第1章 機床常用電器

本章主要知識點：

1．刀開關常用于小功率電動機的不頻繁啟停。其主要有單極、雙極、三極三種形式。

2．組合開關：主要用做電源的引入開關，有單極、雙極、多極之分。

3．低電壓斷路器：俗稱空氣開關，當電路發生短路、失壓、過載、短路等故障時，能自動切斷電路。

4．中心內容：機床電器的基本原理是在力的作用下，觸點動作，常開觸點閉合、常閉觸點斷開；力消失（個別沒有復位裝置電器元件除外，觸點復位。觸點復位就是觸點回復到原來的工作狀態，常閉觸點閉合，常開觸點斷開。常開觸點也稱動合觸點，常閉觸點又稱動斷觸點。如按鈕在手動施加壓力作用下，常開按鈕閉合，常閉按鈕斷開，力消失，按鈕復位。如交流接觸器和中間繼電器的基本工作原理，當其線圈通電后產生電磁吸引力，觸點動作；線圈斷電，力消失，觸點復位。

5．熔斷器：當線路短路或嚴重過載時，它的熔體能自動熔斷，主要起短路保護作用。

6．熱繼電器：利用電流的熱效應原理工作，主要用于對電動機的過載保護和斷相保護。

7．速度繼電器：速度繼電器主要由轉子、圓環（籠形空心繞組）和觸點三部分組成，主要用于對電動機的反接制動，通常速度繼電器的動作轉速一般不低于120r/min，復位轉速約在100r/min以下。

8．時間繼電器：通常有兩種類型，通電延時型和斷電延時型，是本章的難點之一。

1.1 開關電器

開關電器主要做隔離、轉換及接通和分斷電路用，多數用做機床電路的電源開關和局部照明電路的控制開關，有時也用來直接控制小容量電動機的啟動、停止和正、反轉。

1.1.1 刀開關

刀開關又稱閘刀開關，它是一種手動控制器，結構最簡單，一般在不經常操作的低壓電路中用做接通或切斷電源或用來將電路與電源隔離，有時也用來直接控制小容量電動機的啟動、停止和正、反轉。

開啟式負荷開關，其結構如圖1-1（a）所示，電氣符號如圖1-1（b）所示。它由刀開關和熔斷器組合而成。包含有瓷底板、靜觸頭、觸刀、瓷柄、熔體和膠蓋等。

這種開關因其無專門滅弧裝置易被電弧燒壞，不宜用于帶負載接通或分斷電路，故不宜頻繁分、合電路。但因其結構簡單，價格低廉，常用做照明電路的電源開關，也可用于5.5kW以下三相異步電動機不頻繁啟動和停止控制。是一種結構簡單而應用廣泛的電器。按極數不同刀開關分單極、雙極和三極三種。常用的HK系列刀開關的額定電壓為220V或380V，額定流為10～60A不等。

安裝方法：

① 選擇開關前，應注意檢查動刀片對靜觸點接觸是否良好、是否同步。如有問題，應予以修理或更換。

② 電源進線應接在靜觸頭一邊的進線端，用電設備應接在動觸頭一邊的出線端。這樣，當開關斷開時，閘刀和熔體均不帶電，以保證更換熔體時的安全。

③ 安裝時，刀開關在合閘狀態下手柄應該向上，不能倒裝或平裝，以防止閘刀松動落下時誤合閘。

注意事項：

① 安裝后應檢查閘刀和靜觸頭是否成直線和緊密可靠。

② 更換熔絲時，必須先拉閘斷電后，按原規格安裝熔絲。

③ 膠殼刀開關不適合用來直接控制5.5kW以上的交流電動機。

④ 合閘、拉閘動作要迅速，使電弧很快熄滅。

1.1.2 組合開關

組合開關包括轉換開關和倒順開關。其特點是用動觸片的旋轉代替閘刀的推合和拉開，實質上是一種由多組觸點組合而成的刀開關。這種開關可用做交流50Hz、380V和直流220V以下的電路電源引入開關或控制5.5kW以下小容量電動機的直接啟動，以及電動機正、反轉控制和機床照明電路控制。額定電流有6A、10A、15A、25A、60A、100A等多種。在電氣設備中主要作為電源引入開關。

1．結構

（1）轉換開關

HZ5—30/3型轉換開關的外形如圖1-2（a）所示，其結構及電氣符號分別如圖1-2（b）、圖1-2（c）所示。它主要由手柄、轉軸、凸輪、動觸片、靜觸片及接線柱等組成。當轉動手柄時，每層的動觸片隨方形轉軸一起轉動，使動觸片插入靜觸片中，使電路接通；或使動觸片離開靜觸片，使電路分斷。各極是同時通斷的。為了使開關在切斷電路時能迅速滅弧，在開關轉軸上裝有扭簧儲能機構，使開關能快速接通與斷開，從而提高開關的通斷能力。

（2）倒順開關

其外形和結構如圖1-3（a）所示，電氣符號如圖1-3（b）所示。倒順開關又稱可逆轉開關，是組合開關的一種特例，多用于機床的進刀、退刀，電動機的正、反轉和停止的控制或升降機的上升、下降和停止的控制，也可作為控制小電流負載的負荷開關。

2．組合開關的選用

① 選用轉換開關時，應根據電源種類、電壓等級、所需觸點數及電動機容量來選用，開關的額定電流一般取電動機額定電流的1.5～2倍。

② 用于一般照明、電熱電路，其額定電流應大于或等于被控電路的負載電流的總和。

③ 當用做設備電源引入開關時，其額定電流應稍大于或等于被控電路的負載電流的總和。

④ 用于直接控制電動機時，其額定電流一般可取電動機額定電流的2～3倍。

3．安裝方法

① 安裝轉換開關時應使手柄保持平行于安裝面。

② 轉換開關需安裝在控制箱（或殼體）內時，其操作手柄最好伸出在控制箱的前面或側面，應使手柄在水平旋轉位置時為斷開狀態。

③ 若需在控制箱內操作時，轉換開關最好裝在箱內右上方，而且在其上方不宜安裝其他電器，否則應采取隔離或絕緣措施。

4．注意事項

① 由于轉換開關的通斷能力較低，因此不能用來分斷故障電流。當用于控制電動機正、反轉時，必須在電動機完全停轉后，才能操作。

② 當負載功率因數較低時，轉換開關要降低額定電流使用，否則會影響開關壽命。

1.1.3 低壓斷路器

低壓斷路器又稱自動空氣開關，它相當于刀開關、熔斷器、熱繼電器和欠壓繼電器的組合。是一種即能進行手動操作，又能自動進行欠壓、失壓、過載和短路保護的控制電器。

斷路器結構有框架式（又稱萬能式）和塑料外殼式（又稱裝置式）和漏電保護式等。其結構圖如圖1-4所示。框架式斷路器為敞開式結構，適用于大容量配電裝置。塑料外殼式斷路器的特點是各部分元件均安裝在塑料殼體內，具有良好的安全性，結構緊湊簡單，可獨立安裝，常用做供電線路的保護開關和電動機或照明系統的控制開關，也廣泛用于電器控制設備及建筑物內做電源線路保護及對電動機進行過載和短路保護。

