一级造价工程师

三、常用低压电气设备

低压电器指电压在1000V以下的各种控制设备、继电器及保护设备等。低压配电电器有刀开关、熔断器、转换开关和自动开关等。低压控制电器有接触器、控制继电器、启动器、控制器、主令电器、电阻器、变阻器和电磁跌等，主要用于电力拖动和自动控制系统中。现介绍如下。

(一)开关

1.刀开关

刀开关是最简单的手动控制设备，其功能是不频繁的通断电路。可分为胶盖刀开关和铁壳刀开关两种。如果按极数分有单极、双极、三极等，每种又有单投和双投之分。

(1)胶盖刀开关。胶盖刀开关的主要特点是容量小，常用的有15A、30A，最大为60A;没有灭弧能力;容易损伤刀片;只用于不频繁操作，构造简单，价格低廉。

(2)铁壳刀开关。铁壳刀开关的主要特点是有灭弧能力，有铁壳保护和机械连锁装置 (即带电时不能开门)，所以操作安全;有短路保护能力;只用在不频繁操作的场合。

2.转换开关

双电源(自动)转换开关在电气中也叫作备自投。是一种能在两路电源之间进行可靠切换双电源的装置，作用就是在其中一路电源失电时自动转换到另一路电源供电，使设备能够不停电继续运转。不会出现误操作而引起事故的智能化双电源自动切换开关。双电源自动切换开关的紧急供电系统，可实现当一路电源发生故障时，可以自动完成常用与备用电源间切换而无须人工操作，以保证重要用户供电的可靠性。

3.自动开关

自动开关又称自动空气开关。当电路发生严重过载、短路以及失压等故障时，能自动切_故障电路，有效地保护串接在它们后面的电气设备。在正常情况下，自动开关也可以不土繁地接通和断开电路及控制电动机直接起动。因此，自动开关是低压电路常用的具有保护环节的断合电器。常用作配电箱中的总开关或分路开关，广泛用于建筑照明和动力配电线路中。

4.行程开关

行程开关，是位置开关(又称限位开关)的一种，是一种常用的小电流主令电器。行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。它利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。通常，这类开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等。它主要是起连锁保护的作用，将机械位移转变成电信号，使电动机的运行状态得以改变，从而控制机械动作或用作程序控制。

5.接近开关

接近开关是一种无须与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动直流电器或给计算机(PLC)装置提供控制指令。接近开关是一种开关型传感器(即无触点开关)，它既有行程开关、微动开关的特性，又具有传感性能，且动作可靠，性能稳定，频率响应快，应用寿命长，抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。接近开关在航空、航天技术以及工业生产中都有广泛的应用。在日常生活中，如宾馆、饭店、车库的自动门，自动热风机上都有应用。在安全防盗方面，如资料档案、财会、金融、博物馆、金库等重地，通常都装有由各种接近开关组成的防盗装置。在测量技术中，如长度，位置的测量;在控制技术中，如位移、速度、加速度的测量和控制等。常见的接近开关有：

(1)无源接近开关。这种开关不需要电源，通过磁力感应控制开关的闭合状态。当磁或者铁质触发器靠近开关磁场时，和开关内部磁力作用控制闭合。特点：不需要电源，非接触式，免维护，环保。

(2)涡流接近开关。也叫电感式接近开关。它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断。

(3)电容式接近开关。这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体，由于它的接近，总要使电容的介电常数发生变化，从而使电容量发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象，不限于导体，可以绝缘的液体或粉状物等。

(4)霍尔接近开关。霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关，叫作霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。这种接近开的检测对象必须是磁性物体。

(5)光电式接近开关。利用光电效应做成的开关叫光电开关。将发光器件与光电器件按一定方向装在同一个检测头内。当有反光面(被检测物体)接近时，光电器件接收到反射光后便有信号输出，由此便可“感知”有物体接近。

(6)接近开关的选用。在一般的工业生产场所，通常都选用涡流式接近开关和电容式接近开关。因为这两种接近开关对环境的要求条件较低。

1)当被测对象是导电物体或可以固定在一块金属物上的物体时，一般都选用涡流式接近开关，因为它的响应频率高、抗环境干扰性能好、应用范围广、价格较低。

2)若所测对象是非金属(或金属)、液位高度、粉状物高度、塑料、烟草等。则应选用电容式接近开关。这种开关的响应频率低，但稳定性好。

3)若被测物为导磁材料或者为了区别和它在一同运动的物体而把磁钢埋在被测物体内时，应选用霍尔接近开关，它的价格最低。

4)在环境条件比较好、无粉尘污染的场合，可采用光电接近开关。光电接近开关工作时对被测对象几乎无任何影响。因此，在要求较高的传真机上，在烟草机械上都被广泛地使用。

5)在防盗系统中，自动门通常使用热释电接近开关、超声波接近开关、微波接近开关。有时为了提高识别的可靠性，上述几种接近开关往往被复合使用。

(二)熔断器

它由金属熔件(熔体、熔丝)、支持熔件的接触结构组成。

(1)瓷插式熔断器。构造简单，国产熔体有0.5?100A以上多种规格。

(2)螺旋式熔断器。当熔丝熔断时，色片被弹落，需要更换熔丝管，常用于配电柜中。

(3)封闭式熔断器。采用耐高温的密封保护管，内装熔丝或熔片。当熔丝熔化时，管内气压很高，能起到灭弧的作用，还能避免相间短路。这种熔断器常用在容量较大的负载上作短路保护，大容量的能达到1kA。

