第4章 低壓電器與變壓器

4.1 低壓電器

低壓電器通常是指在交流電壓1200V或直流電壓1500V以下工作的電器。常見的低壓電器有開關、熔斷器、接觸器、漏電保護開關和繼電器等。進行電氣線路安裝時，電源和負載（如電動機）之間用低壓電器通過導線連接起來，可以實現負載的接通、切斷、保護等控制功能。

4.1.1 開關

開關是電氣線路中使用最廣泛的一種低壓電器，其作用是接通和切斷電氣線路。常見的開關有照明開關、按鈕開關、閘刀開關、鐵殼開關和組合開關等。

1.照明開關

照明開關用來接通和切斷照明線路，允許流過的電流不能太大。常見的照明開關如圖4-1所示。

圖4-1 常見的照明開關

2.按鈕開關

按鈕開關用來在短時間內接通或切斷小電流電路，主要用在電氣控制電路中。按鈕開關允許流過的電流較小，一般不能超過5A。

按鈕開關用符號“SB”表示，可分為三種類型：常閉按鈕開關、常開按鈕開關和復合按鈕開關。這三種開關的內部結構示意圖和電路圖形符號如圖4-2所示。

圖4-2 三種開關的結構與符號

圖4-2a所示為常閉按鈕開關。在未按下按鈕時，依靠復位彈簧的作用力使內部的金屬動觸頭將常閉靜觸頭a、b接通；當按下按鈕時，動觸頭與常閉靜觸頭脫離，a、b斷開；當松開按鈕后，觸頭自動復位（閉合狀態）。

圖4-2b所示為常開按鈕開關。在未按下按鈕時，金屬動觸頭與常開靜觸頭c、d斷開；當按下按鈕時，動觸頭與常閉靜觸頭接通；當松開按鈕后，觸頭自動復位（斷開狀態）。

圖4-2c所示為復合按鈕開關。在未按下按鈕時，金屬動觸頭與常閉靜觸頭a、b接通，而與常開靜觸頭斷開；當按下按鈕時，動觸頭與常閉靜觸頭斷開，而與常開靜觸頭接通；當松開按鈕后，觸頭自動復位（常開斷開，常閉閉合）。

有些按鈕開關內部有多對常開、常閉觸頭，它可以在接通多個電路的同時切斷多個電路。常開觸頭也稱為A觸頭，常閉觸頭又稱B觸頭。

常見的按鈕開關實物外形如圖4-3所示。

圖4-3 常見的按鈕開關

3.閘刀開關

閘刀開關又稱為開啟式負荷開關、瓷底膠蓋閘刀開關，簡稱刀開關。它可分為單相閘刀開關和三相閘刀開關，它的外形、結構與符號如圖4-4所示。閘刀開關除了能接通、斷開電源外，其內部一般會安裝熔絲，因此還能起過電流保護作用。

閘刀開關需要垂直安裝，進線裝在上方，出線裝在下方，進出線不能接反，以免觸電。由于閘刀開關沒有滅電弧裝置（閘刀接通或斷開時產生的電火花稱為電弧），因此不能用作大容量負載的通斷控制。閘刀開關一般用在照明電路中，也可以用作非頻繁起動/停止的小容量電動機控制。

4.鐵殼開關

鐵殼開關又稱為封閉式負荷開關，它的外形、結構與符號如圖4-5所示。

鐵殼開關是在閘刀開關的基礎上進行改進而設計出來的，它的優點如下：

1）在鐵殼開關內部有一個速斷彈簧，在操作手柄打開或關閉開關外蓋時，依靠速斷彈簧的作用力，可以使開關內部的閘刀迅速斷開或合上，這樣能有效地減少電弧。

圖4-4 常見的閘刀開關的外形、結構與符號

圖4-5 鐵殼開關的外形、結構與符號

2）鐵殼開關內部具有連鎖機構，當開關外蓋打開時，手柄無法合閘，當手柄合閘后，外蓋無法打開，這使得操作更加安全。

鐵殼開關常用在農村和工礦的電力照明、電力排灌等配電設備中，與閘刀開關一樣，鐵殼開關也不能用作頻繁通斷控制。

5.組合開關

組合開關又稱為轉換開關，它是一種由多層觸頭組成的開關。組合開關外形、結構和符號如圖4-6所示。圖中的組合開關由三層動、靜觸頭組成，當旋轉手柄時，可以同時調節三組動觸頭與三組靜觸頭之間的通斷。為了有效地滅弧，在轉軸上裝有彈簧，在操作手柄時，依靠彈簧的作用可以迅速接通或斷開觸頭。

組合開關不宜進行頻繁的轉換操作，常用于控制4kW以下的小容量電動機。

圖4-6　組合開關的外形、結構和符號

6.倒順開關

倒順開關又稱可逆轉開關，屬于較特殊的組合開關，專門用來控制小容量三相異步電動機的正轉和反轉。倒順開關的外形與符號如圖4-7所示。

倒順開關有“倒”“停”“順”3個位置。當開關處于“停”位置時，動觸頭與靜觸頭均處于斷開狀態，如圖4-16（b）所示；當開關由“停”旋轉至“順”位置時，動觸頭U、V、W分別與靜觸頭L₁、L2、L3接觸；當開關由“停”旋轉至“倒”位置時，動觸頭U、V、W分別與靜觸頭L₃、L₂、L₁接觸。

