低壓電器柜設(shè)計(jì)元件介紹

安文麗

中圖分類(lèi)號(hào)：TM13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1674-1145（2016）10-000-01

摘 要 文章介紹了低壓電器柜元件的設(shè)計(jì)原理，并分別對(duì)低壓斷路器，接觸器，繼電器和熔斷器設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞 低壓電器柜 工作原理 設(shè)計(jì)

一、低壓斷路器

低壓斷路器通常又被稱(chēng)為自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，這是一種工作時(shí)需要有電參與的源操作的開(kāi)關(guān)設(shè)備，它在低壓配電的斷路過(guò)程中使用非常廣泛，通常是在不經(jīng)常操作的低壓配電設(shè)施當(dāng)中可認(rèn)為是電源開(kāi)關(guān)，并有較為完善的滅弧裝置，既可以有手動(dòng)開(kāi)關(guān)作用，又可以自動(dòng)的進(jìn)行對(duì)失壓、欠壓、斷相、過(guò)載和短路等故障時(shí)電器的保護(hù)。斷路器不僅可以導(dǎo)通和斷開(kāi)正常負(fù)載的電流和過(guò)載的電流，而且可以導(dǎo)通和斷開(kāi)短路電流。斷路器可來(lái)分配電能，對(duì)于不頻繁啟動(dòng)異步電機(jī)，為了達(dá)到可以保護(hù)電動(dòng)機(jī)以及電源等設(shè)備，當(dāng)它們發(fā)生非常嚴(yán)重的過(guò)載故障、短路故障以及欠電壓故障等情況時(shí)，可以自動(dòng)切斷所能電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)運(yùn)行線路的保護(hù)，將損失減少到最低限度。

低壓斷路器所擁有的種類(lèi)非常多，按照其不同作用可分為按性能分有配電保護(hù)斷路器、電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器、家庭用電和類(lèi)似家庭用電斷路器以及發(fā)生漏點(diǎn)故障時(shí)及時(shí)保護(hù)的斷路器；若按不同的性能劃分可分為一般式、多功能式、高性能、智能型和可通信智能型等類(lèi)型；若按滅弧時(shí)所用介質(zhì)劃分，有空氣式和真空式。

（一）塑料外殼型低壓斷路器。作為低壓配電開(kāi)關(guān)柜中應(yīng)用非常普遍的一種控制元件，塑料外殼型低壓斷路器可作為配電線路、電動(dòng)機(jī)、照明電路及電熱器等設(shè)備的電源控制及開(kāi)關(guān)保護(hù)，其基本結(jié)構(gòu)是由觸頭和滅弧系統(tǒng)、操作部分、各種脫扣元件、附件等多個(gè)基本結(jié)構(gòu)組成。

（二）低壓斷路器的主要用途：具有限流分段功能；可以進(jìn)行電路保護(hù)；對(duì)于過(guò)載情況可延時(shí)保護(hù)；具有一定的隔離能力。

二、接觸器

接觸器是一種可以自動(dòng)控制的電器，可用于一般的低壓配置系統(tǒng)中，通常用來(lái)在距離較遠(yuǎn)線路中控制電氣設(shè)備，經(jīng)常用于操作交直流主回路當(dāng)中，通常在大容量電路中、交流或者直流電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)控制當(dāng)中應(yīng)用也較為廣泛。

接觸器如果按照其滅弧能力分類(lèi)，可分為真空式、油浸式和電氣電磁式等；若按照觸頭控制而形成的電流種類(lèi)進(jìn)行分類(lèi)可分為交流式、直流式、機(jī)械連鎖式、切換電容式等。

（一）接觸器的基本結(jié)構(gòu)

a、電磁機(jī)構(gòu)：線圈、動(dòng)鐵芯（即銜鐵）和靜鐵芯，而且二者均采用均采用硅鋼片的結(jié)構(gòu)；b、觸頭結(jié)構(gòu)：主觸頭、輔助觸頭（主觸頭主要用于通斷電路，輔助觸頭用于控制電路），均與動(dòng)鐵芯聯(lián)動(dòng)；c、滅弧結(jié)構(gòu)；d、釋放彈簧系統(tǒng)；e、接線端子；f、絕緣外殼及基座等。

其中，容量處于中小型的接觸器通選取用直動(dòng)式電磁系統(tǒng)，主觸頭與輔助觸頭一般選取雙斷點(diǎn)橋式結(jié)構(gòu)；若是大容量系統(tǒng)，選用繞棱角轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，主觸頭選用單斷點(diǎn)式。交流接觸器一般選取多縱縫滅??；直流接觸器一般選取磁吹式滅弧。