低壓斷路器一般由觸點系統、滅弧系統、操作系統、脫扣器及外殼或框架等組成。各組成部分的作用如下。

（1）觸點系統

觸點系統用于接通和斷開電路。觸點的結構形式有對接式、橋式和插入式三種，一般采用銀合金材料和銅合金材料制成。

（2）滅弧系統

滅弧系統有多種結構形式，采用的滅弧方式有窄縫滅弧和金屬柵滅弧。

（3）操作機構

操作機構用于實現斷路器的閉合與斷開，有手動操作機構、電動操作結構和電磁操作機構等。

（4）脫扣機構

脫扣機構是斷路器的感測元件，用來感測電路特定的信號（如過電壓、過電流等）。電路一旦出現非正常信號，相應的脫扣器就會動作，通過聯動裝置使斷路器自動跳閘而切斷電路。

1．低壓斷路器工作原理

低壓斷路器工作原理的示意圖、圖形符號和文字符號如圖1-5所示。

其工作原理分析如下：當主觸點閉合后，若電路發生短路或過電流（電流達到或超過過電流脫扣器動作值）事故時，過電流脫扣器的銜鐵吸合，驅動自由脫扣器動作，主觸點在彈簧的作用下斷開；當電路過載時，熱脫扣器的熱元件發熱，使雙金屬片產生足夠的彎曲，推動自由脫扣器動作，從而使主觸點斷開，切斷電路；當電源電壓不足（小于欠電壓脫扣器釋放值）時，欠電壓脫扣器的銜鐵釋放，使自由脫扣器動作，主觸點斷開，切斷電路。分勵脫扣器用于遠距離切斷電路，當需要分斷電路時，按下分斷按鈕，分勵脫扣器線圈通電，銜鐵驅動自由脫扣器動作，使主觸點斷開而切斷電路。

2．斷路器的選用

① 應根據具體使用條件和被保護對象的要求選擇合適的類型。

② 一般在電器設備控制系統中，常選用塑料外殼式或漏電保護式斷路器；在電力網主干線路中主要選用框架式斷路器；而在建筑物的配電系統中則一般采用漏電保護式斷路器。

③ 斷路器的額定電壓和額定電流應分別不小于電路額定電壓和最大工作電流。

④ 脫扣器整定電流的計算。熱脫扣器的整定電流應與所控制負載（如電動機等）的額定電流一致。電磁脫扣器的瞬時動作整定電流應大于負載電路正常工作的最大電流。

對于單臺電動機來說，DZ系列自動空氣開關電磁脫扣器的瞬時動作整定電流Iz可按下式計算：

Iz≥K×Iq

式中，K為安全系數，可取1.5～1.7;Iq為電動機啟動電流。

對于多臺電動機來說，可按下式計算：

Iz≥K×Iqmax+電路中其他電動機的額定電流

式中，K也可取1.5～1.7;Iqmax為最大一臺電動機的啟動電流。

⑤ 斷路器用于電動機保護時，一般電磁脫扣器的瞬時脫扣整定電流應為電動機啟動電流的1.7倍。

⑥ 選用斷路器做多臺電動機短路保護時，一般電磁脫扣器的整定電流為容量最大的一臺電動機啟動電流的1.3倍再加上其余電動機額定電流。

⑦ 對用于分斷或接通電路的斷路器，其額定電流和熱脫扣器的整定電流均應等于或大于電路中負載額定電流的兩倍。

⑧ 選擇斷路器時，在類型、等級、規格等方面要配合上、下級開關的保護特性，不允許因下級保護失靈而導致上級跳閘，擴大停電范圍。

3．安裝維護方法

① 斷路器在安裝前應將脫扣器的電磁鐵工作面的防銹油脂抹凈，以免影響電磁機構的動作值。

② 斷路器應上端接電源，下端接負載。

③ 斷路器與熔斷器配合使用時，熔斷器應盡可能裝于斷路器之前，以保證使用安全。

④ 脫扣器的整定值一經調好后就不允許隨意更動，長時間使用后要檢查其彈簧是否生銹卡住，以免影響其動作。

⑤ 斷路器在分斷短路電流后，應在切除上一級電源的情況下及時檢查觸頭。若發現有嚴重的電灼痕跡，可用干布擦去；若發現觸頭燒毛，可用砂紙或細銼小心修整，但主觸頭一般不允許用銼刀修整。

⑥ 定期清除斷路器上的積塵和檢查各種脫扣器的動作值，操作機構在使用一段時間（1～2年）后，在傳動機構部分應加潤滑油（小容量塑殼斷路器不需要）。

⑦ 弧室在分斷短路電流后，或較長時間使用后，應清除其內壁和柵片上的金屬顆粒和黑煙灰，如滅弧室已破損，則絕不能再使用。

4．注意事項

① 在確定斷路器的類型后，再進行具體參數的選擇。

② 斷路器的底板應垂直于水平位置，固定后應保持平整，傾斜度不大于5°。

③ 有接地螺釘的斷路器應可靠連接地線。

④ 具有半導體脫扣裝置的斷路器，其接線端應符合相序要求，脫扣裝置的端子應可靠連接。

1.2 主令電器

自動控制系統中用于發送動作指令的電器稱主令電器。常用的主令電器有按鈕、行程開關、接近開關及萬能轉換開關等。

1.2.1 按鈕

按鈕是一種短時接通或斷開小電流電路的手動電器，常用于控制電路中發出啟動或停止等指令，以控制接觸器、繼電器等電器的線圈電流的接通或斷開，再由它們去接通或斷開主電路。

1．按鈕開關結構

按鈕的外形圖、結構和原理示意圖、圖形符號如圖1-6所示。它是由按鈕帽、復位彈簧、橋式動觸點、靜觸點和外殼等組成。其觸點允許通過的電流很小，一般不超過5A。

常開按鈕（啟動按鈕）：手指未按下時，觸頭是斷開的；當手指按下時，觸頭接通；手指松開后，在復位彈簧作用下觸頭又返回原位斷開。它常用做啟動按鈕。

常閉按鈕（停止按鈕）：手指未按下時，觸頭是閉合的；當手指按下時，觸頭被斷開；手指松開后，在復位彈簧作用下觸頭又返回原位閉合。它常用做停止按鈕。

復合按鈕：將常開按鈕和常閉按鈕組合為一體。當手指按下時，其常閉觸頭先斷開，然后常開觸頭閉合；手指松開后，在復位彈簧作用下觸頭又返回原位。它常用在控制電路中做電氣聯鎖。

為便于識別各個按鈕的作用，避免誤操作，通常在按鈕帽上做出不同標記或涂上不同顏色，如蘑菇形表示急停按鈕；紅色表示停止按鈕；綠色表示啟動按鈕。

2．按鈕的選用

① 根據使用場合選擇按鈕的種類，如開啟式、保護式、防水式和防腐式等。

② 根據用途選用合適的形式，如手把旋鈕式、鑰匙式、緊急式和帶燈式等。

③ 按照控制回路的需要，確定不同的按鈕數，如單鈕、雙鈕、三鈕和多鈕等。

④ 按照工作狀態指示和工作情況要求，選擇按鈕和指示燈的顏色（參照國家有關標準）。

⑤ 核對按鈕額定電壓、電流等指標是否滿足要求。

3．按鈕的安裝

① 按鈕安裝在面板上時，應布置合理，排列整齊。可根據生產機械或機床啟動、工作的先后順序，從上到下或從左至右依次排列。如果它們有幾種工作狀態，如上、下，前、后，左、右，松、緊等，則應使每一組正、反狀態的按鈕安裝在一起。