7.萬能轉換開關

萬能轉換開關由多層觸頭中間疊裝絕緣層而構成，它主要用來轉換控制線路，也可用作小容量電動機的起動、換向和變速等。

圖4-7 倒順開關

萬能轉換開關的外形、符號和觸頭分合表如圖4-8所示。

圖4-8 萬能轉換開關

圖4-8中的萬能轉換開關有6路觸頭，它們的通斷受手柄控制。手柄有Ⅰ、0、Ⅱ3個檔位，手柄處于不同擋位時，6路觸頭通斷情況不同，從圖4-8b所示的萬能轉換開關符號可以看出不同檔位觸頭的通斷情況。在萬能轉換開關符號中，“”表示一路觸頭，豎虛線表示手柄位置，觸頭下方虛線上的“·”表示手柄處于虛線所示的檔位時該路觸頭接通。例如手柄處于“0”檔位時，6路觸頭在該檔位虛線上都標有“·”，表示在“0”檔位時6路觸頭都是接通的；手柄處于“Ⅰ”檔時，第1、3路觸頭相通；手柄處于“Ⅱ”檔時，第2、4、5、6路觸頭是相通的。萬能轉換開關觸頭在不同擋位的通斷情況也可以用圖4-8c所示的觸頭分合表說明，“×”表示相通。

8.行程開關

行程開關是一種利用機械運動部件的碰壓使觸頭接通或斷開的開關。行程開關的外形與符號如圖4-9所示。

圖4-9 行程開關的外形與符號

行程開關的種類很多，根據結構可分為直動式（或稱按鈕式）、旋轉式、微動式和組合式等。圖4-10是直動式行程開關的結構示意圖。從圖中可以看出，行程開關的結構與按鈕開關的基本相同，但將按鈕改成推桿。在使用時將行程開關安裝在機械部件運動路徑上，當機械部件運動到行程開關位置時，會撞擊推桿而讓常閉觸頭斷開、常開觸頭接通。

圖4-10 直動式行程開關的結構示意圖

9.接近開關

接近開關又稱無觸頭位置開關，當運動的物體靠近接近開關時，接近開關能感知物體的存在而輸出信號。接近開關既可以用在運動機械設備中進行行程控制和限位保護，又可以用作高速計數、測速、檢測物體大小等。

（1）外形與符號

接近開關的外形和符號如圖4-11所示。

圖4-11 接近開關

（2）種類與工作原理

接近開關種類很多，常見的有高頻振蕩型、電容型、光電型、霍爾型、電磁感應型和超聲波型等，其中高頻振蕩型接近開關最為常見。高頻振蕩型接近開關的組成如圖4-12所示。

圖4-12 高頻振蕩型接近開關的組成

當金屬檢測體接近感應頭時，作為振蕩器一部分的感應頭損耗增大，迫使振蕩器停止工作，隨后開關電路因振蕩器停振而產生一個控制信號送給輸出電路，讓輸出電路輸出控制電壓，若該電壓送給繼電器，繼電器就會產生吸合動作來接通或斷開電路。

10.開關的檢測

開關種類很多，但檢測方法大同小異，一般采用萬用表的電阻檔檢測觸頭的通斷情況。下面以圖4-13所示的復合型按鈕開關為例來說明開關的檢測。該按鈕開關有一個常開觸頭和一個常閉觸頭，共有4個接線端子。

圖4-13 復合型按鈕開關的接線端子

復合按鈕開關的檢測分為以下兩個步驟：

1）在未按下按鈕時進行檢測。復合型按鈕開關有一個常閉觸頭和一個常開觸頭。在檢測時，先測量常閉觸頭的兩個接線端子之間的電阻，如圖4-14a所示，正常電阻近0Ω，然后測量常開觸頭的兩個接線端子之間的電阻，若常開觸頭正常，數字萬用表會顯示超出量程符號“1”或“OL”，用指針萬用表測量時電阻為無窮大。

2）在按下按鈕時進行檢測。檢測時，將按鈕按下不放，分別測量常閉觸頭和常開觸頭兩個接線端子之間的電阻。如果按鈕開關正常，則常閉觸頭的電阻應為無窮大，如圖4-14b所示，而常開觸頭的電阻應接近0Ω；若與之不符，則表明按鈕開關損壞。

如果在測量常閉或常開觸頭時出現阻值不穩定，則通常是由于相應的觸頭接觸不良。因為開關的內部結構比較簡單，如果檢測時發現開關不正常，可將開關拆開進行檢查，找出具體的故障原因，并進行排除，無法排除的就需要更換新的開關。

4.1.2 熔斷器

熔斷器是對電路、用電設備短路和過載進行保護的電器。熔斷器一般串接在電路中，當電路正常工作時，熔斷器就相當于一根導線；當電路出現短路或過載時，流過熔斷器的電流很大，熔斷器就會開路，從而保護電路和用電設備。

熔斷器的種類很多，常見的有RC插入式熔斷器、RL螺旋式熔斷器、RM無填料封閉式熔斷器、RS快速熔斷器、RT有填料管式熔斷器和RZ自復式熔斷器等。熔斷器的型號含義說明如下：

圖4-14 按鈕開關的檢測

1.RC插入式熔斷器

RC插入式熔斷器主要用于電壓在380V及以下、電流在5～200A之間的電路中，如照明電路和小容量的電動機電路中。圖4-15所示是一種常見的RC插入式熔斷器。這種熔斷器用在額定電流在30A以下的電路中時，熔絲一般采用鉛錫絲；當用在電流為30～100A的電路中時，熔絲一般采用銅絲；當用在電流達100A以上的電路中時，一般用變截面的銅片作熔絲。