(4)填充料式熔断器。它的主要特点是具有限流作用及较高的极限分断能力。所以这种熔断器用于具有较大短路电流的电力系统和成套配电的装置中。

(5)自复熔断器。近代低压电气容量逐渐增大，低压配电线路的短路电流也越来越大，要求用于系统保护开关元件的分断能力也不断提高，为此出现了一些新型限流元件，如自复熔断器等。应用时和外电路的低压断路器配合工作，效果很好。

(三)接触器

接触器是一种自动化的控制电器。接触器主要用于频繁接通、分断交、直流电路，控制容量大，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作、连锁控制、各种定量控制和失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路。其主要控制对象是电动机，也可用于控制其他电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等。

交流接触器广泛用于电力的开断和控制电路。它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。

交流接触器的选择内容包括：额定电压、额定电流、线圈的额定电压、操作频率、辅助触头的工作电流等。

(四)磁力启动器

磁力启动器由接触器、按钮和热继电器组成。热继电器是一种具有延时动作的过载保护器件，热敏元件通常为电阻丝或双金属片。另外，为避免由于环境温度升高造成误动作，热继电器还装有温度补偿双金属片。

磁力启动器具有接触器的特点，两只接触器的主触头串联起来接人主电路，吸引线圈并联起来接入控制电路。用于某些按下停止按钮后电动机不及时停转易造成事故的生产场合。

(五)继电器

继电器可用于自动控制和保护系统。现介绍常用的控制继电器和保护继电器。

1.热继电器

热继电器主要用于电动机和电气设备的过负荷保护。它主要组成部分有热元件、双金属片构成的动触头、静触头及调节元件。

它对瞬时性过负荷，如电动机电源电压瞬时降低，只要电动机绕组温升不超过允许值，就不能立即切断电路使电动机停运;在工作电路中发生瞬时过载，只要不影响到安全供电、不影响设备安全，也不能立即切断。但如果过负荷很严重，而且过负荷时间已很长，则不允许电动机和电路中的设备再继续运行，以免加速电动机绕组绝缘和电气设备绝缘老化，甚至烧坏电动机绕组和电气设备;热继电器就是用来实现上述要求的保护电器。.

2.时间继电器

时间继电器是用在电路中控制动作时间的继电器，它利用电磁原理或机械动作原理来延时触点的闭合或断开。

时间继电器有电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式等。其中电动式时间继电器的延时精确度较高，且延时时间调整范围较大，但价格较高;电磁式时间继电器的结构简单、价格较低，但延时较短、体积和重量较大。

3.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，它的输入信号是通电和断电，它的输出信号是接点的接通或断开，用以控制各个电路。

中间继电器较电流继电器增加了接点的数量，同时接点的容量也增大。根据控制要求，可选择不同接点数量和形式的中间继电器，满足控制需求。

4.电流继电器

电流继电器是反映电路中电流状况的继电器。当电路中电流达到或超过整定的动作电流时，电流继电器便动作。电流继电器接点数量少、容量小，一般电流继电器动作后，其接点再去启动中间继电器，由中间继电器接点去完成设计要求。在电力系统中电流继电器的启动电流整定值一般由电网调度提供。

用电流继电器作为电动机保护和控制时，电流继电器线圈的额定电流应大于或等于电动机的额定电流;电流继电器的触头种类、数量、额定电流应满足控制电路的要求;电流继电器的动作电流，一般为电动机额定电流的2.5倍。安装电流继电器时，需将线圈串联在主电路中，常闭触头串接于控制电路中与解除器连接，起到保护作用。

5.速度继电器

速度继电器是用来反映转速和转向变化的继电器。它常用于电动机反接制动的控制电路中，当反接制动的电动机转速下降到接近零时，它能自动地及时切断电源。

6.电磁继电器

电磁继电器是在输入电路内电流的作用下，由机械部件的相对运动产生预定响应的一种继电器。

它包括直流电磁继电器、交流电磁继电器、磁保持继电器、极化继电器、舌簧继电器、节能功率继电器等。

7.固态继电器

输入、输出功能由电子元件完成而无机械运动部件的一种继电器。

8.温度继电器

当外界温度达到规定值时动作的继电器。

9.加速度继电器

当运动物体的加速度达到规定值时，被控电路将接通或断开。

10.电压继电器

其结构与电流继电器基本相同，只是电磁铁线圈的匝数很多，而且使用时要与电源并联。它广泛应用于失压(电压为零)和欠压(电压小)保护中。所谓失压和欠压保护，就是当由于某种原因电源电压降低过多或暂时停电时，电动机即自动与电源断开;当电源电压恢复时，如不重按启动按钮，则电动机不能自行启动。如果不是采用继电器控制，而是直接用闸刀开关进行手动控制，由于在停电时未及时拉开开关，当电源电压恢复时，电动机即自行启动，可能造成事故。另外，还有过电压继电器，它是当电路电压趨过一定值时，因电磁铁吸力而切断电源的继电器，它用于过电压保护(如保护硅管和可控硅元件)。

11.其他类型的继电器

如光继电器、声继电器、热继电器等。

(六)漏电保护器

漏电保护器又叫漏电保护开关，是为防止人身误触带电体漏电而造成人身触电事故的一种保护装置，它还可以防止由漏电而引起的电气火灾和电器设备损坏等故。

按工作类型划分有开关型、继电器型、单一型漏电保护器、组合型漏电保护器。组合型漏电保护器是漏电开关与低压断路器组合而成。

按结构原理划分有电压动作型、电流型、鉴相型和脉冲型。

（责任编辑：gx）