② 在面板上固定按鈕時安裝應牢固，停止按鈕用紅色，啟動按鈕用綠色或黑色，按鈕較多時，應在顯眼且便于操作處用紅色蘑菇頭設置總停按鈕，以應付緊急情況。

4．注意事項

① 由于按鈕的觸頭間距較小，有油污時極易發生短路故障，因此使用時應經常保持觸頭間的清潔。

② 用于高溫場合時，塑料容易變形老化，導致按鈕松動，引起接線螺釘間相碰短路，在安裝時可視情況再多加一個緊固墊圈并壓緊。

③ 帶指示燈的按鈕由于燈泡要發熱，時間長時易使塑料燈罩變形，造成調換燈泡困難，因此不宜用做長時間通電按鈕。

1.2.2 行程開關

位置開關又稱行程開關或限位開關，是一種小電流的控制器。它是根據運動部件的位置而切換的電器，可將機械信號轉換為電信號，以實現對機械運動的控制。能實現運動部件極限位置的保護。它的作用原理與按鈕類似，利用生產機械運動部件的碰壓使其觸頭動作，從而將機械信號轉變為電信號。使運動機械實現自動停止、反向運動、自動往復運動、變速運動等控制要求。

1．結構

各系列行程開關的結構基本相同，主要由觸頭系統、操作機構和外殼組成。行程開關按其結構可分為按鈕式（又稱直動式）、旋轉式（又稱滾輪式）和微動式三種，如圖1-7（a）、圖1-7（b）、圖1-7（c）所示。圖形符號如圖1-8所示。行程開關動作后，復位方式有自動復位和非自動復位兩種。按鈕式和單輪旋轉式行程開關為自動復位式，雙輪旋轉式行程開關沒有復位彈簧，在擋鐵離開后不能自動復位，必須由擋鐵從反方向碰撞后，開關才能復位。

2．行程開關的工作原理

當運動機械的擋鐵壓到滾輪上時，杠桿連同轉軸一起轉動，并推動撞塊。當撞塊被壓到一定位置時，推動微動開關動作，使常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合。在當運動機械的擋鐵離開后，復位彈簧使行程開關各部位部件恢復常態。

行程開關的觸頭動作方式有蠕動型和瞬動型兩種。蠕動型觸頭的分合速度取決于擋鐵的移動速度，當擋塊移動速度低于0.4m/min時，觸頭切換太慢，易受電弧燒灼，從而減少觸頭使用壽命，也影響動作的可靠性。為克服以上的缺點，可采用具有快速換接動作機構的瞬動型觸頭。

知識點提醒：

對于復合按鈕和行程開關，可以用虛線連接；在電氣原理圖中有時為了方便閱讀，也可以用如下方法表示：例如，SB1按鈕有兩對觸點，可分別標注SB1—1、SB1—2；也可以在不同地方都標注SB1標明也是同一個按鈕。例如，行程開關SQ1—1、SQ1—2，表明分別行程開SQ1的第一對觸點和第二對觸點。

1.2.3 萬能轉換開關

萬能轉換開關是具有更多操作位置和觸點，能換接多個電路的一種手控電器。因它能控制多個電路，適應復雜電路要求，故稱“萬能”轉換開關。萬能轉換開關主要用于控制電路換接，也可用于小容量電動機的啟動、換向、調速和制動控制。

萬能轉換開關的結構如圖1-9所示，它由觸點座、凸輪、轉軸、定位結構、螺桿和手柄等組成，并由1～20層觸點底座疊裝，其中每層底座均裝三對觸點，并由觸點底座中的凸輪（套在轉軸上）來控制三對觸點的接通和斷開。由于凸輪可制成不同形狀，因此轉動手柄到不同位置時，通過凸輪作用，可使各對觸點按所需的變化規律接通或斷開，以達到換接電路。

萬能轉換開關在電路中的符號如圖1-10（a）所示，中間的豎線表示手柄的位置，當手柄處于某一位置時，處在接通狀態的觸頭下方虛線上標有小黑點。觸頭的通斷狀態也可以用圖1-10（b）所示的觸頭分合表來表示，“+”號表示觸頭閉合，“-”表示觸頭斷開。

常用的萬能轉換開關有LW2、LW5、LW6、LW8等系列。

1.3 熔斷器

熔斷器是一種結構簡單、使用方便、價格低廉的保護電器，廣泛用于供電線路和電氣設備的短路保護電路中。在使用時，熔斷器串接在所保護的電路中，當電路發生短路或嚴重過載時，它的熔體能自動迅速熔斷，從而切斷電路，使導線和電氣設備不致損壞。

1.3.1 熔斷器的結構及類型

熔斷器按其結構形式分為瓷插式、螺旋式、有填料密封管式、無填料密封管式等，其品種規格很多。其熔斷器的結構如圖1-11所示。在電氣控制系統中經常選用螺旋式熔斷器，它有明顯的分斷指示，不用任何工具就可取下或更換熔體。最近推出的新產品有RL9、RL7系列，可以取代老產品RL1、RL2系列。RLS2系列是快速熔斷器，用以保護半導體硅整流元件及晶閘管，可取代老產品RLS1系列。

1．瓷插式熔斷器

瓷插式熔斷器也稱為半封閉插入式熔斷器，它主要由瓷體、瓷蓋、靜觸頭、動觸頭和熔絲等組成，熔絲安裝在瓷插件內。熔絲通常用鉛錫合金或鉛銻合金等制成，也有的用銅絲做熔絲。熔斷器的結構和電氣符號如圖1-12所示。

瓷座中部有一空腔，與瓷蓋凸出部分組成滅弧室。60A以上的瓷插式熔斷器空腔中還墊有紡織石棉層，用以增強滅弧能力。該系列熔斷器具有結構簡單、價格低廉、體積小、帶電更換熔絲方便等優點，且具有較好的保護特性，主要用于交流400V以下的照明電路中做保護電器。但其分斷能力較小，電弧較大，只適用于小功率負載的保護。常用的型號有RC1A系列，其額定電壓為380V，額定電流有5A、10A、15A、30A、60A、100A和200A七個等級。

2．螺旋式熔斷器

螺旋式熔斷器主要由瓷帽、熔斷管、瓷套、上接線盒、下接線座和瓷座等組成，熔絲安裝在熔斷體的瓷質熔管內，熔管內部填充滅弧作用的石英砂。熔斷體自身帶有熔體熔斷指示裝置。螺旋式熔斷器是一種有填料的封閉管式熔斷器，結構較瓷插式熔斷器復雜，其結構如圖1-13所示。