圖4-15 一種常見的RC插入式熔斷器

2.RL螺旋式熔斷器

圖4-16所示是一種常見的RL螺旋式熔斷器，這種熔斷器在使用時，要在內部安裝一個螺旋狀的熔管，在安裝熔管時，先將熔斷器的瓷帽旋下，再將熔管放入內部。熔管上、下方為金屬蓋，熔管內部裝有石英砂和熔絲，有的熔管上方的金屬蓋中央有一個紅色的熔斷指示器，當熔絲熔斷時，指示器顏色會發生變化，以指示內部熔絲的情況。指示器的顏色變化可以通過熔斷器瓷帽上的玻璃窗口觀察到。

RL螺旋式熔斷器具有體積小、分斷能力較強、工作安全可靠、安裝方便等優點，通常用在工廠200A以下的配電箱、控制箱和機床電動機的控制電路中。

圖4-16 一種常見的RL螺旋式熔斷器

3.RM無填料封閉式熔斷器

圖4-17所示是一種典型的RM無填料封閉式熔斷器，可以拆卸。這種熔斷器的熔體是一種變截面的鋅片，被安裝在纖維管中，鋅片兩端的刀形接觸片穿過黃銅帽，再通過墊圈安插在刀座中。這種熔斷器通過大電流時，鋅片上窄的部分首先熔斷，使中間大段的鋅片脫斷，形成很大的間隔，從而有利于滅弧。

RM無填料封閉式熔斷器具有保護性好、分斷能力強、熔體更換方便和安全可靠等優點，主要用在交流380V以下、直流440V以下，電流600A以下的電力電路中。

圖4-17 一種典型的RM無填料封閉式熔斷器

4.RS有填料快速熔斷器

RS有填料快速熔斷器主要用于硅整流器件、晶閘管器件等半導體器件及其配套設備的短路和過載保護。它的熔體一般采用銀制成，具有熔斷迅速、能滅弧等優點。圖4-18所示是兩種常見的RS有填料快速熔斷器。

5.RT有填料封閉管式熔斷器

圖4-18 兩種常見的RS有填料快速熔斷器

RT有填料封閉管式熔斷器又稱為石英熔斷器，常用作變壓器和電動機等電氣設備的過載和短路保護。圖4-19a所示是幾種常見的RT有填料封閉管式熔斷器，這種熔斷器可以用螺釘、卡座等與電路連接起來；圖4-19b所示是將一種熔斷器插在卡座內的情形。

RT有填料封閉管式熔斷器具有保護性好、分斷能力強、滅弧性能好和使用安全等優點，主要用在短路電流大的電力電網和配電設備中。

圖4-19 幾種常見的RT有填料封閉管式熔斷器

6.熔斷器的檢測

熔斷器常見故障是開路和接觸不良。熔斷器的種類很多，但檢測方法基本相同。下面以檢測圖4-20所示的熔斷器為例來說明熔斷器的檢測方法。

檢測時，萬用表的檔位開關選擇200Ω檔，然后將紅、黑表筆分別接熔斷器的兩端，測量熔斷器的電阻。若熔斷器正常，則電阻接近0Ω；若顯示屏顯示超出量程符號“1”或“OL”（指針萬用表顯示電阻無窮大），則表明熔斷器開路；若阻值不穩定（時大時小），則表明熔斷器內部接觸不良。

4.1.3 斷路器

斷路器又稱自動空氣開關，它既能對電路進行不頻繁的通斷控制，又能在電路出現過載、短路和欠電壓（電壓過低）時自動掉閘（即自動切斷電路），因此它既是一個開關電器，又是一個保護電器。

1.外形與符號

斷路器種類較多，圖4-21a是一些常用的塑料外殼式斷路器，斷路器的電路符號如圖4-21b所示，從左至右依次為單極（1P）、兩極（2P）和三極（3P）斷路器。在斷路器上標有額定電壓、額定電流和工作頻率等內容。

圖4-20 熔斷器的檢測方法

圖4-21 斷路器的外形與符號

2.結構與工作原理

斷路器的典型結構如圖4-22所示。該斷路器是一個三相斷路器，內部主要由主觸頭、反力彈簧、搭鉤、杠桿、電磁脫扣器、熱脫扣器和欠電壓脫扣器等組成。該斷路器可以實現過電流、過熱和欠電壓保護功能。

圖4-22 斷路器的典型結構

（1）過電流保護

三相交流電源經斷路器的三個主觸頭和三條線路為負載提供三相交流電，其中一條線路中串聯電磁脫扣器線圈和發熱元件。當負載有嚴重短路時，流過線路的電流很大，流過電磁脫扣器線圈的電流也很大，線圈產生很強的磁場并通過鐵心吸引銜鐵，銜鐵動作，帶動杠桿上移，兩個搭鉤脫離，依靠反力彈簧的作用，三個主觸頭的動、靜觸頭斷開，從而切斷電源以保護短路的負載。

（2）過熱保護

如果負載沒有短路，但若長時間超負荷運行，負載比較容易損壞。雖然在這種情況下電流也較正常時大，但還不足以使電磁脫扣器動作，斷路器的熱保護裝置可以解決這個問題。若負載長時間超負荷運行，則流過發熱元件的電流長時間偏長，發熱元件溫度升高，它加熱附近的雙金屬片（熱脫扣器），其中上面的金屬片熱膨脹小，雙金屬片受熱后向上彎曲，推動杠桿上移，使兩個搭鉤脫離，三個主觸頭的動、靜觸頭斷開，從而切斷電源。

