国家电网备考知识点—电力行业常用电气元器件解析

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一、低压电器的简介和分类

低压电器包括配电电器和控制电器两大类，是组成成套电气设备的基础配套元件。“低压电器”定义为：根据使用要求及控制信号，通过一个或多个器件组合，能手动或自动分合额定电压在直流(DC)1200V、交流(AC)1500V及以下的电路，以实现电路中被控制对象的控制、调节、变换、检测、保护等作用的基本件称为低压电器。采用电磁原理构成的低压电器元件，称为电磁式低压电器;利用集成电路或电子元件构成的低压电器元件，称为电子式低压电器;利用现代控制原理构成的低压电器元件或装置，称为自动化电器、智能化电器或可通信电器;根据电器的控制原理、结构原理及用途，又可有终端组合式电器、智能化电器和模数化电器等。

低压电器的分类：

按操作方式：手动电器，如刀开关、按钮和转换开关等;自动电器，如低压断路器、接触器和继电器等;

按用途：低压配电电器，如刀开关、低压断路器、转换开关、熔断器等;低压控制电器，如接触器、继电器、控制器、控制按钮、主令控制器等;

按工作原理：电磁式电器，如交直流接触器、电磁式继电器等;非电量控制电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器等;

二、低压开关

低压开关又称低压隔离器，是低压电器中结构比较简单、应用广泛的一类手动电器。主要有刀开关、组合开关、以及用刀与熔断器组合成的胶盖瓷底刀开关和熔断器式刀开关，还有转换开关等。

刀开关是低压电器中结构最简单、应用最广泛的一类手动电器。主要用在低压成套配电装置中。

作用：用于不频繁的手动接通和分断交直流电路或作隔离开关用。

分类：

按刀的级数分:单极、双极和三极

按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置

按刀的转换方向分为：单掷和双掷

按接线方式分为：板前接线和板后接线

按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作

按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器

作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。

三、组合开关

1、手柄2、转轴 3、弹簧4、凸轮5、绝缘垫板6、动触头7、静触头8、接线柱9、绝缘杆

①功能：常用在机床的控制电路中，作为电源的引入开关或是自我控制小容量电动机的直接起动、反转、调速和停止的控制开关等。

②类型：组合开关有单极、双极和多极之分。

③结构：它由动触片、静触片、转轴、手柄、凸轮、绝缘杆等部件组成。当转动手柄时，每层的动触片随转轴一起转动，使动触片分别和静触片保持接通和分断。为了使组合开关在分断电流时迅速熄弧，在开关的转轴上装有弹簧，能使开关快速闭合和分断。

四、低压断路器(自动开关)电器符号QF

低压断路器又称自动开关或空气开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。

低压断路器又称自动空气开关或自动空气断路器，简称自动开关。

工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源;欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。

作用：用于电动机和其他用电设备的电路中，在正常情况下，它可以分断和接通工作电流;当电路发生过载、短路、失压等故障时，它能自动切断故障电路，有效地保护串接于它后面的电器设备;还可用于不频繁地接通、分断负荷的电路，控制电动机的运行和停止。

1) 断路器附件

2) 微型断路器 ：微型断路器，简称MCB，是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器。

3) 塑壳断路器 ：塑壳断路器能够自动切断电流在电流超过跳脱设定后。塑壳指的是用塑料绝缘体来作为装置的外壳，用来隔离导体之间以及接地金属部分。塑壳断路器通常含有热磁跳脱单元，而大型号的塑壳断路器会配备固态跳脱传感器。

4) 框架断路器

5) 智能型万能断路器

接线方式：断路器的接线方式有板前、板后、插入式、抽屉式，用户如无特殊要求，均按板前供货，板前接线是常见的接线方式。

触点系统和灭弧装置：用于接通和分断主电路，为了加强灭弧能力，在主触点处装有灭弧装置。

脱扣器是断路器的感测元件，当电路出现故障时，脱扣器收到信号后，经脱扣机构动作，使触点分断。

①欠压脱扣器 ②过电流脱扣器 ③过载脱扣器

脱扣机构和操作机构是断路器的机械传动部件，当脱扣结构接收到信号后由断路器切断电路。

塑壳式低压断路器常用来作电动机的过载与短路保护。选择原则是：

1)断路器额定电压等于或大于线路额定电压。

2)断路器额定电流等于或大于线路或设备额定电流。

3)断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的最大短路电流。

4)欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。

5)分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。

6)长延时电流整定值等于电动机额定电流。

7)瞬时整定电流：对保护笼型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为8~15倍电动机额定电流;对于保护绕线型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为3~6倍电动机额定电流。

8)6倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大于电动机实际起动时间。

塑壳式低压断路器常用来作电动机的过载与短路保护。

选择原则是：

1)断路器额定电压和额定电流不小于电路正常工作电压和工作电流。

2)热脱扣器的整定电流与所控制的电动机的额定电流或负载额定电流一致。

3)电流脱扣器瞬时脱扣整定电流大于负载电路正常工作时的尖峰电流。

五、模数化小型断路器：

模数化小型断路器是终端电器的一大类。它安装于线路末端的电路中，起配电、控制和保护作用。在结构上具有外形尺寸模数化(9mm的倍数)和安装导轨化的特点。

六、漏电断路器

漏电断路器除具有低压断路器的作用外，还具有漏电保护的功能。

漏电断路器由操作机构、电磁脱扣器、触头系统、灭弧室、零序电流互感器、漏电脱扣器、试验装置等组成。

电磁式电流动作型漏电断路器工作原理图

断路器的尺寸图

七、隔离开关

隔离开关(俗称“刀闸”)，一般指的是高压隔离开关，即额定电压在1kV及其以上的隔离开关，通常简称为隔离开关，是高压开关电器中使用最多的一种电器，它本身的工作原理及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。隔离开关的主要特点是无灭弧能力，只能在没有负荷电流的情况下分、合电路。隔离开关用于各级电压，用作改变电路连接或使线路或设备与电源隔离，它没有断流能力，只能先用其隔离电源的刀开关亦称作隔离开关。隔离用刀开关一般属于无载通断电器，只能接通或分断“可忽略的电流”(指带电压的母线、短电缆的电容电流或电压互感器的电流)。也有的刀开关具有一定的通断能力，在其通断能力与所需通断的电流相适应时，可在非故障条件下接通或分断电气设备或成套设备中的一部分。 用做隔离电源的刀开关必须满足隔离功能，即开关断口明显，并且断口距离合格。 刀开关和熔断器串联组合成一个单元，称为刀开关熔断器组合电器;刀开关的可动部分(动触头)由带熔断体的载熔件组成时，称为熔断器式刀开关。刀开关熔断器组合并增装了辅助元件如操作杠杆、弹簧及弧刀等可组合为负荷开关。负荷开关具有在非故障条件下，接通或分断负荷电流的能力和一定的短路保护功能。它设备将线路断开后再操作。一般带有防止开关带负荷时误操作的联锁装置，有时需要销子来防止在大的故障的磁力作用下断开开关。

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