3．有填料封閉管式熔斷器

有填料封閉管式熔斷器的結構如圖1-14所示。它由瓷底座、熔斷體兩部分組成，熔體安放在瓷質熔管內，熔管內部充滿石英砂做滅弧用。

4．無填料封閉管式熔斷器

這種熔斷器主要用于低壓電力網及成套配電設備中。無填料封閉管式熔斷器由插座、熔斷管、熔體等組成。主要型號有RM10系列。

1.3.2 熔斷器的主要參數及選擇

1．額定電壓

這是從滅弧角度出發，規定熔斷器所在電路工作電壓的最高限額。如果線路的實際電壓超過熔斷器的額定電壓，一旦熔體熔斷，則有可能發生電弧不能及時熄滅的現象。

2．額定電流

實際上是指熔座的額定電流，這是由熔斷器長期工作所允許的溫升決定的電流值。配用的熔體的額定電流應小于或等于熔斷器的額定電流。

3．熔體的額定電流

熔體長期通過此電流而不熔斷的最大電流。生產廠家生產不同規格（額定電流）的熔體供用戶選擇使用。

4．極限分斷能力

熔斷器所能分斷的最大短路電流值。分斷能力的大小與熔斷器的滅弧能力有關，而與熔斷器的額定電流值無關。熔斷器的極限分斷能力必須大于線路中可能出現的最大短路電流值。

5．熔斷器選擇

① 熔斷器的選擇包括種類的選擇和額定參數的選擇。

② 熔斷器的種類選擇應根據各種常用熔斷器的特點、應用場所及實際應用的具體要求來確定。熔斷器在使用中選用恰當，才能既保證電路正常工作又能起到保護作用。

③ 在選用熔斷器的具體參數時，應使熔斷器的額定電壓大于或等于被保護電路的工作電壓；其額定電流大于或等于所裝熔體的額定電流，見表1-1。

④ 熔體的額定電流是指相當長時間流過熔體而不熔斷的電流。額定電流值的大小與熔體線徑的粗細有關，熔體線徑越粗額定電流值越大。表1-2中列出了熔體熔斷的時間數據。

⑤ 用于電爐、照明等阻性負載電路的短路保護時，熔體額定電流不得小于負載額定電流。

⑥ 用于單臺電動機短路保護時，熔體額定電流=(1.5～2.5)×電動機額定電流。

⑦ 用于多臺電動機短路保護時，熔體額定電流=(1.5～2.5)×容量最大的一臺電動機的額定電流+其余電動機額定電流總和。

1.3.3 熔斷器安裝方法

① 裝配熔斷器前應檢查熔斷器的各項參數是否符合電路要求。

② 安裝熔斷器時必須在斷電情況下操作。

③ 安裝時熔斷器必須完整無損（不可拉長），接觸緊密可靠，但也不能繃緊。

④ 熔斷器應安裝在線路的各相線（火線）上，在三相四線制的中性線上嚴禁安裝熔斷器，在單相二線制的中性線上應安裝熔斷器。

⑤ 螺旋式熔斷器在接線時，為了更換熔斷管時的安全，下接線端應接電源，而連接螺口的上接線端應接負載。

知識點提醒：

1．只有正確選擇熔體和熔斷器才能起到保護作用。

2．熔斷器的額定電流不得小于熔體的額定電流。

3．對保護照明電路和其他非電感設備的熔斷器，其熔絲或熔斷管額定電流應大于電路工作電流。對于保護電動機電路的熔斷器，應考慮電動機的啟動條件，按電動機啟動時間的長短和頻繁啟動的程度來選擇熔體的額定電流。

4．多級保護時應注意各級間的協調配合，下一級熔斷器熔斷電流應比上一級熔斷電流小，以免出現越級熔斷，擴大動作范圍。

1.4 接觸器

接觸器是一種通用性很強的自動電磁式開關電器，是電力拖動與自動控制系統中一種重要的低壓電器。它可以頻繁地接通和分斷交、直流主電路及大容量控制電路。其主要控制對象是電動機，也可用于控制其他設備，如電焊機、電阻爐和照明器具等電力負載。它利用電磁力的吸合和反向彈簧力作用使觸點閉合和分斷，從而使電路接通或斷開。它具有欠電壓釋放保護及零壓保護，控制容量大，可運用于頻繁操作和遠距離控制，且工作可靠，壽命長，性能穩定，維護方便，接觸器不能切斷短路電流，因此通常需與熔斷器配合使用。

接觸器按主觸頭通過的電流種類，分為交流接觸器和直流接觸器兩種。

1.4.1 交流接觸器結構及工作原理

交流接觸器由電磁機構、觸點系統和滅弧系統三部分組成。交流接觸器的工作原理是當線圈通電后，靜鐵芯產生電磁力將銜鐵吸合，銜鐵帶動觸點系統動作，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合。當線圈斷電，電磁吸引力消失，銜鐵在彈簧的作用下釋放，觸點系統隨之復位。如圖1-15所示為交流接觸器的外形結構示意圖、工作原理圖，如圖1-16所示為圖形符號與文字符號。

1．電磁系統

電磁系統是接觸器的重要組成部分，它由線圈、鐵芯（靜觸頭）和銜鐵（動觸頭）三部分組成，其作用是利用電磁線圈的通電或斷電，使銜鐵和鐵芯吸合或釋放，從而帶動動觸點與靜觸點接通或斷開，實現接通或斷開電路的目的。

交流接觸器的線圈是由漆包線繞制而成的，為減少鐵芯中的渦流損耗，避免鐵芯過熱。交流接觸器的鐵芯和銜鐵一般用E形硅鋼片疊壓鉚成。同時交流接觸器為了減少吸合時的振動和噪聲，在鐵芯上裝有一個短路的銅環作為減震器，使鐵芯中產生了不同相位的磁通量，以減少交流接觸器吸合時的振動和噪聲。

2．觸點系統

觸點系統按照接觸面積的大小可分為點接觸、線接觸、面接觸。

觸點系統用來直接接通和分斷所控制的電路，根據用途不同，接觸器的觸頭分主觸頭和輔助觸頭兩種。主觸頭通常為三對，構成三個常開觸頭，用于通斷主電路。通過的電流較大。接在電動機主電路中。輔助觸頭一般有常開、常閉觸點各兩對，用在控制電路中起電氣自鎖和互鎖作用。輔助觸頭通過的電流較小，通常接在控制回路中。

3．電弧的產生與滅弧裝置

當接觸器觸點斷開電路時，若電路中動、靜觸點之間的電壓超過10～12V，電流超過80～100mA時，則動、靜觸點之間將出現強烈火花，這實際上是一種空氣放電現象，通常稱為“電弧”。隨著兩觸點間距離的增大，電弧也相應地拉長，不能迅速切斷。由于電弧的溫度高達3000℃或更高，導致觸點被嚴重燒灼，縮短了電器的壽命，給電氣設備的運行安全和人身安全等都造成了極大的威脅，因此，必須采取有效方法，盡可能消滅電弧。常采用的滅弧方法和滅弧裝置有以下幾種。

（1）電動力滅弧

電弧在觸點回路電流磁場的作用下，受到電動力作用拉長，并迅速離開觸點而熄滅，如圖1-17（a）所示。

（2）縱縫滅弧

電弧在電動力的作用下，進入由陶土或石棉水泥制成的滅弧室窄縫中，電弧與室壁緊密接觸，被迅速冷卻而熄滅，如圖1-17（b）所示。

（3）柵片滅弧

電弧在電動力的作用下，進入由許多定間隔的金屬片所組成的滅弧柵之中，電弧被柵片分割成若干段短弧，使每段短弧上的電壓達不到燃弧電壓，同時柵片具有強烈的冷卻作用，致使電弧迅速降溫而熄滅，如圖1-17（c）所示。