（3）欠電壓保護

如果電源電壓過低，則斷路器也能切斷電源與負載的連接，進行保護。斷路器的欠電壓脫扣器線圈與兩條電源線連接，當三相交流電源的電壓很低時，兩條電源線之間的電壓也很低，流過欠電壓脫扣器線圈的電流小，線圈產生的磁場弱，不足以吸引住銜鐵，在拉力彈簧的拉力作用下，銜鐵上移，并推動杠桿上移，兩個搭鉤脫離，三個主觸頭的動、靜觸頭斷開，從而斷開電源與負載的連接。

3.面板標注參數的識讀

（1）主要參數

斷路器的主要參數如下：

1）額定工作電壓U_e：是指在規定條件下斷路器長期使用能承受的最高電壓，一般指線電壓。

2）額定絕緣電壓U_i：是指在規定條件下斷路器絕緣材料能承受最高電壓。該電壓一般較額定工作電壓高。

3）額定頻率：是指斷路器適用的交流電源頻率。

4）額定電流I_n：是指在規定條件下斷路器長期使用而不會脫扣跳閘的最大電流。流過斷路器的電流超過額定電流，斷路器會脫扣跳閘，電流越大，跳閘時間越短，比如有的斷路器電流為1.13I_n時1h內不會跳閘，當電流達到1.45I_n時1h內會跳閘，當電流達到10I_n時會瞬間（小于0.1s）跳閘。

5）瞬間脫扣整定電流：是指會引起斷路器瞬間（<0.1s）脫扣跳閘的動作電流。

6）額定溫度：是指斷路器長時間使用允許的最高環境溫度。

7）短路分斷能力：它可分為極限短路分斷能力（I_cu）和運行短路分斷能力（I_cs），分別是指在極限條件下和運行時斷路器觸頭能斷開（觸頭不會產生熔焊、粘連等）所允許通過的最大電流。

（2）面板標注參數的識讀

斷路器面板上上一般會標注重要的參數，在選用時要會識讀這些參數含義。斷路器面板標注參數的識讀如圖4-23所示。

圖4-23 斷路器的參數識讀

4.斷路器的檢測

斷路器檢測通常使用萬用表的電阻檔，檢測過程如圖4-24所示。具體分為以下兩步：

1）將斷路器上的開關撥至“OFF（斷開）”位置，然后將紅、黑表筆分別接斷路器一路觸頭的兩個接線端子，正常電阻應為無窮大（數字萬用表顯示超出量程符號“1”或“OL”），如圖4-24a所示。接著再用同樣的方法測量其他路觸頭的接線端子間的電阻，正常電阻均應為無窮大，若某路觸頭的電阻為0或時大時小，則表明斷路器的該路觸頭短路或接觸不良。

2）將斷路器上的開關撥至“ON（閉合）”位置，然后將紅、黑表筆分別接斷路器一路觸頭的兩個接線端子，正常電阻應接近0Ω，如圖4-24b所示。接著再用同樣的方法測量其他路觸頭的接線端子間的電阻，正常電阻均應接近0Ω，若某路觸頭的電阻為無窮大或時大時小，則表明斷路器的該路觸頭開路或接觸不良。

4.1.4 漏電保護器

斷路器具有過電流、過熱和欠電壓保護功能，但當用電設備絕緣性能下降而出現漏電時卻無保護功能，這是因為漏電電流一般較短路電流小得多，不足以使斷路器跳閘。漏電保護器是一種具有斷路器功能和漏電保護功能的電器，在線路出現過電流、過熱、欠電壓和漏電時，均會脫扣跳閘保護。

圖4-24 斷路器的檢測

1.外形與符號

漏電保護器又稱為漏電保護開關，英文縮寫為RCD，其外形和符號如圖4-25所示。在圖4-25a中，左邊的為單極漏電保護器，當后級電路出現漏電時，只切斷一條L線路（N線路始終是接通的），中間的為兩極漏電保護器，漏電時切斷兩條線路，右邊的為三相漏電保護器，漏電時切斷三條線路。對于圖4-25a后面兩種漏電保護器，其下方有兩組接線端子，如果接左邊的端子（需要拆下保護蓋），則只能用到斷路器功能，無漏電保護功能。

圖4-25 漏電保護器的外形與符號

2.結構與工作原理

圖4-26是漏電保護器的結構示意圖。

圖4-26 漏電保護器的結構示意圖

工作原理說明：220V的交流電壓經漏電保護器內部的觸頭在輸出端接負載（燈泡），在漏電保護器內部兩根導線上纏有線圈E₁，該線圈與鐵心上的線圈E₂連接，當人體沒有接觸導線時，流過兩根導線的電流I₁、I₂大小相等，方向相反，它們產生大小相等、方向相反的磁場，這兩個磁場相互抵消，穿過E₁線圈的磁場為0，E₁線圈不會產生電動勢，銜鐵不動作。一旦人體接觸導線，一部分電流I₃（漏電電流）會經人體直接到地，再通過大地回到電源的另一端，這樣流過漏電保護器內部兩根導線的電流I₁、I₂就不相等，它們產生的磁場也就不相等，不能完全抵消，即兩根導線上的E₁線圈有磁場通過，線圈會產生電流，電流流入鐵心上的E₂線圈，產生磁場吸引銜鐵而脫扣跳閘，將觸頭斷開，切斷供電，觸電的人就得到了保護。

為了在不漏電的情況下檢驗漏電保護器的漏電保護功能是否正常，漏電保護器一般設有“TEST（測試）”按鈕，當按下該按鈕時，L線上的一部分電流通過按鈕、電阻流到N線上，這樣流過E₁線圈內部的兩根導線的電流不相等（I₂>I₁），E₁線圈產生電動勢，有電流過E₂線圈，銜鐵動作而脫扣跳閘，將內部觸頭斷開。如果測試按鈕無法閉合或電阻開路，測試時漏電保護器不會動作，但使用時發生漏電會動作。

