一．实验目的

1．熟悉实验装置的常用低压电器。

2．了解实验装置的常用低压电器安装方法。

二．实验说明

常用低压控制和保护电器低压电器指电压在 500V 以下的各种控制设备、继电器及保护设备等。用的低压电器设备有刀开关、熔断器、低压断路器、接触器、磁力启动器及各种继电器等。

本实验装置我们主要用到的是低压刀开关，漏电断路器，低压断路器等。下面是各种常用低压电器的介绍。

（1）低压刀开关

刀开关是一种简单的手动操作电器，用于非频繁接通和切断容量不大的低压供电线路，并兼作电源隔离开关。刀开关的型号一般以 H 字母打头，种类规格繁多，并有多种衍生产品。按工作原理和结构，刀开关可分为低压刀开关、胶盖闸刀开关、刀形转换开关、铁壳开关、熔断式刀开关、组合开关等。

低压刀开关的最大特点是有一个刀形动触 头，基本组成部分是闸刀（动触头）、刀座（静触头）和底板，刀开关结构如图 1-1 所示。低压刀开关按操作方式分有单投和双投开关；按极数分有单极、双极和三极开关；按灭弧结构分，有带灭弧罩的和不带灭弧罩的等。低压刀开关常用于不频繁地接通和切断交流和直流电路，刀开关装有灭弧罩时可以切断负荷电流。常用型号有HD和 HS 系列。

胶盖闸刀开关是普通使用的一种刀开关，又称开启式负荷开关。闸刀装在瓷质底板上，每相附有保险丝、接线柱，用胶木罩壳盖住闸刀，以防止切断电源时电弧烧伤操作者。胶盖闸刀开关价格便宜、使用方便，在建筑中广泛使用。三相胶盖闸刀开关在小电流配电系统中用来接通和切断电路，也可用于小容量三相异步电动机的全压起动操作，单相双极刀开关用在照明电路或其他单相电路上，其中熔丝提供短路保护。胶盖闸刀开关外形如图 1-2 所示。常用的有 HK1、HK2 两种型号。

（2）低压断路器

又称低压空气开关，或自动空气开关。断路器具有良好的灭弧性能，它能带负荷通断电路，可以用于电路的不频繁操作，同时它又能提供短路、过负荷和失压保护，是低压供配电线路中重要的开关设备。断路器主要由触头系统、灭弧系统、脱扣器和操作机构等部分组成。它的操作机构比较复杂，主触头的通断可以手动，也可以电动。

当手动合闸后，跳钩 2 和锁扣 3 扣住，开关的触头闭合，当电路出现短路故障时，过电流脱扣器 6 中线圈的电流会增加许多倍，其上部的衔铁逆时针方向转动推动锁扣向上，使其跳钩 2 脱钩，在弹簧弹力的作用下，开关自动打开，断开线路；当线路过负荷时，热元件 8 的发热量会增加，使双金属片儿向上弯曲程度加大，托起锁扣 3，最终使开关跳闸；当线路电压不足时，失压脱扣器 5中线圈的电流会下降，铁心的电磁力下降，不能克服衔铁上弹簧的弹力，使衔铁上跳，锁扣 3 上跳，与跳钩 2脱离，致使开关打开。按钮 9 和 10 起分励脱扣作用， 当按下按钮时，开关的动作过程与线路失压时是相同的；按下按钮 10 时，使分励脱扣器线圈通电，最终使开关打开。

低压空气断路器有许多新的种类，结构和动作原理也不完全相同，前面所述的只是其中的一种。

空气断路器具有两段保护特性或三段保护特性，两段保护特性曲线如图 1-4 所示，ab 段是过载时开关动作的特性曲线，其特点是反时限，即电流大，动作时间短；电流小，动作时间长；当电流大到一定值时，开关在极短时间内动作，即进入曲线的 cd 段，是瞬时动作特性，在这段中，开关动作时间与电流大小无关， 是固定的，叫定时限特性。

一般低压空气断路器在使用时要垂直安装，不要倾斜，以避免其内部机械部件运动不够灵活。接线时要上端接电源线，下端接负载线。有些空气开关自动跳闸后，需将手柄向下扳，然后再向上推才能合闸，若直接向上推则不能合闸。