（4）磁吹滅弧

滅弧裝置設有與觸點串聯的磁吹線圈，電弧在吹弧磁場的作用下受力拉長，吹離觸點，加速冷卻而熄滅，如圖1-17（d）所示。

1.4.2 接觸器的基本技術參數及選擇

1．額定電壓

接觸器額定電壓是指主觸頭上的額定電壓。其電壓等級為

交流接觸器：220V、380V、500V。

直流接觸器：220V、440V、660V。

2．額定電流

接觸器額定電流是指主觸頭的額定電流。其電流等級為交流接觸器：10A、15A、25A、40A、60A、150A、250A、400A、600A，最高可達2500A。

直流接觸器：25A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A。

3．線圈額定電壓

其電壓等級為

交流線圈：36V、110V、127V、220V、380V。

直流線圈：24V、48V、110V、220V、440V。

4．額定操作頻率

即每小時通斷次數。交流接觸器可高達6000次/h，直流接觸器可達1200次/h。電氣壽命達500萬～1000萬次。

5．類型選擇

根據所控制的電動機或負載電流類型來選擇接觸器類型，交流負載應采用交流接觸器，直流負載應采用直流接觸器。

6．主觸點額定電壓和額定電流選擇

接觸器主觸點的額定電壓應大于或等于負載電路的額定電壓；主觸點的額定電流應大于負載電路的額定電流，或者根據經驗公式計算，計算公式如下：

I C=P N×103/KU N（適用于CJ0、CJ10系列）

式中K——經驗系數，一般取1～1.4；

PN——電動機額定功率（kW）；

UN——電動機額定電壓（V）；

IC——接觸器主觸頭電流（A）。

如果接觸器控制的電動機啟動、制動或正反轉較頻繁，則一般將接觸器主觸頭的額定電流降一級使用。

7．線圈電壓選擇

接觸器線圈的額定電壓不一定等于主觸頭的額定電壓，從人身和設備安全角度考慮，線圈電壓可選擇低一些；但當控制線路簡單，線圈功率較小時，為了節省變壓器，可選220V或380V。

8．接觸器操作頻率選擇

操作頻率是指接觸器每小時通斷的次數。當通斷電流較大及通斷頻率過高時，會引起觸頭過熱，甚至熔焊。操作頻率若超過規定值，則應選用額定電流大一級的接觸器。

9．觸點數量及觸點類型的選擇

通常接觸器的觸點數量應滿足控制支路數的要求，觸點類型應滿足控制線路的功能要求。

1.5 繼電器

繼電器主要用于控制與保護電路中，可進行信號轉換。繼電器具有輸入電路（又稱感應元件）和輸出電路（又稱執行元件）功能，當感應元件中的輸入量（如電流、電壓、溫度、壓力等）變化到某一定值時繼電器動作，執行元件便接通或斷開控制回路。

繼電器種類繁多，常用的有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、時間繼電器、熱繼電器，以及溫度、壓力、計數和頻率繼電器等。

1.5.1 電磁式繼電器

電壓、電流繼電器和中間繼電器屬于電磁式繼電器。其結構、工作原理與接觸器相似，由電磁系統、觸頭系統和釋放彈簧等組成。由于繼電器用于控制電路，流過觸頭的電流小，故不需要滅弧裝置。

電磁式繼電器的圖形和文字符號如圖1-18所示。

一、電壓、電流繼電器

1．電流繼電器

根據輸入（線圈）電流大小而動作的繼電器稱為電流繼電器，按用途不同還可分為過電流繼電器和欠電流繼電器。其圖形符號和文字如圖1-19所示。過電流繼電器的任務是當電路發生短路及過流時立即將電路切斷。當過流繼電器線圈通過的電流小于整定電流時，繼電器不動作；只有超過整定電流時，繼電器才動作。欠電流繼電器的任務是當電路電流過低時立即將電路切斷。當欠電流繼電器線圈通過的電流大于或等于整定電流時，繼電器吸合；只有電流低于整定電流時，繼電器才釋放。欠電流繼電器一般是自動復位的。

2．電壓繼電器

電壓繼電器是根據輸入電壓大小而動作的繼電器。按用途不同還可分為過電壓繼電器、欠電壓繼電器和零電壓繼電器。其圖形符號和文字如圖1-20所示。過電壓繼電器是當電壓大于其過電壓整定值時動作的電壓繼電器。主要用于對電路或設備做過電壓保護。欠電壓繼電器是當電壓小于其電壓整定值時動作的電壓繼電器。主要用于對電路或設備做欠電壓保護。零電壓繼電器是欠電壓繼電器的一種特殊形式，是當繼電器的端電壓降至或接近消失時才動作的電壓繼電器。

二、中間繼電器

中間繼電器實質上是電壓繼電器的一種，它的觸點數多，觸點電流容量大，動作靈敏。中間繼電器的主要用途是當其他繼電器的觸點數或觸點容量不夠時，可借助中間繼電器來擴大它們的觸點數或觸點容量，從而起到中間轉換的作用。中間繼電器的結構及工作原理與接觸器基本相同，因而中間繼電器又稱為接觸器式繼電器。但中間繼電器的觸頭對數多，且沒有主輔之分，各對觸頭允許通過的電流大小相同，多數為5A。因此，對于工作電流小于5A的電氣控制電路，可用中間繼電器代替接觸器實施控制。中間繼電器結構圖、圖形符號和文字符號如圖1-21所示。

常用的中間繼電器有JZ7系列。以JZ7—92為例，有9對常開觸頭，2對常閉觸頭。

1.5.2 時間繼電器

時間繼電器是一種用來實現觸點延時接通或斷開的控制電器，按其動作原理與結構不同，可分為空氣阻尼式、電動式和電子式等多種類型。

1．空氣阻尼式時間繼電器

空氣阻尼式時間繼電器，是利用空氣阻尼作用獲得延時的，有通電延時和斷電延時兩種類型，其型號有JS7—A和JS16系列。如圖1-22所示為JS7—A系列時間繼電器的結構示意圖，它主要由電磁系統、延時機構和工作觸頭三部分組成。其工作原理如下。

圖1-22（a）為通電延時型時間繼電器，當線圈1通電后，鐵芯2將銜鐵3吸合（推板5使微動開關16立即動作），活塞桿6在塔形彈簧8作用下，帶動活塞12及橡皮膜10向上移動，由于橡皮膜下方氣室空氣稀薄，形成負壓，因此活塞桿6不能迅速上移。當空氣由進氣孔14進入時，活塞桿6才逐漸上移。移到最上端時，杠桿7才使微動開關15動作。延時時間即為自電磁鐵吸引線圈通電時刻起到微動開關動作時為止的這段時間。通過調節螺桿13調節進氣孔的大小，就可以調節延時時間。

當線圈1斷電時，銜鐵3在復位彈簧4的作用下將活塞12推向最下端。因活塞被往下推時，橡皮膜下方氣室內的空氣，都通過橡皮膜10、弱彈簧9和活塞12肩部所形成的單向閥，經上氣室縫隙順利排掉，因此延時與不延時的微動開關15與16都迅速復位。