3.面板介紹及漏電模擬測試

（1）面板介紹

漏電保護器的面板介紹如圖4-27所示，左邊為斷路器部分，右邊為漏電保護部分，漏電保護部分的主要參數有漏電保護的動作電流和動作時間，對于人體來說，30mA以下是安全電流，動作電流一般不要大于30mA。

圖4-27 漏電保護器的面板介紹

（2）漏電模擬測試

在使用漏電保護器時，先要對其進行漏電測試。漏電保護器的漏電測試操作如圖4-28所示。具體操作如下：

1）按下漏電指示及復位按鈕（如果該按鈕處于彈起狀態），再將漏電保護器合閘（即開關撥至“ON”），復位按鈕處于彈起狀態時無法合閘，然后將漏電保護器的輸入端接交流電源，如圖4-28a所示。

2）按下測試按鈕，模擬線路出現漏電，如果漏電保護器正常，則會跳閘，同時漏電指示及復位按鈕彈起，如圖4-28b所示。

漏電保護器的漏電測試通過后才能投入使用，如果漏電測試未通過繼續使用，可能在線路出現漏電時無法執行漏電保護。

4.檢測

（1）輸入輸出端的通斷檢測

圖4-28 漏電保護器的漏電測試

漏電保護器的輸入輸出端的通斷檢測與斷路器基本相同，即將開關分別置于“ON”和“OFF”位置，分別測量輸入端與對應輸出端之間的電阻。

在檢測時，先將漏電保護器的開關置于“ON”位置，用萬用表測量輸入與對應輸出端之間的電阻，正常應接近0Ω，如圖4-29所示；再將開關置于“OFF”位置，測量輸入與對應輸出端之間的電阻，正常時應為無窮大（數字萬用表顯示超出量程符號“1”或“OL”），若檢測與上述不符，則漏電保護器損壞。

（2）漏電測試線路的檢測

在按壓漏電保護器的測試按鈕進行漏電測試時，若漏電保護器無跳閘保護動作，可能是漏電測試線路故障，也可能是其他故障（如內部機械類故障），如果僅是內部漏電測試線路出現故障導致漏電測試不跳閘，這樣的漏電保護器還可繼續使用。

漏電保護器的漏電測試線路檢測如圖4-30所示，如果按下測試按鈕測得電阻為無窮大，則可能是按鈕開關開路或電阻開路。

4.1.5 交流接觸器

接觸器是一種利用電磁、氣動或液壓操作原理，來控制內部觸頭頻繁通斷的電器，主要用作頻繁接通和切斷交、直流電路。接觸器的種類很多，按通過的電流來分，可分為交流接觸器和直流接觸器；按操作方式來分，可分為電磁式接觸器、氣動式接觸器和液壓式接觸器。這里主要介紹最為常用的電磁式交流接觸器。

圖4-29 漏電保護器輸入輸出端的通斷檢測

圖4-30 漏電保護器的漏電測試線路檢測

1.結構、符號與工作原理

交流接觸器的結構及符號如圖4-31所示。其主要由三組主觸頭、一組常閉輔助觸頭、一組常開輔助觸頭和控制線圈組成。當給控制線圈通電時，線圈產生磁場，磁場通過鐵心吸引銜鐵，而銜鐵則通過連桿帶動所有的動觸頭動作，與各自的靜觸頭接觸或斷開。交流接觸器的主觸頭允許流過的電流較輔助觸頭大，故主觸頭通常接在大電流的主電路中，輔助觸頭接在小電流的控制電路中。

有些交流接觸器帶有聯動架，按下聯動架可以使內部觸頭動作，使常開觸頭閉合、常閉觸頭斷開，在線圈通電時銜鐵會動作，聯動架也會之運動，因此如果接觸器內部的觸頭不夠用，可以在聯動架上安裝輔助觸頭組，接觸器線圈通時聯動架會帶動輔助觸頭組內部的觸頭同時動作。

2.外形與接線端

圖4-32是一種常用的交流接觸器，它內部有三個主觸頭和一個常開觸頭，沒有常閉觸頭，控制線圈的接線端位于接觸器的頂部。從圖中可知，該接觸器的線圈電壓為220～230V（電壓頻率為50Hz時）或220～240V（電壓頻率為60Hz時）。

圖4-31 交流接觸器的結構與符號

圖4-32 一種常用的交流接觸器的外形與接線端

3.輔助觸頭組的安裝

圖4-33左邊的交流接觸器只有一個常開輔助觸頭，如果希望給它再增加一個常開觸頭和一個常閉觸頭，可以在該接觸器上安裝一個輔助觸頭組（在圖4-33的右邊），安裝時只要將輔助觸頭組底部的卡扣套到交流接觸器的聯動架上即可。安裝了輔助觸頭的交流接觸器如圖4-34所示。當交流接觸器的控制線圈通電時，除了自身各個觸頭會動作外，還通過聯動架帶動輔助觸頭組內部的觸頭動作。