（3）漏电断路器

漏电断路器是在断路器上加装漏电保护器件，当低压线路或电气设备上发生人身触电、漏电和单相接地故障时，漏电断路器便快速自动切断电源，保护人身和电气设备的安全，避免事故扩大。按照动作原理，漏电断路器可分为电压型、电流型和脉冲型。按照结构，可分为电磁式和电子式。

所谓漏电，一般是指电网或电气设备对地的泄漏电流。对交流电网而言，由于各相输电线对地都存在着分布电容 C 和绝缘电阻 R。这两者合起来叫做每相输电线对地的绝缘阻抗 Z。流过这些阻抗的电流叫做电网对地漏电电流，而触电是指当人体不慎触及电网或电气设备的带电部位，此时流经人体的电流称为触电电流。现以常用的电流型漏电保护断路器为例，说明其工作原理。电流型漏电保护断路器有单相和三相之分。

单相电流型漏电保护断路器原理结构图如图 1-5 所示。在正常情况下，相线对地漏电电流为零， 则流过环形铁心２中的电流矢量和为零，因此在环形铁心２中产生的合成磁通也等于零，故在环形铁心２的次极绕组３中无信号输出，脱扣器的衔铁被由永久磁铁４产生的磁通所吸引。当被保护的电路上发生触电或漏电，或接地故障时，则流过环形铁心２中的电流矢量和不再为零，因此在环形铁心的次极绕组３中感应出一交变磁通，并在次极绕组３中产生感应电动势，由于环形铁心的次极绕组３与去磁线圈５串联，则二次感应电流流过去磁线圈５，在某半周波，交变磁通的方向与永久磁铁磁通反向时，就很大程度上减弱铁心的吸力，在反作用弹簧７的拉动下，衔铁６释放，搭扣８ 脱扣，使断路器跳闸。

漏电保护型的空气断路器在原有代号上再加上字母 L，表示是漏电保护型的。如 DZ15L-60 系列漏电断路器。漏电保护断路器的保护方式一般分为低压电网的总保护和低压电网的分级保护两种。

（4）交流接触器

接触器的工作原理是利用电磁吸力来使触头动作的开关，它可以用于需要频繁通断操作的场合。接触器按电流类型不同可分为直流接触器和交流接触器。在建筑工程中常用的是交流接触器。

接触器的结构原理如图 1-6 所示。当线圈通电后，铁芯被磁化为电磁铁，产生吸力，当吸力大于弹簧反弹力时衔铁吸合，带动拉杆移动将所有常开触头闭合、常闭触头打开。线圈失电后，衔铁随即释放并利用弹簧的拉力将拉杆和动触头恢复至初始状态。接触器的触头分两类，一类用于通断主电路的，称主触头，有灭弧罩，可以通过较大电流。另一类用于控制回路中，可以通过小电流，称辅助触头。辅助触头主要有常开和常闭两类。

（5）低压熔断器

低压熔断器是常用的一种简单的保护电器。与高压熔断器一样，主要作为短路保护用，在一定条件下也可能起过负荷保护的作用。熔断器工作原理同高压熔断器一样，当线路中出现故障时，通过的电流大于规定值，熔体产生过量的热而被熔断，电路由此被分断。

低压熔断器常用的有瓷插式（RC1A）、密闭管式(RM10)、螺旋式(RL7)、填充料式(RT20)、等多种类型。

瓷插式灭弧能力差，只适用于故障电流较小的线路未端使用。其他几种类型的熔断器均有灭弧措施，分断电流能力比较强，密闭管式结构简单，螺旋式更换熔管时比较安全，填充料式的断流能力更强。

（6）插座

插座是移动用电设备、家用电器和小功率设备的供电电源，一般插座是长期带电的，在设计和使用时要注意。插座根据线路的明敷设和暗敷设的要求，也有明装式和暗装式两种。插座按所接电源相数分三相和单相两类。单相插座按孔数可分二孔、三孔。两孔插座的左边是零线、右边是相线； 三孔也一样，只是中间孔接保护线。