將電磁機構翻轉180°安裝后，可得到如圖1-22（b）所示的斷電延時型時間繼電器。它的工作原理與通電延時型相似，微動開關15是在吸引線圈斷電后延時動作的。

空氣阻尼式時間繼電器的優點是：結構簡單、壽命長、價格低廉，還附有不延時的瞬動觸點，所以應用較為廣泛。其缺點是準確度低、延時誤差大（±10%～±20%），因此在要求延時精度高的場合不宜采用。

2．晶體管式時間繼電器

晶體管式時間繼電器具有延時范圍廣、體積小、精度高、調節方便及壽命長等優點，所以發展很快，應用日益廣泛。

晶體管式時間繼電器常用產品有JSJ、JSB、JJSB、JS14、JS20等系列。

選擇時間繼電器主要根據控制電路所需要的延時觸頭的延時方式、瞬時觸頭的數目及使用條件來選擇。

時間繼電器的圖形符號如圖l-23所示，文字符號為KT。

知識點提醒：

1．時間繼電器是本章的難點：對于空氣阻尼式時間繼電器分為通電延時型和斷電延時型兩種，當通電延時型時間繼電器線圈通電時，其延時觸點延時動作，其瞬動觸點立即動作。線圈斷電，其觸點（瞬動和延時觸點）均立即復位。斷電延時型時間繼電器工作原理簡要說明：線圈要斷電，必須先通電，當線圈通電時，觸點立即動作；線圈斷電時，延時觸點延時復位，瞬動觸點立即復位。

2．其符號記憶也是本章的難點之一：可以采用以下方法理解記憶，“ ”表示通電延時型時間繼電器觸點，“ ”表示斷電延時型時間繼電器觸點；例如圖1-23 中（d）圖延時閉合常開觸點，繪制時先畫常開觸點“ ”，常開觸點閉合是觸點動作，應該是線圈通電，所以采用“ ”，同理根據符號也容易判斷其觸點類型“ ”，首先其為常開觸點，“ ”表明是通電延時，線圈通電常開觸點閉合，因此分析為延時閉合常開觸點。其他觸點分析方法一致，再此不再贅述。當然不同老師教學和學生記憶方法不一定一致，此方法只是其中的一種，可供參考。

1.5.3 熱繼電器

熱繼電器是專門用來對連續運行的電動機進行過載及斷相保護，以防止電動機過熱而燒毀的保護電器。

1．熱繼電器的結構

常用的熱繼電器有由兩個熱元件組成的兩相結構和由三個熱元件組成的三相結構兩種形式。兩相結構的熱繼電器主要由加熱元件、主雙金屬片動作機構、觸點系統、電流整定裝置、復位機構和溫度補償元件等組成，如圖1-24所示。

（1）熱元件

熱元件是熱繼電器接收過載信號的部分，它由雙金屬片及繞在雙金屬片外面的絕緣電阻絲組成。雙金屬片由兩種熱膨脹系數不同的金屬片復合而成，如鐵-鎳-鉻合金和鐵-鎳合金。電阻絲用康銅和鎳鉻合金等材料制成，使用時串聯在被保護的電路中。當電流通過熱元件時，熱元件對雙金屬片進行加熱，使雙金屬片受熱彎曲。熱元件對雙金屬片加熱的方式有三種：直接加熱、間接加熱和復式加熱，如圖1-25所示。

（2）觸點系統

一般配有一組切換觸點，可形成一個動合觸點和一個動斷觸點。

（3）動作機構

由導板、補償雙金屬片、推桿、杠桿及拉簧等組成，用來補償環境溫度的影響。

（4）復位按鈕

熱繼電器動作后的復位有手動復位和自動復位兩種，手動復位的功能由復位按鈕來完成，自動復位功能由雙金屬片冷卻自動完成，但需要一定的時間。

（5）整定電流裝置

由旋鈕和偏心輪組成，用來調節整定電流的數值。熱繼電器的整定電流是指熱繼電器長期不動作的最大電流值，超過此值就要動作。

2．工作原理

由圖1-26所示的JR19系列熱繼電器結構原理圖可知，它主要由雙金屬片、加熱元件、動作機構、觸點系統、整定調整裝置及手動復位裝置等組成。雙金屬片作為溫度檢測元件，由兩種膨脹系數不同的金屬片壓焊而成，它被加熱元件加熱后，因兩層金屬片伸長率不同而彎曲。

將熱繼電器的三相熱元件分別串接在電動機三相主電路中，當電動機正常運行時，熱元件產生的熱量不會使觸點系統動作；當電動機過載時，流過熱元件的電流加大，經過一定的時間，熱元件產生的熱量使雙金屬片的彎曲程度超過一定值，通過導板推動熱繼電器的觸點動作（常開觸點閉合，常閉觸點斷開）。通常用熱繼電器串接在接觸器線圈電路的常閉觸點來切斷線圈電流，使電動機主電路失電。故障排除后，按手動復位按鈕，熱繼電器觸點復位，可以重新接通控制電路。

3．熱繼電器主要參數

熱繼電器的主要參數有：熱繼電器額定電流、相數、熱元件額定電流、整定電流及調節范圍等。

熱繼電器的額定電流是指熱繼電器中可以安裝的熱元件的最大整定電流值。

熱繼電器的整定電流是指熱元件能夠長期通過而不致引起熱繼電器動作的最大電流值。通常熱繼電器的整定電流是按電動機的額定電流整定的。對于某一熱元件的熱繼電器，可手動調節整定電流旋鈕，通過偏心輪機構調整雙金屬片與導板的距離，能在一定范圍內調節其電流的整定值，使熱繼電器更好地保護電動機。

4．熱繼電器的選用

① 熱繼電器種類的選擇：應根據被保護電動機的連接形式進行選擇。當電動機為星形連接時，選用兩相或三相熱繼電器均可進行保護；當電動機為三角形連接時，應選用三相差分放大機構的熱繼電器進行保護。

② 熱繼電器主要根據電動機的額定電流來確定其型號和使用范圍。

③ 熱繼電器額定電壓選用時要求額定電壓大于或等于觸點所在線路的額定電壓。

④ 熱繼電器額定電流選用時要求額定電流大于或等于被保護電動機的額定電流。

⑤ 熱元件規格用電流值選用時一般要求其電流規格小于或等于熱繼電器的額定電流。

⑥ 熱繼電器的整定電流要根據電動機的額定電流、工作方式等而定。一般情況下可按電動機額定電流值整定。

⑦ 對過載能力較差的電動機，可將熱元件整定值調整到電動機額定電流的0.6～0.8倍。對啟動時間較長，拖動沖擊性負載或不允許停車的電動機，熱元件的整定電流應調節到電動機額定電流的1.1～1.15倍。

⑧ 對于重復短時工作制的電動機（如起重電動機等），由于電動機不斷重復升溫，熱繼電器雙金屬片的溫升跟不上電動機繞組的溫升變化，因而電動機將得不到可靠保護，故不宜采用雙金屬片式熱繼電器做過載保護。

熱繼電器的主要產品型號有JR20、JRS1、JR0、JR10、 JR14和JR15等系列；引進產品有T系列、3μA系列和LR1—D系列等。

5．熱繼電器的安裝

① 熱繼電器安裝接線時，應清除觸頭表面污垢，以避免因電路不通或接觸電阻加大而影響熱繼電器的動作特性。

② 如電動機啟動時間過長或操作次數過于頻繁，則有可能使熱繼電器誤動作或燒壞熱繼電器，因此這種情況一般不用熱繼電器做過載保護，如仍用熱繼電器，則應在熱元件兩端并接一副接觸器或繼電器的常閉觸頭，待電動機啟動完畢，使常閉觸頭斷開后，再將熱繼電器投入工作。