4.銘牌參數的識讀

交流接觸器的參數很多，在外殼上會標注一些重要的參數，其識讀如圖4-35所示。

圖4-33 交流接觸器及配套的輔助觸頭組

圖4-34 一種常用交流接觸器的外形與接線端

5.型號含義

一種常用的交流接觸器型號各部分的含義如圖4-36所示。

6.接觸器的檢測

交流接觸器的檢測過程如下：

1）常態下檢測常開觸頭和常閉觸頭的電阻。圖4-37為在常態下檢測交流接觸器常開觸頭的電阻，因為常開觸頭在常態下處于開路，故正常電阻應為無窮大，數字萬用表檢測時會顯示超出量程符號“1”或“OL”，在常態下檢測常閉觸頭的電阻時，正常測得的電阻值應接近0Ω。對于帶有聯動架的交流接觸器，按下聯動架，內部的常開觸頭會閉合，常閉觸頭會斷開，可以用萬用表檢測這一點是否正常。

2）檢測控制線圈的電阻。檢測控制線圈的電阻如圖4-38所示，控制線圈的電阻值正常應在幾百歐，一般來說，交流接觸器功率越大，要求線圈對觸頭的吸合力越大（即要求線圈流過的電流大），線圈電阻更小。若線圈的電阻為無窮大則線圈開路，線圈的電阻為0則為線圈短路。

圖4-35 交流接觸器外殼標注參數的識讀

圖4-36 交流接觸器型號含義

3）給控制線圈通電檢測常開、常閉觸頭的電阻。圖4-39為給交流接觸器的控制線圈通電來檢測常開觸頭的電阻，在控制線圈通電時，若交流接觸器正常，會發出“咔噠”聲，同時常開觸頭閉合、常閉觸頭斷開，故測得常開觸頭電阻應接近0Ω、常閉觸頭應為無窮大（數字萬用表檢測時會顯示超出量程符號“1”或“OL”）。如果控制線圈通電前后被測觸頭電阻無變化，則可能是控制線圈損壞或傳動機構卡住等。

圖4-37 在常態下檢測交流接觸器常開觸頭的電阻

圖4-38 檢測控制線圈的電阻

圖4-39 給交流接觸器的控制線圈通電來檢測常開觸頭的電阻

7.接觸器的選用

在選用接觸器時，要注意以下事項：

1）根據負載的類型選擇不同的接觸器。直流負載選用直流接觸器，不同的交流負載選用相同類別的交流接觸器。

2）選擇的接觸器額定電壓應大于或等于所接電路的電壓，繞組電壓應與所接電路電壓相同。接觸器的額定電壓是指主觸頭的額定電壓。

3）選擇的接觸器額定電流應大于或等于負載的額定電流。接觸器的額定電流是指主觸頭的額定電流。對于額定電壓為380V的中、小容量電動機，其額定電流可按I_額=2P_額來估算，如額定電壓為380V、額定功率為3kW的電動機，其額定電流I_額=2×3=6A。

4）選擇接觸器時，要注意主觸頭和輔助觸頭數應符合電路的需要。

4.1.6 熱繼電器

熱繼電器是利用電流通過發熱元件時產生熱量而使內部觸頭動作的。熱繼電器主要用于電氣設備發熱保護，如電動機過載保護。

1.結構與工作原理

熱繼電器的典型結構及符號如圖4-40所示。從圖中可以看出，熱繼電器由電熱絲、雙金屬片、導板、測試桿、推桿、動觸片、靜觸片、彈簧、螺釘、復位按鈕和整定旋鈕等組成。

圖4-40 熱繼電器的典型結構與符號

該熱繼電器有1-2、3-4、5-6、7-8四組接線端，1-2、3-4、5-6三組串接在主電路的三相交流電源和負載之間，7-8一組串接在控制電路中，1-2、3-4、5-6三組接線端內接電熱絲，電熱絲繞在雙金屬片上，當負載過載時，流過電熱絲的電流大，電熱絲加熱雙金屬片，使之往右彎曲，推動導板往右移動，導板推動推桿轉動而使動觸片運動，動觸頭與靜觸頭斷開，從而向控制電路發出信號，控制電路通過電器（一般為接觸器）切斷主電路的交流電源，防止負載長時間過載而損壞。

在切斷交流電源后，電熱絲溫度下降，雙金屬片恢復到原狀，導板左移，動觸頭和靜觸頭又重新接觸，該過程稱為自動復位，出廠時熱繼電器一般被調至自動復位狀態。如需手動復位，可將螺釘往外旋出數圈，這樣即使切斷交流電源讓雙金屬片恢復到原狀，動觸頭和靜觸頭也不會自動接觸，需要用手動方式按下復位按鈕才可使動觸頭和靜觸頭接觸，該過程稱為手動復位。

只有流過發熱元件的電流超過一定值（整定電流值）時，內部機構才會動作，使常閉觸頭斷開（或常開觸頭閉合），電流越大，動作時間越短，例如流過某熱繼電器的電流為1.2倍整定電流時2h內動作，為1.5倍整定電流時2min內動作。熱繼電器的整定電流（最大不動作電流）可以通過整定旋鈕來調整，例如對于圖4-40所示的熱繼電器，將整定旋鈕往內旋時，推桿位置下移，導板需要移動較長的距離才能讓推桿運動而使觸頭動作，而只有流過電熱絲電流大，才能使雙金屬片彎曲程度更大，即將整定旋鈕往內旋可將動作電流調大一些。

2.外形與接線端

圖4-41是一種常用的熱繼電器，它內部有三組發熱元件和一個常開觸頭、一個常閉觸頭，發熱元件的一端接交流電源，另一端接負載。當流過發熱元件的電流長時間超過整定電流時，發熱元件彎曲最終使常開觸頭閉合、常閉觸頭斷開。在熱繼電器上還有整定電流旋鈕、復位按鈕、測試桿和手動/自動復位切換螺釘，其功能說明見圖標注所示。