（二）交流式接觸器及其原理

其工作原理是利用電磁來(lái)控制電路，從而使銜鐵動(dòng)作，帶動(dòng)觸頭的轉(zhuǎn)換。當(dāng)線圈沒(méi)有電時(shí)，由于彈簧的作用力使得銜鐵和主觸頭處于斷開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)線圈有電時(shí)，彈簧克服彈力使得銜鐵與主觸頭接觸，電路處于閉合狀態(tài)，與此同時(shí)，輔助觸頭也跟隨動(dòng)作。

三、繼電器

繼電器是一種可以進(jìn)行自動(dòng)控制以及邏輯轉(zhuǎn)換的一種元件，在電氣領(lǐng)域中，凡是涉及到邏輯控制的場(chǎng)所，均要使用繼電器。因此，繼電器有非常多的種類(lèi)，在使用過(guò)程中需進(jìn)行選擇。

繼電器是一種通過(guò)對(duì)輸入量改變的感知（無(wú)論是電量變化還是非電量變化），相對(duì)應(yīng)的改變輸出量，輸出量通過(guò)控制觸頭來(lái)轉(zhuǎn)換邏輯。繼電器的邏輯特性非常強(qiáng)，在實(shí)現(xiàn)邏輯轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，“通”、“斷”分別用“0”、“1”。

繼電器的分類(lèi)：

如果依信號(hào)分類(lèi)，可將繼電器分為直流、交流、電壓、電流、時(shí)間、溫度、脈沖、壓力、中間繼電器等等；如果依照產(chǎn)品的類(lèi)型可分為固體式、靜態(tài)式、接觸式繼電器等；如果依靠接觸頭的功率可分為高度靈敏繼電器、靈敏繼電器、通用型繼電器；如果按輸出頭容量可分為節(jié)能型、微功率型、弱功率型、小功率型、中功率型、大功率型繼電器等。在這些分類(lèi)中，電磁式繼電器應(yīng)用較為普遍。

電磁式繼電器是一種可以控制信號(hào)的繼電器，同樣也有交、直流不同類(lèi)型，種類(lèi)也非常多。它的基本原理與結(jié)構(gòu)和接觸器基本原理與結(jié)構(gòu)類(lèi)似，唯一不同之處在于由于繼電器每個(gè)觸頭容許的電流量較小，所以觸頭數(shù)量很多，而且沒(méi)有特定的滅弧裝置，體積不大，動(dòng)作反應(yīng)快，因此只能用于邏輯轉(zhuǎn)換。工業(yè)中若需要在線路中間轉(zhuǎn)換信號(hào)或者進(jìn)行小型功率的輸送，通常采用小型電磁繼電器。

四、熔斷器

熔斷器用于短路保護(hù)，它的工作原理是由于熱效應(yīng)原理。通常串聯(lián)于電路當(dāng)中，若發(fā)生短路故障或線路中突然出現(xiàn)過(guò)大電流超過(guò)其最大值時(shí)，它將迅速自身產(chǎn)生熱量融化自身熔體，從而斷開(kāi)電路，起到保護(hù)作用。斷路器根據(jù)使用電壓可分為高壓斷路器和低壓斷路器；根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為敞開(kāi)式、半封閉式、管式和噴射式熔斷器。

熔斷器串聯(lián)于被保護(hù)的電路當(dāng)中，當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)流時(shí)，電流超過(guò)規(guī)定值一段時(shí)間后，以它本身產(chǎn)生的熱量使融化體融化而快速分?jǐn)嚯娐?，從而保護(hù)電路。在熔斷器工作時(shí)，需要與其他的保護(hù)電氣開(kāi)關(guān)相互配合，短路電流在其一定范圍內(nèi)可滿(mǎn)足保護(hù)要求。

熔斷器的工作原理：

熔斷體與熔斷器支持件共同組成了熔斷體。熔斷體是由熔體、熔斷管、導(dǎo)電體元件、填料等組成。熔斷體的熔體在其兩端會(huì)有圓筒帽，在靠近最熱部位上需要裝有適量合金以降低動(dòng)作溫度與功耗；在熔斷器中最重要的部分就是熔體，它是必須有斷流能力強(qiáng)、本身消耗小同時(shí)限制電流能力要強(qiáng)等特點(diǎn)；熔斷管壁一般成半封閉狀態(tài)，里面裝置者熔斷體，而且這樣的設(shè)計(jì)有利于斷通時(shí)滅弧，熔斷體是由不同金屬絲制成的，不僅有絲狀，還有片狀、袋狀、絲狀等等；填料在熔斷器中也非常重要，通常采用石英砂，主要是用來(lái)幫助熔體散熱，同時(shí)也可以作為滅弧介質(zhì)，從而幫助熔斷器限流和分流。