断电，停止运转。,2023/11/18,78,电动机过负荷时，只要过负荷电流和过负荷时间达到规定数值，热过负荷继电器动作，串联在控制回路中的动断触点打开，控制回路断开，电动机停转，起动器起到了过负荷保护的作用。与接触器相同，启动器也有欠电压保护的作用，当控制电源电压降到其额定电压的75%时，电磁铁释放，起动器断开，电动机停转。,