圖4-41 一種常用熱繼電器的接線端及外部操作部件

圖4-41 一種常用熱繼電器的接線端及外部操作部件（續）

3.銘牌參數的識讀

熱繼電器銘牌參數的識讀如圖4-42所示。

熱、電磁和固態繼電器的脫扣分四個等級，是根據在7.2倍額定電流時的脫扣時間來確定的，具體見表4-1。例如，對于10A等級的熱繼電器，如果施加7.2倍額定電流，在2～10s內會產生脫扣動作。

表4-1 熱、電磁和固態繼電器的脫扣級別與時間

熱繼電器是一種保護電器，其觸頭開關接在控制電路，圖4-42中的熱繼電器使用類別為AC-15，即控制電磁鐵類負載。

4.選用

熱繼電器在選用時，應遵循以下原則：

圖4-42 熱繼電器銘牌參數的識讀

1）在大多數情況下，可選用兩相熱繼電器（對于三相電壓，熱繼電器可只接其中兩相）。對于三相電壓均衡性較差、無人看管的三相電動機，或與大容量電動機共用一組熔斷器的三相電動機，應該選用三相熱繼電器。

2）熱繼電器的額定電流應大于負載（一般為電動機）的額定電流。

3）熱繼電器的整定電流一般與電動機的額定電流相等。對于過載容易損壞的電動機，整定電流可調小一些，為電動機額定電流的60%～80%；對于起動時間較長或帶沖擊性負載的電動機，所接熱繼電器的整定電流可稍大于電動機的額定電流，為其1.1～1.15倍。

舉例：選擇一個熱繼電器用來對一臺電動機進行過熱保護，該電動機的額定電流為30A，起動時間短，不帶沖擊性負載。根據熱繼電器選擇原則可知，應選擇額定電流大于30A的熱繼電器，并將整定電流調到30A（或略大于30A）。

5.檢測

熱繼電器檢測分為發熱元件檢測和觸頭檢測，兩者的檢測都使用萬用表電阻檔。

（1）檢測發熱元件

發熱元件由電熱絲或電熱片組成，其電阻很小（接近0Ω）。熱繼電器的發熱元件檢測如圖4-43所示，三組發熱元件的正常電阻均應接近0Ω，如果電阻無窮大（數字萬用表顯示超出量程符號“1”或“OL”），則為發熱元件開路。

（2）檢測觸頭

觸頭檢測包括未動作時檢測和動作時檢測。檢測熱繼電器常閉觸頭的電阻如圖4-44所示。圖4-44a為檢測未動作時的常閉觸頭電阻，正常應接近0Ω，然后檢測動作時的常閉觸頭電阻，檢測時撥動測試桿，如圖4-44b所示，模擬發熱元件過電流發熱彎曲使觸頭動作，常閉觸頭應變為開路，電阻為無窮大。

圖4-43 檢測熱繼電器的發熱元件

圖4-44 檢測熱繼電器常閉觸頭的電阻

4.1.7 中間繼電器

中間繼電器實際上也是電壓繼電器，與普通電壓繼電器的不同之處在于，中間繼電器有很多觸頭，并且觸頭允許流過的電流較大，可以斷開和接通較大電流的電路。

1.符號及實物外形

中間繼電器的外形與符號如圖4-45所示。

圖4-45 中間繼電器的外形與符號

2.引腳觸頭圖及重要參數的識讀

采用直插式引腳的中間繼電器，為了便于接線安裝，需要配合相應的底座使用。中間繼電器的引腳觸頭圖及重要參數的識讀如圖4-46所示。

3.選用

在選用中間繼電器時，主要考慮觸頭的額定電壓和電流應等于或大于所接電路的電壓和電流，觸頭類型及數量應滿足電路的要求，繞組電壓應與所接電路電壓相同。

4.檢測

中間繼電器電氣部分由線圈和觸頭組成，兩者檢測均使用萬用表的電阻檔。

1）控制線圈未通電時檢測觸頭。觸頭包括常開觸頭和常閉觸頭，在控制線圈未通電的情況下，常開觸頭處于斷開，電阻為無窮大，常閉觸頭處于閉合，電阻接近0Ω。中間繼電器控制線圈未通電時檢測常開觸頭如圖4-47所示。

2）檢測控制線圈。中間繼電器控制線圈的檢測如圖4-48所示。一般觸頭的額定電流越大，控制線圈的電阻越小，這是因為觸頭的額定電流越大，觸頭體積越大，只有控制線圈電阻小（線徑更粗）才能流過更大的電流，才能產生更強的磁場吸合觸頭。

圖4-46 中間繼電器的引腳觸頭圖及重要參數的識讀

3）給控制線圈通電來檢測觸頭。給中間繼電器的控制線圈施加額定電壓，再用萬用表檢測常開、常閉觸頭的電阻，正常時常開觸頭應處于閉合狀態，電阻接近0Ω，常閉觸頭處于斷開狀態，電阻為無窮大。

圖4-47 中間繼電器控制線圈未通電時檢測常開觸頭

圖4-48 中間繼電器控制線圈的檢測

4.1.8 時間繼電器

時間繼電器是一種延時控制繼電器，它在得到動作信號后并不是立即讓觸頭動作，而是延遲一段時間才讓觸頭動作。時間繼電器主要用在各種自動控制系統和電動機的起動控制線路中。