③ 熱繼電器周圍介質的溫度，原則上應和電動機周圍介質的溫度相同，否則，勢必要破壞已調整好的配合情況。當熱繼電器與其他電器安裝在一起時，應將它安裝在其他電器的下方，以免其動作特性受到其他電器發熱的影響。

知識點提醒：

熱繼電器出線端的連接導線不宜過細，如連接導線過細，軸向導熱性差，則熱繼電器可能提前動作；反之，連接導線太粗，軸向導熱快，熱繼電器可能滯后動作。在電動機啟動或短時過載時，由于熱元件的熱慣性，熱繼電器不能立即動作（因此不能采用熱繼電器做短路保護），從而保證了電動機的正常工作。如果過載時間過長，超過一定時間（由整定電流的大小決定），則熱繼電器的觸點動作，切斷電路，起到保護電動機的作用。

1.5.4 速度繼電器

速度繼電器是根據電磁感應原理制成，用于轉速的檢測，如用來在三相交流感應電動機反接制動轉速過零時自動切除反相序電源。如圖1-27所示為速度繼電器的結構原理圖。

速度繼電器主要由轉子、圓環（籠形空心繞組）和觸點三部分組成。轉子由一塊永久磁鐵制成，與電動機同軸相連，用以接收轉動信號。當轉子（磁鐵）旋轉時，籠形繞組切割轉子磁場產生感應電動勢，形成環內電流，此電流與磁鐵磁場相作用，產生電磁轉矩，圓環在此力矩的作用下帶動擺桿，克服彈簧力而順轉子轉動的方向擺動，并撥動觸點，改變其通斷狀態（在擺桿左、右各設一組切換觸點，分別在速度繼電器正轉和反轉時發生作用）。當調節彈簧彈力時，可使速度繼電器在不同轉速時切換觸點，改變通斷狀態。

速度繼電器的動作轉速一般不低于120r/min，復位轉速約在100r/min以下，工作時允許的轉速高達1000～3900r/min。由速度繼電器的正轉和反轉切換觸點的動作來反映電動機轉向和速度的變化。常用的速度繼電器型號有JY1型和JFZ0型。

速度繼電器的圖形和文字符號如圖1-28所示。

1.6 低壓電器常見故障分析

1.6.1 開關電器和主令電器常見故障分析

1．組合開關常見故障分析及處理

組合開關常見故障分析及處理見表1-3。

2．主令電器的常見故障分析及處理

主令電器的常見故障分析及處理見表1-4。

1.6.2 熔斷器和接觸器常見故障分析

1．熔斷器常見故障及處理

熔斷器常見故障及處理見表1-5。

2．接觸器常見故障及處理方法

① 接觸器的觸頭應定期清掃并保持整潔，但不得涂油，當觸頭表面因電弧作用形成金屬小珠時，應及時鏟除，但銀及銀合金觸頭表面產生的氧化膜，由于接觸電阻很小，可不必修復。

② 觸點過熱：主要原因有接觸壓力不足、表面接觸不良、表面被電弧灼傷等，造成觸點接觸電阻過大，使觸點發熱。

③ 觸點磨損：有兩種原因，一是電氣磨損，由于電弧的高溫使觸點上的金屬氧化和蒸發所致；二是機械磨損，由于觸點閉合時的撞擊，觸點表面相對滑動摩擦所致。

④ 線圈失電后觸點不能復位：其原因有觸點被電弧熔焊在一起；鐵芯剩磁太大，復位彈簧彈力不足；活動部分被卡住等。

⑤ 銜鐵振動有噪聲：主要原因有短路環損壞或脫落；銜鐵歪斜；鐵芯端面有銹蝕塵垢，使動靜鐵芯接觸不良；復位彈簧彈力太大；活動部分有卡滯，使銜鐵不能完全吸合等。

⑥ 線圈過熱或燒毀：主要原因有線圈匝間短路；銜鐵吸合后有間隙；操作頻繁，超過允許操作頻率；外加電壓高于線圈額定電壓等。

1.6.3 繼電器常見故障分析

1．熱繼電器的常見故障及處理方法

熱繼電器的常見故障分析及處理見表1-6。

2．時間繼電器的常見故障及處理。

時間繼電器的常見故障及處理見表1-7。

技能訓練1 低壓電器的認識與拆裝

一、訓練目的

① 了解各類低壓電器結構、工作原理、接線方式。

② 熟悉低壓電器的規格、型號及其意義。

二、訓練設備（拆裝的電器元件型號結合實訓室情況確定）

①交流接觸器。②熱繼電器。③過電流繼電器。④組合開關。⑤時間繼電器。

⑥速度繼電器。⑦斷路器。⑧中間繼電器。⑨熔斷器。RC系列、RL系列、RT系列。

⑩按鈕、行程開關等。?萬用表。?電工工具。

三、實施的內容與步驟

① 詳細觀察各電器外部結構、使用方法。

② 拆裝幾個常用電器元件，了解其內部結構與工作原理。

拆開接觸器底板，了解其內部組成。

拆開熱繼電器側板，詳細觀察內部構造，了解雙金屬片實現過載保護原理。

拆開組合開關，觀察其定位機構，觸點通斷調節的方法。

③ 觀察各電器銘牌，記錄其型號規格、參數，了解它們的意義，了解其接線方法。

④ 模擬時間繼電器線圈得電動作，判斷測試瞬動觸點、延時觸點的通斷。

拓展知識 常用電工工具及低壓電器的知識

一、常用的電工工具

常用電工工具是指一般專業電工經常使用的工具。對電氣操作人員而言，掌握電工工具的結構、性能、使用方法和操作，將直接影響工作效率和工作質量及人身安全。

1．驗電筆

（1）驗電筆的結構

維修電工使用的低壓驗電筆又稱測電筆（簡稱電筆）。是檢驗導線、電器是否帶電的一種常用工具。檢測范圍為50～500V，有鋼筆式和螺釘旋具式兩種，它們由氖管、電阻、彈簧和筆身等組成，如拓展知識圖1-1所示。

（2）功能及使用

低壓驗電器還有如下幾個用途。

① 在220/380V三相四線制系統中，可檢查系統故障或三相負荷不平衡。不管是相間短路、單相接地、相線斷線、三相負荷不平衡，中性線上均出現電壓，若驗電筆燈亮，則證明系統故障或負荷嚴重不平衡。

② 檢查相線接地。在三相三線制系統（Y接線）中，用驗電筆分別觸及三相時，發現氖燈二相較亮，一相較暗，表明燈光暗的一相有接地現象。

③ 用以檢查設備外殼漏電。當電氣設備的外殼（如電動機、變壓器）有漏電現象時，則驗電筆氖燈發亮；如果外殼原是接地的，氖燈發亮則表明接地保護斷線或有其他故障（接地良好時氖燈不亮）。