1.外形與符號

圖4-49所示為一些常見的時間繼電器。

圖4-49 一些常見的時間繼電器

時間繼電器分為通電延時型和斷電延時型兩種，其符號如圖4-50所示。對于通電延時型時間繼電器，當線圈通電時，通電延時型觸頭經延時時間后動作（常閉觸頭斷開、常開觸頭閉合），線圈斷電后，該觸頭馬上恢復常態；對于斷電延時型時間繼電器，當線圈通電時，斷電延時型觸頭馬上動作（常閉觸頭斷開、常開觸頭閉合），線圈斷電后，該觸頭需要經延時時間后才會恢復到常態。

圖4-50 時間繼電器的符號

2.種類及特點

時間繼電器的種類很多，主要有空氣阻尼式、電磁式、電動式和電子式。這些時間繼電器有各自的特點，具體說明如下：

1）空氣阻尼式時間繼電器又稱為氣囊式時間繼電器，它是根據空氣壓縮產生的阻力來進行延時的，其結構簡單，價格便宜，延時范圍大（0.4～180s），但延時精確度低。

2）電磁式時間繼電器延時時間短（0.3～1.6s），但其結構比較簡單，通常用在斷電延時場合和直流電路中。

3）電動式時間繼電器的原理與鐘表類似，它是由內部電動機帶動減速齒輪轉動而獲得延時的。這種繼電器延時精度高，延時范圍寬（0.4～72h），但結構比較復雜，價格很貴。

4）電子式時間繼電器又稱為電子式時間繼電器，它是利用延時電路來進行延時的。這種繼電器精度高，體積小。

3.電子式時間繼電器

電子式時間繼電器具有體積小、延時時間長和延時精度高等優點，使用非常廣泛。圖4-51是一種常用的通電延時型電子式時間繼電器。

4.選用

在選用時間繼電器時，一般遵循下面的規則：

1）根據受控電路的需要來決定選擇時間繼電器是通電延時型還是斷電延時型。

2）根據受控電路的電壓來選擇時間繼電器吸引繞組的電壓。

3）若對延時要求高，則可選擇晶體管式時間繼電器或電動式時間繼電器；若對延時要求不高，則可選擇空氣阻尼式時間繼電器。

5.檢測

時間繼電器的檢測主要包括觸頭常態檢測、線圈的檢測和線圈通電檢測。

1）觸頭的常態檢測。觸頭常態檢測是指在控制線圈未通電的情況下檢測觸頭的電阻，常開觸頭處于斷開，電阻為無窮大，常閉觸頭處于閉合，電阻接近0Ω。時間繼電器常開觸頭的常態檢測如圖4-52所示。

2）控制線圈的檢測。時間繼電器控制線圈的檢測如圖4-53所示，

3）給控制線圈通電來檢測觸頭。給時間繼電器的控制線圈施加額定電壓，然后根據時間繼電器的類型檢測觸頭狀態有無變化，例如對于通電延時型時間繼電器，通電經延時時間后，其延時常開觸頭是否閉合（電阻接近0Ω）、延時常閉觸頭是否斷開（電阻為無窮大）。

圖4-51 一種常用的通電延時型電子式時間繼電器

4.1.9 速度繼電器

速度繼電器是一種當轉速達到規定值時而產生動作的繼電器。速度繼電器在使用時通常與電動機的轉軸連接在一起。

1.外形與符號

速度繼電器的外形與符號如圖4-54所示。

圖4-52 時間繼電器常開觸頭的常態檢測

圖4-53 時間繼電器控制線圈的檢測

圖4-54 速度繼電器的外形與符號

2.結構與工作原理

速度繼電器的結構如圖4-55所示。

圖4-55 速度繼電器的結構

速度繼電器主要由轉子、定子、擺錘和觸頭組成。轉子由永久磁鐵制成，定子內圓表面嵌有線圈（定子繞組）。在使用時，將速度繼電器轉軸與電動機的轉軸連接在一起，電動機運轉時帶動繼電器的磁鐵轉子旋轉，繼電器的定子繞組上會感應出電動勢，從而產生感應電流。此電流產生的磁場與磁鐵的磁場相互作用，使定子轉動一個角度，定子轉向與轉度分別由磁鐵轉子的轉向與轉速決定。當轉子的轉速達到一定值時，定子會偏轉到一定角度，與定子聯動的擺錘也偏轉到一定的角度，會碰壓動觸頭使常閉觸頭斷開、常開觸頭閉合。當電動機速度很慢或為零時，擺錘偏轉角很小或為零，動觸頭自動復位，常閉觸頭閉合、常開觸頭斷開。

4.1.10 壓力繼電器

壓力繼電器能根據壓力的大小來決定觸頭的接通和斷開。壓力繼電器常用于機械設備的液壓或氣壓控制系統中，對設備提供保護或控制。

1.外形與符號

壓力繼電器的外形與符號如圖4-56所示。

圖4-56 壓力繼電器的外形與符號

2.結構與工作原理

壓力繼電器的結構如圖4-57所示。從圖中可以看出。壓力繼電器主要由緩沖器、橡皮膜、頂桿、壓力彈簧、調節螺母和微動開關組成。在使用時，壓力繼電器裝在油路（或氣路、水路）的分支管路中，當管路中的油壓超過規定值時，壓力油通過緩沖器、橡皮膜推動頂桿，頂桿克服彈簧的壓力碰壓微動開關，使微動開關的常閉觸頭斷開、常開觸頭閉合。當油路壓力減小到一定值時，依靠壓力彈簧的作用，使頂桿復位，微動開關的常閉觸頭接通、常開觸頭斷開。調節螺母可以調節壓力繼電器的動作壓力。

圖4-57 壓力繼電器的結構