④ 用以檢查電路接觸不良。當發現氖燈閃爍時，表明回路接頭接觸不良或松動，或是兩個不同電氣系統相互干擾。

⑤ 用以區分直流、交流及直流電的正負極。驗電筆通過交流電時，氖燈的兩個電極同時發亮。驗電筆通過直流電時，氖燈的兩個電極中只有一個發亮。這是因為交流正負極交變，而直流正負極不變形成的。將驗電筆連接在直流電的正負極之間，氖燈亮的那端為負極。人站在地上，用驗電筆觸及正極或負極，氖燈不亮，證明直流不接地；否則，直流接地。

2．鋼絲鉗

鋼絲鉗又稱老虎鉗，是電工應用最頻繁的工具。

（1）鋼絲鉗的結構

鋼絲鉗包括鉗頭和鉗柄及鉗柄絕緣柄套，絕緣柄套的耐壓為500V。鉗頭包括鉗口、齒口、刀口、鍘口四部分，其結構如拓展知識圖1-2（a）所示。

（2）鋼絲鉗的功能

鉗口用來彎絞或鉗夾導線線頭，齒口可用來代替扳手固緊或起松螺母，刀口用來剪切導線、掀起鐵釘或剖切導線絕緣層，鍘口用來剪切電線芯線和鋼絲等較硬金屬線，如拓展知識圖1-2所示。

（3）鋼絲鉗的規格

以鉗身長度計有160mm、180mm、200mm三種規格。

鋼絲鉗質量檢驗：絕緣膠套外觀良好；無破損，整體外觀良好；目測鉗口密合不透光；鉗柄繞垂直導線大面積范圍轉動靈活，但不能沿垂直鉗身方向運動者為佳。

3．剝線鉗

（1）剝線鉗的結構

剝線鉗由鉗頭和手柄兩部分組成，鉗頭由壓線口和切口組成，分有直徑為0.5～3mm的多個切口，以適應不同規格芯線的剝、削。其外形如拓展知識圖1-3所示。

（2）剝線鉗的功能

剝線鉗是電工專用的剝離導線頭部的一段表面絕緣層的工具。使用時切口大小應略大于導線芯線直徑，否則會切斷芯線。它的特點是使用方便，剝離絕緣層不傷線芯，適用芯線橫截面積為6mm2以下的絕緣導線。

（3）剝線鉗的規格

剝線鉗常用規格有140mm、180mm兩種。

4．電工刀

（1）電工刀的結構

電工刀也是電工常用的工具之一，是一種切削工具，其外形如拓展知識圖1-4所示，由刀身和刀柄兩部分組成。

（2）電工刀的功能

電工刀主要用于剝、削導線絕緣層，剝、削木榫等。有的多用電工刀還帶有手鋸和尖錐，用于電工材料的切割。

（3）電工刀的規格

電工刀有一用、兩用、多用之分，常見規格為：1號刀柄長115mm,2號刀柄長105mm, 3號刀柄長95mm。電工刀的用途是割、削6mm2以上電線的絕緣層、棉紗絕緣索等。

二、低壓電器的基本知識

低壓電器是指在交流50Hz（或60Hz）、額定電壓1200V以下及直流額定電壓1500V以下的電路中，起通斷、保護、控制或調節作用的電器（簡稱電器），如各種刀開關、按鈕、繼電器、接觸器等。低壓電器作為基本器件，廣泛應用于輸配電系統中，在工農業生產、交通運輸和國防工業中起著極其重要的作用。

1．低壓電器分類

（1）按動作原理分類

按動作原理可將電器分為手動電器和自動電器。

① 手動電器。這類電器的動作是由工作人員手動操縱的，如刀開關、組合開關及按鈕等。

② 自動電器。這類電器是按照操作指令或參量變化信號自動動作的，如接觸器、繼電器、熔斷器和行程開關等。

（2）按用途和所控制的對象分類

① 低壓控制電器。主要用于設備電氣控制系統，用于各種控制電路和控制系統的電器，如接觸器、繼電器及電動機啟動器等。

② 低壓配電電器。主要用于低壓配電系統中，用于電能的輸送和分配的電器，如刀開關、轉換開關、熔斷器和自動開關和低壓斷路器等。

③ 低壓主令電器。主要用于自動控制系統中發送動作指令的電器，如按鈕、轉換開關等。

④ 低壓保護電器。主要用于保護電源、電路及用電設備，使它們不致在短路、過載等狀態下運行遭到損壞的電器，如熔斷器和熱繼電器等。

⑤ 低壓執行電器。主要用于完成某種動作或傳送功能的電器，如電磁鐵、電磁離合器等。

2．低壓電器的組成

低壓電器一般有兩個基本部分：一個是感受部分，它感受外界的信號，做出有規律的反應，在自動切換電器中，感受部分大多由電磁機構組成，在手控電器中，感受部分通常為操作手柄等；另一個是執行部分，如觸點連同滅弧系統，它根據指令，執行電路接通、切斷等任務。對自動開關類的低壓電器，還具有中間（傳遞）部分，它的任務是將感受和執行兩部分聯系起來，使它們協同一致，按一定的規律動作。但有些低壓電器工作時，觸點在一定條件下斷開電流時往往伴隨有電弧或火花，電弧或火花對斷開電流的時間和觸點的使用壽命都有極大的影響，特別是電弧，必須及時熄滅。故有些低壓電器還有滅弧機構，用于熄滅電弧。

3．低壓電器的主要性能參數

（1）額定絕緣電壓

額定絕緣電壓是電器最大的額定工作電壓。它是由電器結構、材料、耐壓等因素決定的名義電壓值。

（2）額定工作電壓

低壓電器在規定條件下長期工作時，能保證電器正常工作的電壓值，通常是指主觸點的額定電壓。有電磁機構的控制電器還規定了吸引線圈的額定電壓。

（3）額定發熱電流

在規定條件下，電器長時間工作，各部分的溫度不超過極限值時所能承受的最大電流值稱為額定發熱電流。

（4）額定工作電流

額定工作電流是保證電器能正常工作的電流值。同一電器在不同的使用條件下，有不同的額定電流等級。

（5）通斷能力

低壓電器在規定的條件下，能可靠接通和分斷的最大電流稱為通斷能力。通斷能力與電器的額定電壓、負載性質、滅弧方法等有很大關系。

（6）電器壽命

電器壽命是指低壓電器在規定條件下，在不需修理或更換零件時的負載操作循環次數。

（7）機械壽命

機械壽命是指低壓電器在需要修理或更換機械零件前所能承受的負載操作次數。

習題

1．什么是電器？什么是低壓電器？

2．按動作方式不同，低壓電器可分為哪幾類？

3．熔斷器的額定電流、熔體的額定電流和熔體的極限分斷電流三者有何區別？

4．線圈電壓為220V的交流接觸器，誤接入380V交流電源上會發生什么問題？為什么？

5．低壓斷路器有哪些保護功能？

6．中間繼電器和接觸器有何異同？在什么條件下可以用中間繼電器來代替接觸器啟動電動機？

7．時間繼電器的觸頭有哪幾種？畫出它們的圖形符號。

8．電動機的啟動電流很大，當電動機啟動時，熱繼電器會不會動作？為什么？

9．為什么在照明電路和電熱線路中只裝熔斷器。而在電動機控制線路中既裝熔斷器，又裝熱繼電器？

10．是否可用過電流繼電器來進行電動機的過載保護？為什么？

11．電氣原理圖中QS、FU、KM、KA、KI、KT、SB、SQ分別是什么電器元件的文字符號？